一種基于td-scdma的煤礦井下分布式基站系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及網絡技術領域，特別涉及一種基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統。
【背景技術】
[0002]TD-SCDMA(時分同步碼分多址技術)是由中國提出的第三代(3G)移動通信標準，在2000年5月首次被國際電聯(ITU)批準，并于2001年3月被3GPP認可為世界第三代移動通信的三個主要標準之一。該技術采用了智能天線、軟件無線電、聯合檢測、接力切換、高速分組接入等一系列高新技術，TD-SCDMA具有頻譜利用率高、系統容量大、適合開展數據業務、系統成本低、符合移動技術發展方向等突出優勢。
[0003]TD-SCDMA中使用的射頻單元拉遠技術，使得超級基站成為可能，它可以連接數個甚至數十個位于遠端的射頻前端設備中的射頻收發單元，用以連接一個天線或者多個天線，同時支持數個至數十個宏小區、微小區及微微小區。在做無線網絡規劃時，可以靈活地根據覆蓋要求組成移動通信網，該通信網成本低、覆蓋良好。尤其適合于熱點地區補盲、室內覆蓋、井下巷道覆蓋等多種應用場合。
[0004]如圖1所示，為傳統地標準TD-SCDMA網絡結構示意圖。從圖1可知，標準TD -SCDMA網絡由核心網設備(CN)、無線網絡控制器(RNC)、基帶處理單元(BBU)和遠端射頻單元(RRU)幾個單元組成。基帶單元(BBU)可以連接數個甚至數十個位于遠端的射頻前端設備中的射頻收發單元，同時支持數個至數十個宏小區、微小區及微微小區。在做無線網絡規劃時，可以靈活地根據覆蓋要求，覆蓋良好的移動通信網。
[0005]隨著煤礦無線通信系統對無線語音，無線視頻和無線數據業務的需求越來越多。需要設計一套可靠的適合于煤礦井下使用的無線通信系統，采用TD-SCDMA技術是很好的解決方案。
[0006]但是，如果把標準的TD-SCDMA系統直接應用于井下會有幾個問題:
[0007]I)為了系統調試方便，核心網設備(CN)、無線網絡控制器(RNC)和基帶單元(BBU)三個設備需要布置在地面機房，遠端射頻單元布置于井下。從圖1可以看出如果這樣組網，地面和井下之間需要光纖連接，實際需要多少遠端射頻單元，就需要多少組光纖。布線復雜，可靠性降低。
[0008]2)每個遠端射頻單元為了增加覆蓋范圍，設計功率很大。但是，煤礦井下出于安全需要不適合布置大功率設備，這是一個矛盾。
[0009]3)遠端射頻單元無線信號覆蓋大，而煤礦巷道結構復雜。覆蓋范圍廣的無線信號由于受到巷道結構影響衰減很明顯，實際覆蓋效果不佳。
【實用新型內容】
[0010]為解決現有技術的問題，本實用新型提出一種基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統，解決傳統地TD-SCDMA無線通信系統直接應用于煤礦井下出現的安全問題以及無線信號覆蓋效果不佳的問題。
[0011]為實現上述目的，本實用新型提供了一種基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統，所述煤礦井下分布式基站系統包括地面設備和井下設備，其特征在于，所述井下設備包括基站控制器和射頻單元，所述基站控制器與射頻單元通過光纖相連；
[0012]所述基站控制器，包括中央處理模塊、上級接口和下級接口 ；所述上級接口接收所述地面設備傳輸過來的基帶信號，所述中央處理模塊將所述基帶信號進行處理，通過下級接口將處理后的基帶信號傳輸至所述射頻單元，完成射頻單元的配置管理，以及所述中央處理模塊通過所述下級接口接收所述射頻單元傳輸過來的基帶信號，所述中央處理模塊將基帶信號進行處理，通過上級接口將處理后的基帶信號傳輸至地面設備；其中，所述基站控制器有多個下級接口，所述下級接口連接所述射頻單元，每個下級接口級聯多個射頻單元;
[0013]所述射頻單元，包括第一光模塊、第二光模塊、數字處理模塊和射頻收發模塊；所述射頻收發模塊將接收到的射頻信號傳輸至所述數字處理模塊，所述數字處理模塊將所述射頻信號處理后輸出基帶信號，所述基帶信號經第二光模塊傳輸至所述基站控制器；所述第一光模塊接受所述基站控制器傳輸的基帶信號，所述數字處理模塊對基帶信號處理后輸出射頻信號，所述射頻收發模塊將射頻信號發射出去，負責提供TD-SCDMA網絡的無線覆至
ΠΠ O
