能源信息化建设的重点逐步进入对已有系统的提升和深化阶段,联合项目组在天线暗室环境完成了3D-MIMO样机的室内测试

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3D-MIMO是LTE-Advanced多天线技术后续演进的重要技术方向,也是5G的关键技术之一。相比普通智能天线只能在水平方向改变波束的指向,3D-MIMO天线可以在水平和垂直2个方向实现灵活的波束方向调整,是解决城市高层楼宇网络覆盖和容量的有效手段之一,并为提升小区速率提供全新的解决办法。

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9月22日,一年一度的“中国国际信息通信展览会”如期开幕。在国家政策强力推进两化融合,工业信息化基础设施建设加快,智能工业应用初步展开的市场背景下,“行业信息化”再次成为本次通信展上备受关注的一大亮点。大唐移动在本次展会上也集中展示了其为能源行业信息化建设量身定制的系列方案。

2013年大唐移动、中国移动、国信天线联合启动了3D-MIMO样机的合作开发工作,于2014年1月推出了首台3D-MIMO样机,并于2014年9月率先进行了外场测试。该样机工作频段覆盖2.575GHz-2.635GHz,共有64个天线单元,各天线单元可以独立控制,支持三维智能波束赋形。

作为信息化建设领域的后起之秀,能源行业由于在国民经济中的重要地位,其信息化建设和发展备受各方关注。随着在基础设施和系统建设方面投入的持续增长,能源行业的信息化已具备良好的基础,能源信息化建设的重点逐步进入对已有系统的提升和深化阶段,如何整合现有系统功能、对数据进行应用挖掘、让信息化发挥更大的效益,成为下一步发展的关键。

联合项目组针对3D-MIMO样机进行了一系列严格而缜密的测试。2014年1月,联合项目组完成了基站样机64通道的校准算法研发,实现了64通道的幅相一致性。2014年7月,联合项目组在天线暗室环境完成了3D-MIMO样机的室内测试,广播波束和用户波束的各项指标测试结果均满足预期产品指标要求。2014年9月,在中国移动研究院外场试验环境下,联合项目组开展了与普通8天线的对比测试试验,初步试验结果显示,在发射功率相等的情况下,3D-MIMO天线优势明显。

大唐移动是较早进入能源行业信息化市场的通信企业,多年来一直致力于能源行业信息化建设技术与服务的研究和推广工作。契合能源信息化建设调整和整合阶段的需求特征,大唐移动将关注点集中在提升信息共享水平、规避信息孤岛这些用户首要解决的问题上,并基于能源企业不同的信息化需求提出针对性的解决方案。

3D-MIMO技术是高层楼宇覆盖和提升小区速率的重要手段

挑战环境极限让天堑变通途

在当前网络建设阶段,影响TD-LTE室内深度覆盖的因素有很多,也产生了不同的解决方案。对于大型写字楼、商场、酒店等封闭度较高的区域,楼体较厚,采用建设室分系统或布放小基站的方式比较合适;而对于居民楼等楼体较薄的楼宇,采用室外覆盖室内的方式较为合适,且更加经济。

数据传输网络是数字油田中至关重要的信息传输通道,其部署方式和可靠性,关系到前端基础数据能否及时、通畅、准确的传递到后端处理平台。然而在线缆铺设环境恶劣的地区,有线传输方式由于施工难度、成本等因素难以控制,所以无法实现油气水井的有线网络全覆盖。有线方式提供的解决方案更是捉襟见肘。

从室外站点覆盖高层楼宇时,传统的8单元智能天线阵的垂直面扫描宽度较窄,只有6~10度,往往需要部署2个及以上的天线点位,才能实现整座楼宇的覆盖。由大唐移动联合中国移动、国信天线推出的3D-MIMO天线的垂直面扫描宽度可达60度,这意味着只利用1个天线点就可实现对城市典型高层楼宇的覆盖。同时,可充分利用3维波束的特点,兼顾对周边道路的覆盖,不但可提升部署效率,还能够大大降低站点建设和运维成本。同时,由于一面天线对应一个逻辑小区,当用户在室内、室内外间移动时不会发生切换,减少了掉话概率。此外,由于该3D-MIMO天线垂直面用户波束宽度只有不到10度,因此可以充分利用细窄的垂直面波束来实现楼层间的多用户MIMO,大幅提升小区整体吞吐量。

