一种基于td-scdma的煤矿井下分布式基站系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及网络技术领域，特别涉及一种基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统。
【背景技术】
[0002]TD-SCDMA(时分同步码分多址技术)是由中国提出的第三代(3G)移动通信标准，在2000年5月首次被国际电联(ITU)批准，并于2001年3月被3GPP认可为世界第三代移动通信的三个主要标准之一。该技术采用了智能天线、软件无线电、联合检测、接力切换、高速分组接入等一系列高新技术，TD-SCDMA具有频谱利用率高、系统容量大、适合开展数据业务、系统成本低、符合移动技术发展方向等突出优势。
[0003]TD-SCDMA中使用的射频单元拉远技术，使得超级基站成为可能，它可以连接数个甚至数十个位于远端的射频前端设备中的射频收发单元，用以连接一个天线或者多个天线，同时支持数个至数十个宏小区、微小区及微微小区。在做无线网络规划时，可以灵活地根据覆盖要求组成移动通信网，该通信网成本低、覆盖良好。尤其适合于热点地区补盲、室内覆盖、井下巷道覆盖等多种应用场合。
[0004]如图1所示，为传统地标准TD-SCDMA网络结构示意图。从图1可知，标准TD -SCDMA网络由核心网设备(CN)、无线网络控制器(RNC)、基带处理单元(BBU)和远端射频单元(RRU)几个单元组成。基带单元(BBU)可以连接数个甚至数十个位于远端的射频前端设备中的射频收发单元，同时支持数个至数十个宏小区、微小区及微微小区。在做无线网络规划时，可以灵活地根据覆盖要求，覆盖良好的移动通信网。
[0005]随着煤矿无线通信系统对无线语音，无线视频和无线数据业务的需求越来越多。需要设计一套可靠的适合于煤矿井下使用的无线通信系统，采用TD-SCDMA技术是很好的解决方案。
[0006]但是，如果把标准的TD-SCDMA系统直接应用于井下会有几个问题:
[0007]I)为了系统调试方便，核心网设备(CN)、无线网络控制器(RNC)和基带单元(BBU)三个设备需要布置在地面机房，远端射频单元布置于井下。从图1可以看出如果这样组网，地面和井下之间需要光纤连接，实际需要多少远端射频单元，就需要多少组光纤。布线复杂，可靠性降低。
[0008]2)每个远端射频单元为了增加覆盖范围，设计功率很大。但是，煤矿井下出于安全需要不适合布置大功率设备，这是一个矛盾。
[0009]3)远端射频单元无线信号覆盖大，而煤矿巷道结构复杂。覆盖范围广的无线信号由于受到巷道结构影响衰减很明显，实际覆盖效果不佳。
【实用新型内容】
[0010]为解决现有技术的问题，本实用新型提出一种基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统，解决传统地TD-SCDMA无线通信系统直接应用于煤矿井下出现的安全问题以及无线信号覆盖效果不佳的问题。
[0011]为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统，所述煤矿井下分布式基站系统包括地面设备和井下设备，其特征在于，所述井下设备包括基站控制器和射频单元，所述基站控制器与射频单元通过光纤相连；
[0012]所述基站控制器，包括中央处理模块、上级接口和下级接口 ；所述上级接口接收所述地面设备传输过来的基带信号，所述中央处理模块将所述基带信号进行处理，通过下级接口将处理后的基带信号传输至所述射频单元，完成射频单元的配置管理，以及所述中央处理模块通过所述下级接口接收所述射频单元传输过来的基带信号，所述中央处理模块将基带信号进行处理，通过上级接口将处理后的基带信号传输至地面设备；其中，所述基站控制器有多个下级接口，所述下级接口连接所述射频单元，每个下级接口级联多个射频单元;
[0013]所述射频单元，包括第一光模块、第二光模块、数字处理模块和射频收发模块；所述射频收发模块将接收到的射频信号传输至所述数字处理模块，所述数字处理模块将所述射频信号处理后输出基带信号，所述基带信号经第二光模块传输至所述基站控制器；所述第一光模块接受所述基站控制器传输的基带信号，所述数字处理模块对基带信号处理后输出射频信号，所述射频收发模块将射频信号发射出去，负责提供TD-SCDMA网络的无线覆至
ΠΠ O
[0014]优选地，所述射频单元还包括扩展接口 ；所述扩展接口，包括人员定位接口和状态指示接口，用于接收其他应用信息，扩展煤矿井下TD-SCDMA网络应用功能。
[0015]优选地，所述上级接口和下级接口均由可编程门阵列实现。
[0016]上述技术方案具有如下有益效果:解决了传统远端射频单元在煤矿井下无线信号覆盖效率低，施工困难，设备功耗大等问题。基站控制器(RXU)和射频单元(DRU)设计均灵巧小型化，此种分布式煤矿井下TD-SCDMA通信组网技术，具有单基站信号覆盖面积广(800m)、最大拉远距离2km，单系统可为总长33.6km巷道提供连续覆盖。井下通过基站控制器就可下灵活部署高达42个射频单元。不但给井下设备布置带来方便，还极大的改善了井下无线信号的覆盖效果。并且，传统地远端射频单元比设计出来的由基站控制器(RXU)和射频单元(DRU)构成的远端射频单元复杂，本技术方案降低了投入成本，适合煤矿井下特殊环境的应用。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为传统地标准TD-SCDMA网络结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统工作原理图；
[0020]图3为本实用新型提出一种基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统；
[0021]图4为本实用新型的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统中的基站控制器框图；
[0022]图5为本实用新型的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统中的射频单元框图之一；
[0023]图6为本实用新型的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统中的射频单元框图之二 ；
[0024]图7为本实施例的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统中的基站控制器框图；
[0025]图8为本实施例的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统中的射频单元框图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]如图2所示，为本实用新型的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统工作原理图。本技术方案的工作原理是:把标准TD-SCDMA通信组网技术中的远端射频单元RRU设备重新设计为两个物理设备，基站控制器RXU和射频单元DRU。本技术方案的基站控制器RXU可以有多个光口连接射频单元DRU，每个光口可以多级级联。比如:基站控制器RXU有7个光口，每个光口 6级级联，这样一台基站控制器最多可以管理42台基站(即射频单元DRU)，本技术方案的射频单元覆盖的巷道长度可达33.6公里。而未改进之前的远端射频单元RRU仅能覆盖2公里的巷道。所以这种把远端射频单元RRU设计成基站控制器RXU和射频单元DRU的方案，就可以把一个很大发射功率的设备，分布成许多个发射功率较小的设备，不但大大降低了生产成本，还更加适合煤矿井下信号覆盖使用。不仅性价比高，而且由于是分布式安装，所以井下施工方便。
[0028]如图3所示，为本实用新型提出一种基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统，所述煤矿井下分布式基站系统包括地面设备201和井下设备202，所述井下设备202包括:基站控制器2021和射频单元2022。
[0029]如图4所示，为本实用新型的基于TD-SCDMA的煤矿井下分布式基站系统中的基站控制器框图。所述基站控制器2021，包括中央处理模块1、上级接口 2和下级接口 3 ;所述上级接口 2接收所述地面设备201传输过来的基带信号，所述中央处理模块I将所述基带信号进行处理，通过下级接口 3将处理后的基带信号传输至所述射频单元2022，完成射频单元2022的配置管理，以及所述中央处理模块I通过所述下级接口 3接收所述射频单元2022传输过来的基带信号；其中，所述基站控制器2021有多个下级接口 3，所述下级接口 3连接所述射频单元2022，每个下级接口 3级联多