CN111628829A - 一种用于隧道通信的节点设备中的方法和装置 - Google Patents

一种用于隧道通信的节点设备中的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种用于隧道通信系统中的传输方法和装置。所述节点设备首先采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号，其次针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量，而后发送第二信号，其中，所述节点设备基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用第一电极对通过透地通信发送所述第二信号。本申请通过根据信道质量选择信息传输方式，保证了隧道通信的质量。

Description

一种用于隧道通信的节点设备中的方法和装置
技术领域
本申请涉及隧道通信系统中的传输方法和装置。
背景技术
目前电极透地通信技术被应用于采矿、隧道救援等场合。电极通信技术采用甚低频或者低频频段，将电极插入土层之中，利用土层作为电介质，一端电极发送的信号会透过土层中在另一端电极上产生感应，从而传递信息。
发明内容
发明人通过研究发现，电极透地通信存在灵活性较低，通信质量低于等距离的在空气中传输的无线通信的问题，但当隧道发生坍塌时，由于无线通信的对土壤的穿透能力查，坍塌会造成无线通信质量急剧下降。因此，发明人提出具备电极透地通信能力的设备优选无线通信进行信息传输，当无线通信质量下降时，采用透地通信进行信息传输。
本申请公开了一种用于隧道通信的节点设备的方法，其特征在于，包括：
-采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号；
-针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量；
-发送第二信号，基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送所述第二信号。
作为一个实施例，上述方法的好处在于：在隧道通信中，根据传输环境灵活地选择传输方式，从而保证了通信质量。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，如果所述第一信道质量低于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，如果所述第一信道质量不高于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，所述节点设备已知所述第一训练序列。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。
本申请公开了一种用于隧道通信的节点设备，其特征在于，包括：
-第一接收机模块，采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号；
-第一处理机模块，针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量；
-第一发射机模块，发送第二信号，基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送第二信号。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，如果所述第一信道质量低于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，如果所述第一信道质量不高于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，所述节点设备已知所述第一训练序列。
具体的，根据本申请的一个方面，其特征在于，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。
作为一个实施例，和传统方案相比，本申请具备如下优势：
-通过根据信道质量选择信息传输方式，保证了隧道通信的质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图中的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了根据本申请的一个实施例的第一无线信号和第二信号的流程图；
图2示出了根据本申请的一个实施例的隧道通信信号的处理与传输的流程图；
图3示出了根据本申请的一个实施例的用于隧道通信的节点设备的示意图；
图4示出了根据本申请的一个实施例的用于节点设备的处理装置的结构框图。
具体实施方式
下文将结合附图对本申请的技术方案作进一步详细说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
实施例1
实施例1示例了第一无线信号和第二信号的流程图，如附图1所示。
在实施例1中，本申请中的用于隧道通信的节点设备首先采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号，其次针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量，而后发送第二信号，其中，所述节点设备基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用第一电极对通过透地通信发送所述第二信号。
作为一个实施例，所述第一无线信号在WiFi频段上传输。
作为一个实施例，所述第一无线信号采用符合IEEE无线通信协议的通信技术传输。
作为一个实施例，所述第一无线信号是IEEE无线通信协议中的导航信号(pilot)。
作为一个实施例，所述第一无线信号在非授权频谱上的传输。
作为一个实施例，所述第一无线信号的载波频率在3.5GHz频段。
作为一个实施例，所述第一无线信号的载波频率在5GHz频段。
作为一个实施例，所述第一无线信号的载波频率高于500MHz。
作为一个实施例，所述第一无线信号采用符合3GPP移动通信协议的通信技术传输。
作为一个实施例，所述第一无线信号是3GPP移动通信协议中的参考信号。
作为一个实施例，所述第一信道质量是指测量接收信号的接收功率。
作为一个实施例，所述第一信道质量是指测量接收信号的信噪比。
作为一个实施例，所述第一信道质量是指测量接收信号的信干噪比。
作为一个实施例，所述第一信道质量是指测量接收信号的误块率。
作为一个实施例，所述第一信道质量是指测量接收信号的误码率。
作为一个实施例，所述节点设备基于所述第一信道质量与所述第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，所述第二信号是无线信号。
作为一个实施例，所述节点设备基于所述第一信道质量与所述第一阈值的相对关系判断是采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号，所述第二信号是透地通信信号。
作为一个实施例，所述透地通信信号载波频率在1MHz以下。
作为一个实施例，所述透地通信信号载波频率在1KHz以下。
作为一个实施例，如果所述第一信道质量低于第一阈值，则采用第一电极对通过透地通信发送第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，如果所述第一信道质量不高于第一阈值，则采用第一电极对通过透地通信发送第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，所述节点设备已知所述第一训练序列。
