5g覆盖范围煤矿井下 5G信号覆盖范围有多大工作面

2020年和2021年是5G发展的重要年份。垂直行业逐渐成为5G的重要用户，不少行业深度参与5G网络能力的验证，看5G是否符合行业需求。
本文对煤矿井下5G的覆盖能力、业务需求和网络规划进行了定量和定性分析，为煤矿5G网络规划提供了一定的参考。
煤矿5G覆盖数据分析
——巷道内单站可覆盖400-500米；综采工作面单站覆盖180多米
为了支持煤矿的网络部署和规划，矿山企业、运营商和设备制造商在不同场景下多次测试5G覆盖能力。根据几个煤矿的测试数据，按照20Mbps的上行速率作为小区边缘，巷道内单站可覆盖400-500米；综采工作面单站覆盖180多米。
一、煤矿进入下一个5G覆盖测试数据分析
1.新源煤矿井下试验
在山西华阳新材料集团新源煤矿的测试中，部署了2.6GHz四通道变电站，单次发射功率21.7dBm，启动了上下行时隙翻转功能。地下采用了错频组网方案，即相邻基站各开通一个80MHz带宽的载波。
综采工作面覆盖能力测试过程中，采煤机距离天线约90米，经过采煤机位置，信号因遮挡而迅速衰减。在距离天线108米的地方，上行速率波动在24Mbps左右。

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辅助巷道测试过程中，距离天线330米处地形变化较大，信号衰减较快。在390米处，上行速率在20Mbps左右波动。

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2.庞旁塔矿下的试验
山西焦煤股份有限公司庞庞庞塔煤矿在3.5GHz频段部署了四通道皮肤站设备，每两个通道连接一对天线，背靠背两个天线，每个通道输出功率250mW，开启100MHz载波。对人行斜井和综采工作面进行了覆盖试验。
人行斜井测试中，上传速率为33.2Mbps距离天线200米；在250米处，上传速率下降到15.5Mbps左右，单站覆盖半径超过200米。
在综采工作面，在工作面两侧安装基站覆盖综采工作面中部，基站天线悬挂在液压顶下。在距离天线180米处，上行速率约为30.1Mbps。

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【5g覆盖范围煤矿井下 5G信号覆盖范围有多大】3.地下测试和分析
上述测试中，5G输出功率考虑了天线增益和多通道叠加，总功率不超过6 W..从上述两个煤矿的测试数据可以看出，2.6GHz和3.5GHz 5G设备均可按最大站间距400-500米布置在巷道内；
在综采工作面，两边安装5G基站打中间，也能保证350米的宽度；在这两种情况下，都可以保证20-30Mbps的上行带宽速率。目前5G煤矿井下测试数据非常有限，井下煤矿地形复杂，因此5G在不同场景下的覆盖能力需要实地勘察验证。
二、矿井5G业务需求
矿用5G应用为什么要强调上行边缘率？答案是业务需求。
无线网络的覆盖范围是根据业务需求规划的。那么，5G在矿下可以做哪些业务呢？根据2020年10月发布的《5G+煤矿智能白皮书》，井下业务大致可分为信息采集、视频监控、通信和远程控制。信息采集业务主要是上游包业务，时延不敏感；视频监控类需要很大的上行带宽。以4K相机为例，带宽要求在15-20Mbps左右，延迟灵敏度中等；
人员通信业务对网络的上下行有相同的要求。如果是视频通话，网络需求在4-8 Mbps左右；对于远程控制服务，网络需要大的上行带宽和低的下行延迟，上行传输回现场传感器数据，如视频或雷达。根据回传视频的分辨率和数量，带宽要求约为20-30Mbps，而设备控制信号的下行传输需要的带宽很少，但对时延高度敏感，一般需要不到50毫秒。如果是胶轮车远程控制，则延迟进一步降低到20毫秒。业务的网络需求总结如下: