[发明专利]分站、信号传输系统和方法以及网络拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及矿井、隧道用集群对讲通信、广播、人员定位系统的信号传输。具体地，涉及一种分站、多频段FSK调频信号传输系统和方法以及用于其的网络拓扑结构。

背景技术

矿井、隧道电磁环境状况复杂，电磁波在空间传输损耗严重，无线通信距离短，无线通信必须通过有线传输信号的方式来延长通信距离。

目前矿井、隧道用集群对讲通信、广播、人员定位系统多采用以下几种信号传输方式：

第一，泄漏电缆传输。传统的通信设备多采用泄露电缆作为传输介质，且泄露电缆兼负无线信号收发功能，因此布线受环境影响较大，且长距离传输的信号易衰减，需要大量的中继器，系统组网方式有限，施工复杂，价格昂贵。

第二，CAN、RS485通信铜缆有线传输。在人员定位系统中多采用该传输系统，但是该方式数据传输速率低，距离短，信息容量低。

第三，光纤环网对讲、广播系统。对于无环网条件矿井、临时隧道施工等环境下，该系统的成本高，网络复杂。

第四，功放输出、长距离扩音广播喇叭。此种方式多用于较小区域范围，如广场、校园，该传输方式的终端数量有限。

因此，在矿井、隧道用集群对讲通信、广播、人员定位系统中亟需一种能够解决上述问题的信号传输系统。

发明内容

本发明旨在提供分站以及包括该分站的信号传输系统，以克服上文提到的现有技术中的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种分站，其特征在于，该分站包括：

主控制模块，用于接收来自多调频调制模块以及外部端口的信号，对信号进行处理，以及向多调频调制模块以及外部端口发送信号；

多调频调制模块，与所述主控制模块连接，所述多频段调制模块包括：

第一控制单元，用于接收所述主控制模块的第一数字信号，并对该第一数字信号进行卷积码编码、傅里叶逆变换、数据成帧和数字滤波得到第二数字信号；

第一模拟前端模块，与所述第一控制单元连接，用于对来自所述第一控制单元的第二数字信号进行数字调频、数模转换、模拟滤波、驱动得到第一模拟信号，并且将该第一模拟信号发送至外部；

第二模拟前端模块，用于接收外部的第二模拟信号，并对该第二模拟信号进行放大、模拟滤波、模数转换和数字解调得到第三数字信号；以及

第二控制单元，与所述第二模拟前端模块连接，用于对来自所述第二模拟前端模块的第三数字信号进行噪声消除、傅里叶变换、卷积码解码，得到第四数字信号，并且发送该第四数字信号；

其中，所述数字调频为多频段4FSK调制，所述数字解调为多频段4FSK解调。

在本发明的分站的一个优选实施方案中，所述数字调制为多频段2nFSK调制，所述数字解调为多频段2nFSK解调，其中n为大于2的整数。

在本发明的分站的一个优选实施方案中，所述分站还包括：射频收发模块，与所述主控制模块连接，用于接收来自所述主控制模块的数字信号和外部的433MHz无线语音信号，对所述数字信号和所述433MHz无线语音信号进行放大、编解码处理，以及向外部和所述主控制模块发送信号。

在本发明的分站的一个优选实施方案中，所述分站还包括：音频编解码模块，与所述主控制模块连接，用于对接收自所述主控制模块的数字信号进行音频编解码、数字功率放大和音频输出。

在本发明的分站的一个优选实施方案中，所述分站还包括：RFID收发模块，与所述主控制模块连接，用于接收来自所述主控制模块的数字信号以及配套的无线电子标签的2.4G无线信号，对所述数字信号和所述2.4G无线信号进行编解码，以及向所述主控制模块以及配套的所述无线电子标签发送信号。

在信号调制过程中，所述多调频调制模块的第一控制单元和第一模拟前端模块对输入的数字信号进行一系列运算，输出若干组独立的编码，多组编码组成数据帧。由于多组输出编码相互独立，所以信息安全性高、抗干扰能力强。然后对输出编码进行多频段FSK调制，将总带宽划分成若干子带宽，相对于传统的单频段FSK调制模式，多频段FSK调制增加了信息传输密度，提高了数据传输容量。

信号解调过程是信号调制过程的逆过程。

根据本发明的一个方面，提供一种多调频信号传输系统，其特征在于，该系统包括上述述的第一分站和第二分站，且所述第一分站和所述第二分站之间通过通信线缆进行连接；