[發(fā)明專利]一種多模式礦井移動通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410139183.5
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103888178B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 張帆
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學(北京)
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H04B7/08;H04W4/04;H04W16/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多模式礦井移動通信系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括控制調度單元，樹形結構無源光網(wǎng)絡，井下防爆多輸入多輸出(MIMO)基站，井下防爆單輸入單輸出(SISO)基站，分布式MIMO天線和井下移動終端；其特征還在于，

所述系統(tǒng)能夠選擇SISO模式、MIMO模式和混合模式工作：在SISO模式中，系統(tǒng)通過所述分布式MIMO天線的MIMO通信網(wǎng)關和遠端天線單元處理SISO信號；在MIMO模式中，系統(tǒng)通過所述分布式MIMO天線的MIMO通信網(wǎng)關和遠端天線單元組處理MIMO輸出信號；在混合模式中，系統(tǒng)通過所述分布式MIMO天線的MIMO通信網(wǎng)關與天線單元組處理SISO和MIMO輸出信號；

所述系統(tǒng)采用正交頻分復用多址(OFDMA)射頻技術；

所述MIMO基站被配置成TD-LTE或WiMAX基站，至少輸出第一信號和第二信號，并且通過光纖分別與分布式MIMO天線的MIMO通信網(wǎng)關和遠端天線單元連接；

所述SISO基站被配置成WCDMA或WiFi基站，至少輸出第一信號和第二信號，并且通過光纖分別與分布式MIMO天線的MIMO通信網(wǎng)關和遠端天線單元連接；

所述MIMO通信網(wǎng)關通過耦合器與MIMO基站耦合，并被配置為在相應的第一天線端口和第二天線端口接收來自所述MIMO基站的所述第一信號和所述第二信號，并且在至少一個輸出端口上提供輸出信號，該輸出信號包括所述第一信號的至少一部分以及所述第二信號的至少一部分；

所述MIMO基站和所述SISO基站分別與所述分布式MIMO天線的MIMO通信網(wǎng)關相耦合，并且通過加法電路將MIMO信號和SISO信號組合后選擇性地通過MIMO通信網(wǎng)關與遠端天線單元進行通信；

所述控制調度單元由基站控制器和井上調度裝置組成，并且通過光鏈路與井下裝置進行通信；以及

所述基站控制器通過無源光網(wǎng)絡分別與所述MIMO基站和所述SISO基站連接，并且通過遠端天線單元與所述井下移動終端進行通信。

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)傳輸MIMO信號和SISO信號的方法，包括：

接收指示一個或多個井下移動終端的信號條件的信道狀態(tài)信息(CSI)；

選擇用于上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€或多個井下移動終端并為其分配一個或多個發(fā)射天線；

通過多個遠端天線單元將多個已調信號發(fā)送到一個或多個井下移動終端；

通過多個接收天線從一個或多個選定的井下移動終端接收多個已調信號；以及

處理多個接收到的信號以恢復由一個或多個選定的井下移動終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)天線選擇的方法步驟包括：

(1)所述MIMO基站和SISO基站周期性地監(jiān)測各個遠端天線單元所接收的井下移動終端信號，對第i個天線單元與井下移動終端接收信號強度(RSSI)參數(shù)值建立映射關系i→RSS⁽ⁱ⁾[i]；

(2)MIMO通信網(wǎng)關依據(jù)各井下移動終端的監(jiān)測結果，更新天線單元映射表中井下移動終端的信號強度參數(shù)RSS⁽ⁿ⁾[N]；

(3)MIMO通信網(wǎng)關對N時間內各天線單元所對應的井下移動終端的信號強度RSS⁽ⁱ⁾[i]加權求和后計算統(tǒng)計平均值并將得出的統(tǒng)計平均值與判決閾值P_init比較；

(4)MIMO通信網(wǎng)關選擇K個信號強度大于判決閾值的天線單元，并根據(jù)平均功率分配規(guī)則P⁽ⁱ⁾(k)＝P_s/K配置相應的發(fā)送功率(P_s為發(fā)送總功率)，實現(xiàn)選擇無線信道較好的天線與井下移動終端通信。

4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)的樹形結構無源光網(wǎng)絡，其特征在于包括：

光線路終端，用于井下上行數(shù)據(jù)幀的調度、波長信道分配和網(wǎng)絡終端的通信，以及井下遠端光鏈路中斷、斷電告警和運維管理(OAM)；

光鏈路，用于在單條光纖上雙向傳輸光信號，至少包括第一光纖、第二光纖和波分復用器；以及

光網(wǎng)絡終端，可以將MIMO通信網(wǎng)關配置成用于提供井下無源光網(wǎng)絡的網(wǎng)絡終端功能和各種端口接入和通信。