[实用新型]一种甚低频透地通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及透地通信系统，尤其是一种甚低频透地通信系统。

背景技术

矿井、地铁和隧道等地下作业场合，环境危险复杂，时常发生安全事故，如透水、岩爆、塌方和井下瓦斯爆炸、火灾等。事故破坏现有的通信信道，导致地面人员无法及时了解地下被困人员的具体情况，影响灾后救援。

以大地介质为信道的透地通信，信道特性相对稳定，不易受事故的影响，可作为一种保持地面和地下联络的有效通信方式，实现灾害发生时的紧急通信，保持地面与地下灾后实时联系。

大地信道结构复杂，是一种比较恶劣的信道，大地介质对电磁波的衰减很大，电磁波在大地介质中传播时，半导电媒质要吸收电磁波的能量。频率越高，电磁波的振幅衰减越严重，穿透能力越弱，传播的距离也就越短。此外，大地信道对不同频率的信号衰减不同，频率越高所遭受的衰减越大,这种信道传输特性的不理想会引起传播信号的衰落。对地层成分主要以砂岩为主的隧道、坑道、矿井环境甚至水和土壤等复杂近地信道，甚低频(3k-30kHz)信号有较强的穿透能力，传播相对稳定可靠。

针对透地通信中信号衰减严重和地层信道较强的衰落，希望有一种新型的甚低频透地通信系统，既能克服大地介质对信号的严重衰减，又能抑制大地信道造成的衰落现象，实现透地应急通信，最大程度地满足地下灾后紧急救援中的即时通信。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种甚低频透地通信系统。本甚低频透地通信系统用以实现透地传输简短信息的应急通信，针对大地介质对信号衰减严重的特点采用直接序列扩频技术来对抗衰减和干扰。

本实用新型采用如下技术方案：

一种甚低频透地通信系统，包括地面设备和井下设备，所述地面设备和井下设备各自设有发送电路系统和接收电路系统，地面设备与井下设备通过大地信道以甚低频电磁波通信；

所述发送电路系统包括依次连通的输入显示单元、RS编码单元、DSSS+OFDM调制单元、放大器和发射天线；

其中，DSSS+OFDM调制单元用于信号的扩频和正交频分复用；

所述接收电路系统包括依次连通的接收天线、放大器、DSSS+OFDM同步解调单元、RS解码单元和输出显示单元；

其中，DSSS+OFDM调制单元用于信号的PFDM解调和解扩频。

优选地，所述RS编码单元连接在输入显示单元和DSSS+OFDM调制单元之间，RS编码单元用于将输入显示单元输入的二进制数据进行RS编码，并将编码后的数据送至DSSS+OFDM调制单元。

优选地，所述DSSS+OFDM调制单元采用数字信号处理器DSP，数字信号处理器DSP包括依次连通的扩频模块、调制映射模块、串并转换模块、傅里叶逆变换模块、及数模转换模块。

优选地，所述扩频模块采用直接序列扩频，将基带脉冲数据信号直接与高速率的伪随机序列进行相乘或异或运算。

优选地，所述DSSS+OFDM同步解调单元采用数字信号处理器DSP，数字信号处理器DSP包括依次连通的模数转换模块、傅里叶变换模块、并串转换模块、及解扩频模块。

优选地，所述RS解码单元连接在DSSS+OFDM同步解调单元和输出显示单元之间，RS解码单元用于将DSSS+OFDM同步解调单元输出的信号解码，并送至输出显示单元以文字和数据的形式显示。

优选地，所述透地通信系统采用半双工通信方式。

采用如上技术方案取得的有益技术效果为：

甚低频透地通信系统既能克服大地介质对信号的严重衰减，又能抑制大地信道造成的衰落现象，实现透地应急通信，最大程度地满足地下灾后紧急救援中的即时通信。

附图说明

图1为甚低频透地通信系统结构框图。

图2为DSSS+OFDM调制单元结构框图。

图3为DSSS+OFDM同步解调单元结构框图。

具体实施方式

结合附图1至3对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：

一种甚低频透地通信系统，包括地面设备和井下设备。如图1所示，发送电路系统和接收电路系统并行设置，地面设备和井下设备各自设有发送电路系统和接收电路系统，地面设备与井下设备通过大地信道连通通信。甚低频透地通信系统工作在甚低频波段(3kHz-30kHz)，以甚低频电磁波为载体。本甚低频透地通信系统借助于甚低频电磁波透过地层形成的大地信道来实现地面设备与井下设备通的通信。