【摘 要】本文以簡(jiǎn)要闡述了井下無(wú)線電波的傳播特性作為研究切入點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)CDMA技術(shù)在抗頻通信、分集接收、抗多徑干擾等方面的情況進(jìn)行深入研究，探討其在井下移動(dòng)通信中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】井下 移動(dòng)通信 CDMA技術(shù)

對(duì)于礦井下的生產(chǎn)工作而言，井下移動(dòng)通信發(fā)揮到非常重要的作用，其擔(dān)負(fù)著多方面重要的任務(wù)，例如調(diào)度方面、安全方面以及生產(chǎn)方面等[1]。就井下環(huán)境來(lái)說(shuō)，無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)屬于其最佳移動(dòng)通信模式，然而因?yàn)榫颅h(huán)境與一般的環(huán)境相比而言，前者較為特殊，無(wú)線電波難以在巷道中順利傳播，井下的感應(yīng)通信、泄露通信等多項(xiàng)移動(dòng)通信必須要通過(guò)有線來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此提高無(wú)線電波在井下的傳播距離、降低對(duì)有線信道的依賴性、實(shí)現(xiàn)井下無(wú)線通信等均是該行業(yè)急需解決的問(wèn)題。

一、井下無(wú)線電波的傳播特性分析

井下的無(wú)線電波在傳播方面，并不屬于自由空間傳播，井下無(wú)線電波在傳播信道方面可分為2種，一是無(wú)線信道，二是有線信道。

（一）無(wú)線信道（巷道空間）。巷道空間除了空間小，具有拐角與叉口等特點(diǎn)外，還具有機(jī)車、礦產(chǎn)、風(fēng)墻以及風(fēng)門等多種障礙物，此外，巷道還受到來(lái)自架線電機(jī)車中的火花干擾。

（二）有線信道。通信信號(hào)線、動(dòng)力線、其他縱向?qū)w等線路所組成的有線信道，對(duì)于無(wú)線電波可起到導(dǎo)波的效果，有利于傳播。

二、關(guān)于CDMA技術(shù)

CDMA是基于擴(kuò)頻通信而進(jìn)行調(diào)制、多址連接等一種技術(shù)，由于該技術(shù)具有其優(yōu)越性，使其發(fā)展的十分快速，并成為了蜂窩系統(tǒng)第三代當(dāng)中所應(yīng)用的首選技術(shù)。

（一）關(guān)于擴(kuò)頻通信、抗多徑干擾

擴(kuò)頻通信指的是在發(fā)送端采用擴(kuò)頻碼對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，使其頻譜擴(kuò)展后再將數(shù)據(jù)傳輸出去的一種通信方式。在擴(kuò)頻通信中所采取的工作方式有多種，例如DS方式（直接序列擴(kuò)頻）、FH方式（跳變頻率）、TH方式（跳變時(shí)間）以及寬帶線性調(diào)頻的工作方式?，F(xiàn)階段，不少擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所采用的工作方式均為DS方式，圖1為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的模型，由圖中可知，直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)是通過(guò)積分器來(lái)接收相關(guān)的信息。

若將b（t）為信息數(shù)據(jù)，Ts為脈寬（取值：±1），a（t）為擴(kuò)頻碼，N為碼長(zhǎng)，Tc為碼元寬度（取值：±1），則得出Ts=NTc，載波則為。由此可得出，發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)：。

假設(shè)to為直達(dá)波傳播時(shí)延，Ao為信號(hào)通過(guò)傳播衰減至接收機(jī)之間的幅度信號(hào)，K為多徑反射/折射的路徑條數(shù)，記為i=1，2，...，K。ti為各個(gè)路徑在到達(dá)接收機(jī)處的時(shí)延，i=1，2，...，K，Ai為至接收機(jī)之間的幅度信號(hào)，i=1，2，...，K，由此得出，直達(dá)波傳播至接收機(jī)總的信號(hào)：

公式（1）中，i=0的信號(hào)為直接傳至接收機(jī)中的有用信號(hào)；n（t）的均值=0，兩邊功率譜密度則為No/2的高斯白噪聲；窄帶干擾為lN（t），接收機(jī)本地載波，本地?cái)U(kuò)頻碼進(jìn)行解調(diào)，接收機(jī)和直達(dá)信號(hào)被同步鎖定之后，，，。

擴(kuò)頻接收所應(yīng)用的積分器為to→TS+to，如此積分期間內(nèi)，常數(shù)b=b（t+to），b以及a（t）均取值：±1。所以，a（t+to）a（t+to）=1。若積分期間內(nèi)，常數(shù)bi= b（t+ti），忽略了的高次項(xiàng)，則積分器所輸出：

公式（2）中，第一項(xiàng)代表需要接收的有用信號(hào)，并已經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確調(diào)解。第二項(xiàng)代表多徑干擾，由多條途徑信號(hào)所形成的。第三項(xiàng)代表噪聲干擾。第四項(xiàng)則為輸出窄帶的干擾。

（二）關(guān)于分集接收

分集接受指的是，信號(hào)接受機(jī)一端將其接受到的來(lái)自不同途徑的信號(hào)進(jìn)行分離之后，其性質(zhì)由具有相關(guān)性轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立性，并在接受的相應(yīng)的延時(shí)處理、相位校正處理后，在某個(gè)時(shí)刻實(shí)現(xiàn)對(duì)齊，接著根據(jù)相關(guān)規(guī)則采取合并措施，從而最大化接收到的可用信號(hào)，優(yōu)化接收端信噪比。在寬度CDMA的調(diào)制系統(tǒng)當(dāng)中，在頻帶帶寬方面，信號(hào)的明顯比信道大，此信號(hào)可在接收端處將分徑多量辨別出，所以可為接收機(jī)提供獨(dú)立衰落的路徑，達(dá)到分集接收的目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

在井下移動(dòng)通信中應(yīng)用CDMA，有利于擴(kuò)大井下無(wú)線電的通信距離，并增大系統(tǒng)中不同基站之間的距離，從而減少基站的數(shù)量，降低基站、移動(dòng)臺(tái)等的發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫繼平.礦井移動(dòng)通信的現(xiàn)狀及關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題[J].工礦自動(dòng)化.2009（07）：01.