面向煤矿智能化的5G关键技术研究

作     者：胡亚辉 赵国瑞 吴群英 HU Yahui;ZHAO Guorui;WU Qunying

作者机构：中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西榆林719000 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2022年第50卷第2期

页      面：223-230页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务资助项目(2019QJ05) 中国工程院咨询研究资助项目(2019-XZ-60) 国家自然科学基金重点资助项目(51834006)。 

主　　题：煤矿智能化 5G 网络规划 网络切片 边缘计算 

摘      要：5G通信技术应用于煤矿智能化开采中已成为目前各界的共识。为了给煤矿智能化开采应用提供更为有效的无线通信与信息处理支撑,调研了5G技术在煤矿智能化中的研究及网络建设现状,分析了其在煤矿应用时的理论研究、标准化、实验室研究及试点建设多个方面的进展情况;针对井下无线传播环境及业务需求,从无线频段选择、无线基站选型、组网方式以及核心网建设方式多个层面,研究了煤矿5G网络规划的方案,指出了“统一规划、安全经济、全面覆盖、精细设计煤矿5G网络规划原则;总结了5G在煤矿中的可能应用新场景,研究并提出5G网络切片应在运营商增强移动宽带通信、低延迟高可靠通信和海量物联网通信三大应用场景的基础之上,进一步细化煤矿的应用场景,同时需协调业务匹配粒度、切片管理与网络资源之间的相互关系,以达到最佳网络资源使用度;研究了煤矿5G边缘计算技术,设计了面向具体煤矿智能化业务需求的云-边-端协同的边缘计算架构,并进行了计算卸载、边云协同等关键技术研究。上述分析与研究表明,商用5G在应用于煤矿智能化开采过程中,仍然需要针对具体应用业务和场景进行网络规划、网络切片,并且由于5G技术本身处于不断更新发展之中,因此在5G与煤矿智能化结合的过程中,需不断融入新技术,并在新技术的背景下仔细评估所采用的关键技术、网络设计与建设方案。