大唐移动TDiN宽带无线专网方案,借助TD-LTE
4G无线通信技术高带宽(下行峰值速率大于100Mbps,上行峰值速率大于50Mbps)、广覆盖(实际测试单基站覆盖距离超过20千米)、低时延(控制面时延小于100ms,业务面时延小5ms)的优势,突破油田作业环境限制,实现油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂等区域的网络覆盖,搭建油田信息传输的“信息高速公路”。

深入布局MIMO多天线领域,率先发布3D-MIMO样机

在实现4G无线宽带网络全覆盖的基础上,大唐移动TDiN宽带无线专网方案还可提供丰富的业务功能,包括:将生产现场采集的生产数据,通过4G无线专网上传到企业的管理中心,实现生产数据采集回传;生产重点区域实现视频监控管理,将视频数据通过4G无线专网上传到上级监控中心,实现视频监控、图像报警、声光提示、近景判识、图像抓拍、语音警示,视频录像等功能;在4G专网的基础上,采用建设有线视频与无线视频相结合的方案监控管理生产现场,代替传统的人工巡检方式,解决井口偏远、地貌复杂多样、条件艰苦等问题带来的人工巡检工作量大、投入成本高的问题;可提供语音/视频通话、语音/视频调度、集群对讲功能,支持呼叫、强插、强拆、组呼、群护、录音、监听、呼叫代答、夜服等调度功能,生产调度指挥员可以统筹企业的所有资源,并及时处理在生产中出现的各种情况等,将“数字油田”的大概念通过技术、产品、业务三个方向真正实现落地。

大唐移动在LTE多天线技术领域具有长期持续的积累,并对未来演进技术包括3D-MIMO、MassiveMIMO等进行了前沿布局。

消除煤矿井下通信盲区

2010年3月,由大唐移动和中国移动等国内产业界共同推动的双流波束赋形技术被写入3GPP
LTE技术规范Rel-9版本中。经过随后多年的现网测试和应用验证,大唐移动8天线双流波束赋形技术的性能优势尽显,室外宏基站采用成熟的8单元智能天线已正在成为运营商的首选方案。

在煤炭企业中,安全生产是压倒一切的任务;对于煤炭企业而言,矿区井上井下通信畅通是企业确保安全生产的基础。为解决煤炭企业普遍存在的没有井下通信系统,或者只有井下有线通信系统导致的通信不畅、影响生产和调度的问题,大唐移动推出了TDeN矿用无线调度通信系统,将先进的TD移动通信技术优势与煤矿专网需求相结合,通过组建矿区无线调度通信专网,实现井上井下的移动通信,解决了固话技术为主的有线通讯调度系统造成的效率低、范围局限等的矿区通讯难题,扫除了井下通信的盲点。该系统凭借丰富的业务应用和稳定的产品品质,赢得了客户的一致认可。

为了进一步提升峰值速率和频谱效率,在TD-LTE-Advanced标准中,MIMO多天线技术得到了进一步的增强。3D-MIMO技术从Rel-12开始了标准化进程,其产业化必将随着需求的迫切性而加快,AAS作为承载3D-MIMO技术的平台,实现了天线和射频单元的一体化,消除了馈线损耗,降低了塔上安装设备数和安装复杂度,也提升了设备的可靠性。同时,由于阵子数明显增加,降低了对AAS的每单元阵子的功率输出需求,也降低了成本。

紧跟移动通信网络的技术发展趋势,大唐移动将4G技术引入煤炭行业信息化领域。较现有的矿用无线通信系统而言大唐移动的矿用LTE宽带无线调度通信系统,具有数据带宽大、业务移动性好、抗干扰性高等优点,不但能够满足现有井下通信、调度的业务需求,还能够在一些特殊环境和应用场景下,例如井下机车的移动情况下、掘进面线缆无法铺设的环境下,提供视频、数据的接入。大唐移动矿用LTE宽带无线调度通信系统,将为煤矿数字化矿山建设提供高速数据通路,充分满足煤矿未来的无线通信需求。

