5G地下移动通信网络（5G-DMN）白皮书_26页_4mb

5G地下移动通信网络（5G DMN）白皮书总结

核心内容

本白皮书由**中国移动、华为、中国煤炭协会、中国矿业大学（北京）共同编制，聚焦于5G地下移动通信网络（5G DMN）**的构建与应用，旨在推动矿山行业的智能化转型，解决地下通信网络建设中的四大关键挑战：环境特殊、多网并存、性能挑战、运维困难。通过技术攻关、标准制定、产业推进和生态构建四方面，共同推进5G DMN的发展，打造连接泛在、性能极致、一网多能、运维极简的地下通信网络。

主要观点

• 5G DMN是实现矿山智能化的关键基础设施，其目标是构建一张覆盖全面、性能卓越、运维高效的地下通信网络。
• 矿山智能化发展需求迫切，预计“十四五”末期，煤炭行业数字经济规模将达到千亿元/年。
• 5G DMN技术路径分为基础型、增强型、全能型三个阶段，逐步实现网络能力的提升和应用的拓展。
• 5G DMN支持视频传输、物联定位、远程控制、实时通信、现场算力五大核心应用场景，为矿山生产提供全面支撑。

关键信息

一、矿山智能化发展需求和网络挑战

1. 智能化需求

   • 煤矿在我国国民经济中占有重要地位，年产值超6万亿元，煤炭能源生产占比超过70%，其中85%来自地下开采。
   • 国家政策推动煤矿智能化发展，目标到2035年实现各类煤矿基本智能化，构建智能感知、智能决策、自动执行的体系。

2. 网络挑战

   • 环境特殊：地下环境复杂，存在粉尘、瓦斯等危险因素，对设备的隔爆性能、发射功率和部署难度提出挑战。
   • 多网并存：现有网络包括NB-IoT、UWB、2/3/4G等，数据采集和控制执行能力分散，形成数据孤岛。
   • 性能挑战：需要大上行、高精度定位、低时延、高可靠性等性能，以满足无人化、少人化生产需求。
   • 运维困难：地下网络运维复杂，设备多、系统异构，需要提升远程运维和自动化运维水平。

二、5G DMN愿景及应用场景

1. 5G DMN愿景

   • 构建连接泛在、性能极致、一网多能、运维极简的地下通信网络，支撑矿山智能化发展。
   • 实现感知、决策、操控全智能化，提升矿山生产效率和安全性。

2. 应用场景

   • 看：视频传输：支持高清视频回传，满足安全监控、设备监控、综采面远程操控等需求，未来将支持4K、8K、3D等高清视频。
   • 感：物联定位：实现高精度定位，支持井下人员、车辆、设备的动态监测和精准调度，助力无人驾驶、应急救援等应用。
   • 控：远程控制：支持远程操控、自动执行、智能决策，提升生产效率和安全性。
   • 连：实时通信：实现随时随地的高质量通信，保障井下作业人员与地面控制中心的高效沟通。
   • 算：现场算力：结合边缘计算和MEC，实现数据本地处理和算力下沉，支持自动化控制和智能决策。

三、5G DMN创新技术

1. 连接泛在

   • 弹性组网技术：通过信号中继器、移动式基站、IAB等方案，实现网络的动态部署和灵活扩展。
   • 高可用组网技术：采用设备冗余、链路备份、惯性运行等手段，保障网络的连续可用性。

2. 性能极致

   • 超级上行技术：通过频谱资源灵活组合、上下行配比调整、设备能力定制，提升上行速率和容量。
   • 高精定位技术：结合5G蜂窝定位和5G+UWB融合定位，实现米级至分米级高精度定位。

3. 一网多能

   • 云网业融合技术：实现通信、算力、能力的一体化交付，支持本地数据分流、本地算力处理、本地能力开放。
   • 多网融合：通过5G与UWB、TSN、OPCUA等技术融合，实现多维感知和数据融通。

4. 运维极简

   • 自主化技术：通过统一运维平台，实现网络自运维、自服务、自开发，提升运维效率和智能化水平。

四、5G DMN发展倡议

• 技术共同攻关：聚焦覆盖增强、弹性组网、超级上行、高精定位、确定性网络等技术，提升网络性能和可靠性。
• 标准共同制定：联合3GPP、CCSA等组织，推动行业标准制定，促进技术融合和规范统一。
• 产品共同创新：推动矿用设备5G化，研发定制化终端和网络设备，优化专网运营平台。
• 生态共同繁荣：拓展地下网络应用场景，推广智慧矿山应用，构建繁荣、健壮的地下通信产业链和创新链。

附录：缩略语