專利名稱：3g/4g礦山通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦井下用的無線通信系統(tǒng)。
背景技術：
隨著社會信息化程度不斷提高，為了提供生產(chǎn)效率，礦山企業(yè)也逐漸提升信息化的要求。在“十二五”期間，行業(yè)信息化將成為新的發(fā)展重點。一直以來，煤炭行業(yè)都保持了對安全生產(chǎn)的高要求。并為此進行了大量的投入，也取得了一定的成果。但是受各方面條件所限，近年來，事故頻發(fā)，影響惡劣。如何保障安全生產(chǎn)，對于礦山各個系統(tǒng)都提出了要求。2010年12月，國務院發(fā)布[2010] 23號文件，對于煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”提出了明確的建設要求。同時，“六大系統(tǒng)”建設在去年底也得到了《煤礦安全生產(chǎn)“十二五規(guī)劃”》的肯定。規(guī)劃提出，未來五年內(nèi)我國將實施包括煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”建設工程在內(nèi)的九項重點工程，以保障煤礦安全。煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”指監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和通信聯(lián)絡系統(tǒng)。其中，通信聯(lián)絡系統(tǒng)為重中之重。目前市場上礦用無線通信技術主要有:PHS無線通信系統(tǒng)(小靈通)、WIFI無線通信系統(tǒng)和3G無線通信系統(tǒng)(TD-SCDMA)。1、PHS無線通信系統(tǒng)(小靈通)2009年2月，政府主管部門已明確要求所有1900-1920MHZ頻段無線接入系統(tǒng)應在2011年底前完成清頻退網(wǎng)工作，以確保不對1880-1900MHZ頻段TD-SCDMA系統(tǒng)產(chǎn)生有害干擾。目前所有生產(chǎn)廠家都停止生產(chǎn)，設備及板卡無法買到，對今后維護及故障處理造成最大困難。2、WIFI無線通信系統(tǒng)WiFi是一種短程無線傳輸技術，能夠在一百米左右范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。它有以下幾方面的缺點=(I)WiFi傳輸帶寬隨環(huán)境動態(tài)變化，帶寬越小，時延越大，因此通話質量無法保障。加上沒有嚴格的同步機制，又加大了時延。(2)按正常速度行走，每幾秒鐘就可能發(fā)生一次漫游，每次漫游都可能會出現(xiàn)突發(fā)丟包的現(xiàn)象，而且手機只能在本基站下通信，手機跨基站移動通話會導致掉線，嚴重影響通信質量。(3)接入認證和加密方式簡單，目前，WiFi工作在ISM國際開放頻段2.4GHz的頻段上，網(wǎng)絡易受到攻擊，信息很容易被竊取。在這個頻段上信號混雜且交叉干擾大，傳輸帶寬隨環(huán)境動態(tài)變化，語音通話有異步滯后感。頻繁的信號干擾可能導致服務質量的快速下降。而且這個頻段上只有3個不重疊的信道，所以沒有很好的辦法來解決干擾問題。(4)由于處于相同的發(fā)送功率，WiFi終端之間的干擾問題會很嚴重，距離接入點較近的終端會對較遠的終端產(chǎn)生很大的干擾，并且會很快消耗WiFi終端的電量，導致WiFi終端待機時間很短。3、3G 無線通信系統(tǒng)(TD-SCDMA)TD-SCDMA技術是ITU發(fā)布的第三代移動通信空間接口技術規(guī)范之一。將TD-SCDMA應用在煤礦井下的通信系統(tǒng)中，存在以下問題:(1)目前TD-SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU+RRU拉遠方式，BBU部署在地面，RRU作為井下無線站點部署在井下，地面與井下采用私有的Ir接口，必須使用裸光纖，無法直接使用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。這樣，就需要重新拉光纖，重新部署傳輸網(wǎng)，從而增大了施工復雜度，施工成本。另外不便于隨著巷道的延伸進行擴容，維護成本也隨之增高。(2)由于目前TD-SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU+RRU拉遠方式，整個井下通信就是一個基站，井下基站與BBU通過多個RRU級聯(lián)方式連接，當BBU出現(xiàn)故障，會導致全網(wǎng)無法工作。或者某個中間RRU故障，會導致整個鏈上的RRU無法工作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種3G/4G礦山通信系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種3G/4G礦山通信系統(tǒng)，它包括相互通信的礦上通信系統(tǒng)和礦下通信系統(tǒng)，所述的礦上通信系統(tǒng)與礦下通信系統(tǒng)之間通過以太網(wǎng)進行通信連接；且所述的礦下通信系統(tǒng)包括本安型通信基站，本安型通信基站通過3G或4G通信模塊與通信終端相連接。所述的通信終端包括防爆手機和圖像監(jiān)控終端。