大唐移动通过对3D-MIMO技术产学研用一体化的探索,力争引导产业界共同推进3D-MIMO系统的研究、验证、标准化和产业化进程,扩大我国在多天线技术学术研究及相关产业发展领域中的影响力,为深挖TD-LTE多天线技术潜力,有效支撑TD-LTE基站大规模商用部署奠定技术和产业基础。
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打造智能电网专属信息化方案

智能电网下,无论是从电能流的方向还是从企业业务链递进方向,每个环节都伴随有大量数据生成、被采集、处理,供分析应用,并最终以不同的形态展示在用户面前。智能电网的运行依赖于大量数据采集、传输、计算分析,稳健的通信网络成为智能电网的基础。电力通信系统是保障电网安全运行和电力可靠供应的重要基础,也是满足未来用电智能化对数据大规模安全传输需要的重要前提。

大唐移动TD-LTE电力无线宽带专网解决方案的推出,可提供配电开关、环网柜的自动化监控,用电信息采集,负荷管理,输电线路监控以及应急指挥调度等功能,有效地解决数据实时采集难、铺设有线数据网络投资巨大、建设周期长等问题,对于输电线路改造,设备巡检以及提高生产调度效率起到了极大的辅助作用,对提高电力行业的生产效率、管理水平、服务能力,深化两化融合具有重要意义。

拓展新能源行业信息化市场

在当前我国宏观经济下行压力加大、雾霾等环境污染难题压力重重的大背景下,能源结构调整已刻不容缓,水电、核电等新能源产业成为未来能源发展重点,李克强总理在3月份的政府工作报告中作出了“开工一批水电、核电项目”的指示,无疑都成为2014年核电、水电建设加快、发展大提速的重要信号。

由于行业的安全性和特殊性要求,核电行业对于无线通信系统的要求与其它民用或公用网络不尽相同,为了避免对仪控设备的电磁干扰,核电站内严禁使用任何民用手机、对讲设备。在核电的运行过程中,存在周期性的停机检修期,检修期的时间长短直接影响了运营的经济效益。由于在检修维护期内信息的交互量非常大,所以如何提高检修过程的信息沟通效率,成为了缩短检修时间、提高运营效益的关键。大唐移动提出的核电行业无线通信解决方案,采用TD-SCDMA技术,弥补了现有的WiFi、CDMA等无线通信方式安全性低、业务单一(仅话音业务,无法提供数据、视频业务)的短板,凭借其军工级安全级别、业务灵活定制等特点,成为了核电行业无线通信的首选,在核电行业通信市场上具有极强的适应性和生命力。

作为清洁的可再生能源,水能具有技术成熟、成本低廉、运行灵活的特点。在我国,水电的发电装机量仅次于煤电,超过位列第三位的核电发电装机量近6倍。对于水电站的建设而言,周期都较长,并且由于水电站项目经常位于山区,人迹罕至,因为施工难度大、运行维护困难、投资巨大且投资回收困难的原因,新建水电站的地区往往缺乏公网的覆盖,或者现场通信基础设施跟随项目同步建设,无法满足水电站项目建设、施工期间的通讯需求。

大唐移动的TD解决方案,主要是通过在水电站施工现场,建设TD-LTE无线专网,进行话音、数据、视频信息的传输,一方面在水电站建设初期公网的覆盖还没有完成的情况下,为建设、办公、生活提供最基本的通信联络,还可以提供集群对讲功能,加强工程中各单位、各人员之间的协作,提高工作效率。正是因为有了对市场动向和用户需求的敏锐洞察,大唐移动在能源信息化领域获得了认可,赢得了市场,先后与中国石油天然气集团公司、中国海洋石油总公司、陕西煤业化工集团有限公司、山西潞安矿业有限责任公司等多家能源企业建立合作,积累了丰富的LTE网络建设经验。大唐移动系列无线通信解决方案的诸多成功应用案例也将给能源企业提供更直观的借鉴,为更多能源企业信息化建设提供新的思路与方向。
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