作为一个实施例，所述第一训练序列是一个Zadoff-Chu序列。
作为一个实施例，所述第一训练序列是一个m序列。
作为一个实施例，所述第一训练序列是一个比特串。
作为一个实施例，最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)估计被用于所述节点设备基于所述第一训练信号进行的信道测量。
作为一个实施例，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。
作为一个实施例，所述第二信号指示传输方式相关的信息。
实施例2
实施例2示例了隧道通信信号的处理与传输的流程图，如附图2所示。在附图2中，第一隧道通信设备A1是本申请中的用于隧道通信的节点设备，第二隧道通信节点设备A2是与所述第一隧道通信设备A1进行隧道通信的隧道通信设备。
对于第一隧道通信设备A1，在步骤S11中接收所述第一无线信号，在步骤S12中进行信道质量测量，在步骤S13中发送第二信号。
对于第二隧道通信设备A2，在步骤S21中发送第一无线信号，在步骤S22中接收第二信号。
在实施例2中，A1采用裸露在空气中的第一天线组接收A2发送的第一无线信号；针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量；A1向A2发送第二信号，其中，基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送所述第二信号。
作为一个实施例，如果所述第一信道质量低于第一阈值，则A1采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则A1采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，如果所述第一信道质量不高于第一阈值，则A1采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则A1采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，A1已知所述第一训练序列。
作为一个实施例，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。
实施例3
实施例3示例了用于隧道通信的节点设备，如图3所示。
在实施例3中，第一隧道通信节点设备是本申请中的隧道通信节点设备，第二隧道通信节点设备是与所述第一隧道通信节点设备通信的隧道通信节点设备。所述第一隧道通信节点设备与所述第二隧道通信节点设备都配备了无线通信模块与透地通信模块。在所述第一隧道节点设备中，无线通信模块通过第一天线组接收本申请中的第一无线信号；在所述第二隧道节点设备中，无线通信模块通过第二天线组发送所述第一无线信号。所述第一隧道通信节点设备基于所述第一无线信号进行信道测量，得到第一信道质量，而后基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送所述第二信号。如果所述第一信道质量低于第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，所述第一信道质量是基于所述第一无线信号测量得到的接收信号功率。
作为一个实施例，所述第一阈值是缺省配置的。
实施例4
实施例4示例了用于隧道通信的节点设备的处理装置的结构框图，如附图4所示。在附图4中，透地通信节点设备处理装置400主要由第一接收机模块401，第一处理机模块402和第一发射机模块403组成。
在实施例4中，第一接收机模块401采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号；第一处理机模块402针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量；第一发射机模块403，发送第二信号，基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送第二信号。
作为一个实施例，如果所述第一信道质量低于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，如果所述第一信道质量不高于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
作为一个实施例，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，所述节点设备已知所述第一训练序列。
作为一个实施例，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。

Claims (10)

1.一种用于隧道通信的节点设备的方法，其特征在于，包括：
-采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号；
-针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量；
-发送第二信号，基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送所述第二信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述第一信道质量低于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述第一信道质量不高于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
4.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，所述节点设备已知所述第一训练序列。
5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。
6.一种用于隧道通信的节点设备，其特征在于，包括：
-第一接收机模块，采用裸露在空气中的第一天线组接收第一无线信号；
-第一处理机模块，针对所述第一天线信号进行信道质量测量得到第一信道质量；
-第一发射机模块，发送第二信号，基于所述第一信道质量与第一阈值的相对关系判断是采用所述第一天线组发送所述第二信号，还是采用插入地表的第一电极对通过透地通信发送第二信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述第一信道质量低于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量不低于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述第一信道质量不高于所述第一阈值，则采用所述第一电极对通过透地通信发送所述第二信号；如果所述第一信道质量高于所述第一阈值，则采用所述第一天线组发送所述第二信号。
9.根据权利要求6至8中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，第一训练序列被用于生成所述第一无线信号，所述节点设备已知所述第一训练序列。
10.根据权利要求6至9中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第二信号所承载的内容与是采用所述第一天线组发送还是采用所述第一电极对发送有关。
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