所述的本安型通信基站包括三通道通信基站及與其相連接的本安型電源；所述的三通道通信基站包括光纖接口、電纜接口和無線接收天線，所述的光纖接口、電纜接口和無線接收天線將接收的光信號或電信號傳送至接收單元，接收單元與通信單元相連接；通信單元將處理后的光信號或電信號送入重發(fā)模塊，重發(fā)模塊連接光學天線和無線電天線。所述的礦上通信系統(tǒng)包括與以太網(wǎng)通信連接的煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)，煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)與通信子系統(tǒng)相連接。所述的煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)包括通過3G或4G通信網(wǎng)絡相互通信連接的多媒體調(diào)度臺、定位臺、可視電話及視頻監(jiān)控顯示屏。所述的通信子系統(tǒng)包括PLMN通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和FXS通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中PLMN通信網(wǎng)絡系統(tǒng)還連接有PSTN子系統(tǒng)。所述的3G通信模塊是指WCDMA通信模塊，4G通信模塊是指LTE通信模塊。采用上述技術方案的本實用新型，將3G/4G應用到礦山通信系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點:I)確保煤炭無線通信專網(wǎng)長期先進性=WCDMA煤炭無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡設備起源于公網(wǎng)，公網(wǎng)先進的技術升級可方便的移值到煤炭通信系統(tǒng)中，確保煤炭無線通信系統(tǒng)技術的先進性，不會造成類似小靈通的技術無法升級以及WIFI的無法演進。2)產(chǎn)業(yè)鏈豐富，確?？蛻敉顿Y=WCDMA煤炭無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡設備起源于公網(wǎng)，具有很強的公網(wǎng)基礎，是大眾技術而非小眾技術，在網(wǎng)絡設備以及終端設備上均有強大的產(chǎn)業(yè)鏈支持，特別的目前世界上有3000種以上WCDMA制式的手機可供選擇。目前世界上的明星手機iphone，谷歌Gl，美菱、三星i968e，nokiaE61，多普達P860等，均是WCDMA手機。確保不會出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈斷鏈，可有效保護客戶投資。3)使用專屬頻段:使用國家專門劃分的頻段，在井下使用不會與別的無線系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。4)與公網(wǎng)無縫鏈接:提供接入移聯(lián)通公網(wǎng)的接口，可以接入聯(lián)通公網(wǎng)，實現(xiàn)井下與全球任一部電話語音、視頻通話。[0026]5)抗干擾能力強:井下每個點均是獨立基站，干擾不會擴散，系統(tǒng)抗干擾能力強。6)安全性高:井下基站采用本安型設計，采用光纖接入環(huán)網(wǎng)，不涉及電信號，安全可靠。7)工程施工便利:井下基站采用Femto方案，施工簡單，且可以和其他設備共享光仟以太網(wǎng)絡，其鋪設和維護都很便利。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型中雙通道基站的原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種3G/4G礦山通信系統(tǒng)，它包括相互通信的礦上通信系統(tǒng)和礦下通信系統(tǒng)，礦上通信系統(tǒng)與礦下通信系統(tǒng)之間通過3G或4G通信網(wǎng)絡、或者以太網(wǎng)進行通信連接；且上述的礦下通信系統(tǒng)包括本安型通信基站，本安型通信基站通過3G或4G通信模塊與通信終端相連接，通信終端包括防爆手機和圖像監(jiān)控終端。上述的礦上通信系統(tǒng)包括與以太網(wǎng)通信連接的煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)，煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)與通信子系統(tǒng)相連接。其中，煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)包括通過3G或4G通信網(wǎng)絡相互通信連接的多媒體調(diào)度臺、定位臺、可視電話及視頻監(jiān)控顯示屏。通信子系統(tǒng)包括PLMN通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和FXS通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中PLMN通信網(wǎng)絡系統(tǒng)還連接有PSTN子系統(tǒng)。