[实用新型]一种多模式矿井移动通信系统

权利要求书

1.一种多模式矿井移动通信系统，其特征在于，系统包括控制调度单元，树形结构无源光网络，井下单输入单输出基站，井下多输入多输出基站，MIMO通信网关，分布式多输入多输出天线和井下移动终端；其特征还在于，

所述系统采用正交频分复用多址射频技术；

所述系统无线接口采用WCMDA或WiFi、LTE或WiMAX空中接口；

所述系统能够选择单输入单输出模式、多输入多输出模式和混合模式多个操作模式工作；

在单输入单输出模式，所述单输入单输出基站被配置成WCDMA或WiFi基站，至少输出第一信号和第二信号，并且通过所述MIMO通信网关与所述分布式多输入多输出天线通信；

在多输入多输出模式，所述多输入多输出基站被配置成LTE或WiMAX基站，至少输出第一信号和第二信号，并且通过所述MIMO通信网关与所述分布式多输入多输出天线通信；

在混合模式，所述井下单输入单输出基站和所述井下多输入多输出基站分别与所述MIMO通信网关相耦合，并且通过加法电路将单输入单输出信号和多输入多输出信号组合后选择性地通过所述MIMO通信网关与所述分布式多输入多输出天线通信；

所述控制调度单元由井上调度装置和基站控制器组成，通过所述树形结构无源光网络分别与所述井下单输入单输出基站和所述井下多输入多输出基站连接，并且通过所述分布式多输入多输出天线与所述井下移动终端进行通信；以及

所述树形结构无源光网络，包括：

光线路终端，用于井下上行数据帧的调度、波长信道分配和网络终端的通信，以及井下远端光链路中断、断电告警和运维管理；

光网络终端，提供无线接口、光接口、以太网接口和总线接口，用于井下通信设备的无线和有线接入；

光链路，用于传输调制的数字信号或光纤无线电载波信号，至少包括第一光纤、第二光纤和波分复用器；其中，所述第一光纤、第二光纤均采用工作波长为λ₁＝1490nm和λ₂＝1310nm的单模光纤并互为备份链路，并且在单条光纤上以不同波长传输上行链路信号和下行链路信号，所述波分复用器采用1∶n分光比波分复用，其中2≤n≤32，用于上行链路信号和下行链路信号滤波分路和聚合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下多输入多输出基站包括：

处理器，用于处理一个或多个井下移动终端的数据，并进行编码、调制和扩频以及信令处理，以提供多个调制码元流；

控制器，接收指示一个或多个井下移动终端的信道状态信息，并基于接收到的信道状态信息提供一个或多个控制、工作状态监控和告警信息；

选择器，通过对远端天线单元进行功率分配和天线选择，以选择一个或多个用于数据传输的井下移动终端；

调制器，用于为多个调制码元流生成多个已调信号；以及

具有光接口和井下防爆外壳的装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述MIMO通信网关包括：

混合式耦合器、加法电路、基带处理器、多输入多输出处理器、数字IF处理器、光接口和总线接口，用于动态地将系统从单输入单输出模式切换到多输入多输出模式和混合模式，正交耦合输入信号以及完成多输入多输出预编码处理，并通过光链路与远端天线单元进行通信；

混合式耦合器为3dB的正交耦合器，用于在多个输出端口上输出多个正交相移的输出信号；以及

可以被配置成具有无线接口、光接口、以太网接口和总线接口的光网络终端，用于井下通信设备的无线和有线接入。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分布式多输入多输出天线包括：

单个或多个远端天线单元组，用于与所述MIMO通信网关进行通信，并将已调信号发送到一个或多个井下移动终端；

所述远端天线单元组使用相同的载波频率、时隙和码道，每个远端天线组至少包含一个天线单元，并包含信道FFT/IFFT、循环前缀发生器、数字IF处理上变频器、功放和滤波的射频电路。