[0014]優選地，所述射頻單元還包括擴展接口 ；所述擴展接口，包括人員定位接口和狀態指示接口，用于接收其他應用信息，擴展煤礦井下TD-SCDMA網絡應用功能。
[0015]優選地，所述上級接口和下級接口均由可編程門陣列實現。
[0016]上述技術方案具有如下有益效果:解決了傳統遠端射頻單元在煤礦井下無線信號覆蓋效率低，施工困難，設備功耗大等問題。基站控制器(RXU)和射頻單元(DRU)設計均靈巧小型化，此種分布式煤礦井下TD-SCDMA通信組網技術，具有單基站信號覆蓋面積廣(800m)、最大拉遠距離2km，單系統可為總長33.6km巷道提供連續覆蓋。井下通過基站控制器就可下靈活部署高達42個射頻單元。不但給井下設備布置帶來方便，還極大的改善了井下無線信號的覆蓋效果。并且，傳統地遠端射頻單元比設計出來的由基站控制器(RXU)和射頻單元(DRU)構成的遠端射頻單元復雜，本技術方案降低了投入成本，適合煤礦井下特殊環境的應用。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為傳統地標準TD-SCDMA網絡結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統工作原理圖；
[0020]圖3為本實用新型提出一種基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統；
[0021]圖4為本實用新型的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統中的基站控制器框圖；
[0022]圖5為本實用新型的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統中的射頻單元框圖之一；
[0023]圖6為本實用新型的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統中的射頻單元框圖之二 ；
[0024]圖7為本實施例的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統中的基站控制器框圖；
[0025]圖8為本實施例的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統中的射頻單元框圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]如圖2所示，為本實用新型的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統工作原理圖。本技術方案的工作原理是:把標準TD-SCDMA通信組網技術中的遠端射頻單元RRU設備重新設計為兩個物理設備，基站控制器RXU和射頻單元DRU。本技術方案的基站控制器RXU可以有多個光口連接射頻單元DRU，每個光口可以多級級聯。比如:基站控制器RXU有7個光口，每個光口 6級級聯，這樣一臺基站控制器最多可以管理42臺基站(即射頻單元DRU)，本技術方案的射頻單元覆蓋的巷道長度可達33.6公里。而未改進之前的遠端射頻單元RRU僅能覆蓋2公里的巷道。所以這種把遠端射頻單元RRU設計成基站控制器RXU和射頻單元DRU的方案，就可以把一個很大發射功率的設備，分布成許多個發射功率較小的設備，不但大大降低了生產成本，還更加適合煤礦井下信號覆蓋使用。不僅性價比高，而且由于是分布式安裝，所以井下施工方便。
[0028]如圖3所示，為本實用新型提出一種基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統，所述煤礦井下分布式基站系統包括地面設備201和井下設備202，所述井下設備202包括:基站控制器2021和射頻單元2022。
[0029]如圖4所示，為本實用新型的基于TD-SCDMA的煤礦井下分布式基站系統中的基站控制器框圖。所述基站控制器2021，包括中央處理模塊1、上級接口 2和下級接口 3 ;所述上級接口 2接收所述地面設備201傳輸過來的基帶信號，所述中央處理模塊I將所述基帶信號進行處理，通過下級接口 3將處理后的基帶信號傳輸至所述射頻單元2022，完成射頻單元2022的配置管理，以及所述中央處理模塊I通過所述下級接口 3接收所述射頻單元2022傳輸過來的基帶信號；其中，所述基站控制器2021有多個下級接口 3，所述下級接口 3連接所述射頻單元2022，每個下級接口 3級聯多