如圖2所示，本安型通信基站包括三通道通信基站及與其相連接的本安型電源；上述的三通道通信基站包括光纖接口 1、電纜接口 2和無線接收天線8，上述的光纖接口 1、電纜接口 2和無線接收天線8分別將接收的光信號或電信號傳送至接收單元3，接收單元3與通信單元4相連接；通信單元4將處理后的光信號或電信號送入重發(fā)模塊5，重發(fā)模塊5連接光學天線6和無線電天線7。上述通信單元4與現(xiàn)有技術一樣，包括依次連接的帶通濾波器1、低噪聲放大器、混頻電路、帶通濾波器I1、放大器、A/D轉換模塊、數(shù)字下變頻器和基帶處理器。本安型通信基站的工作原理是:接收單元3實時檢測光纖接口 1、電纜接口 2和無線接收天線8的狀態(tài)。當電纜斷開，電纜接口 2不能使用時，接收單元3將所接收的信號切換至光纖接口 I傳來的光信號；光信號通過接收單元3的處理后，送入通信單元4，最后光信號通過重發(fā)模塊5及光學天線6發(fā)送出去。當電纜接口 2、光纖接口 I和無線接收天線8都能正常使用時，系統(tǒng)默認優(yōu)先選擇電纜接口 2。需要說明的是，本實用新型中的3G通信模塊是指WCDMA通信模塊，4G通信模塊是指LTE通信模塊。
權利要求1.一種3G/4G礦山通信系統(tǒng)，它包括相互通信的礦上通信系統(tǒng)和礦下通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的礦上通信系統(tǒng)與礦下通信系統(tǒng)之間通過以太網(wǎng)進行通信連接；且所述的礦下通信系統(tǒng)包括本安型通信基站，本安型通信基站通過3G或4G通信模塊與通信終端相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的3G/4G礦山通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的通信終端包括防爆手機和圖像監(jiān)控終端。
3.根據(jù)權利要求1所述的3G/4G礦山通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的本安型通信基站包括三通道通信基站及與其相連接的本安型電源；所述的三通道通信基站包括光纖接口(I)、電纜接口( 2 )和無線接收天線(8 )，所述的光纖接口( I)、電纜接口( 2 )和無線接收天線(8)將接收的光信號或電信號傳送至接收單元(3)，接收單元(3)與通信單元(4)相連接；通信單元(4 )將處理后的光信號或電信號送入重發(fā)模塊(5 )，重發(fā)模塊(5 )連接光學天線(6 )和無線電天線(7)。
4.根據(jù)權利要求1所述的3G/4G礦山通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的礦上通信系統(tǒng)包括與以太網(wǎng)通信連接的煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)，煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)與通信子系統(tǒng)相連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的3G/4G礦山通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的煤炭通信調(diào)度子系統(tǒng)包括通過3G或4G通信網(wǎng)絡相互通信連接的多媒體調(diào)度臺、定位臺、可視電話及視頻監(jiān)控顯示屏。
6.根據(jù)權利要求4所述的3G/4G礦山通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的通信子系統(tǒng)包括PLMN通信網(wǎng)絡系統(tǒng)和FXS通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中PLMN通信網(wǎng)絡系統(tǒng)還連接有PSTN子系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求1所述的3G/4G礦山通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的3G通信模塊是指WCDMA通信模塊，4G通信模塊是指LTE通信模塊。
專利摘要一種3G/4G礦山通信系統(tǒng)，它包括相互通信的礦上通信系統(tǒng)和礦下通信系統(tǒng)，所述的礦上通信系統(tǒng)與礦下通信系統(tǒng)之間通過以太網(wǎng)進行通信連接；且所述的礦下通信系統(tǒng)包括本安型通信基站，本安型通信基站通過3G或4G通信模塊與通信終端相連接。采用上述技術方案的本實用新型，將3G/4G應用到礦山通信系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點確保煤炭無線通信專網(wǎng)長期先進性WCDMA煤炭無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡設備起源于公網(wǎng)，公網(wǎng)先進的技術升級可方便的移值到煤炭通信系統(tǒng)中，確保煤炭無線通信系統(tǒng)技術的先進性，不會造成類似小靈通的技術無法升級以及WIFI的無法演進。
文檔編號H04W84/00GK202949573SQ201220543708
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者牟建仕 申請人:河南飛廣通信技術有限公司