CN215818638U - 基于多种无线模块支持的矿用通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多种无线模块支持的矿用通信系统，包括：矿用基站，矿用基站包括4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一；多频多端口天线，4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一分别与多频多端口天线的端口连接，多频多端口天线用于将4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一的信号发射出去；矿用终端，矿用终端包括4G模块二、5G模块二及WIFI6模块二，4G模块二与4G模块一通过多频多端口天线无线通信连接，5G模块二与5G模块一通过多频多端口天线无线通信连接，WIFI6模块二与WIFI6模块一通过多频多端口天线无线通信连接。本实用新型能够支持多种无线信号，可根据矿井实际需要选择不同无线制式进行信号覆盖，能够满足不同场景设备接入通信网络的需求，形成覆盖全矿井的无线通信网络。

Description

基于多种无线模块支持的矿用通信系统

技术领域

本实用新型涉及矿用通信系统技术领域，尤其涉及一种基于多种无线模块支持的矿用通信系统。

背景技术

由于受煤矿井下条件及环境的限制，井下需进行通信的作业地点较多，且较分散，调度信息化标准中亦提到“应具备不少于2种与井下通信联络的手段”。随着无线通信技术的发展，4G、5G及WIFI4(802.11n)、WIFI6(802.11ax)等无线通信系统已经逐步在矿井中得到应用，这些系统在矿井信息化、智能化建设方面均发挥着各自的作用，为矿井自动化、智能化开采提供技术支撑。但是这些系统也存在各自的优缺点，例如，(1)4G通信系统技术成熟，VoLTE语音业务成熟，并可实现调度功能；但4G通信系统支持的上下行传输速率(100M/50Mbps)，难以满足智能化矿井建设的需要。(2)WIFI4(802.11n)通信系统理论上峰值传输速率可达300Mbps，可满足语音、数据的传输需求，但对于4k高清视频的传输仍有所不足；在语音通信方面也存在越区切换效果差等问题。(3)WIFI6(802.11ax)通信系统是WIFI的新标准，在带宽、用户容量等方面较原有的WIFI有了较大的提高，但在时延方面仍有延迟。并且，上述通信系统目前在矿井中的应用都是自成体系，相互之间没有形成融合。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的矿用通信网络无法满足多样化需求的技术问题。本实用新型提供一种基于多种无线模块支持的矿用通信系统，将4G通信、5G通信及WIFI通信融合在一起，给予多种通信方式的选择，能够满足不同场景的通信网络需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于多种无线模块支持的矿用通信系统，包括：矿用基站，所述矿用基站包括4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一；多频多端口天线，所述4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一分别与所述多频多端口天线的端口连接，所述多频多端口天线用于将所述4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一的信号发射出去；矿用终端，所述矿用终端包括4G模块二、5G模块二及WIFI6模块二，所述4G模块二与所述4G模块一通过多频多端口天线无线通信连接，所述5G模块二与所述5G模块一通过多频多端口天线无线通信连接，所述WIFI6模块二与所述WIFI6模块一通过多频多端口天线无线通信连接。本实用新型的矿用通信系统，能够支持多种无线信号，可根据矿井实际需要选择不同无线制式进行信号覆盖，能够满足不同场景设备接入通信网络的需求，形成覆盖全矿井的无线通信网络。

进一步地，为了方便安装，还包括：合路器，所述4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一分别接入所述合路器中，所述合路器与所述多频多端口天线连接，所述合路器用于将所述4G模块一、5G模块一及WIFI6模块一发出的4G信号、5G信号及WIFI信号合成一路信号发送给所述多频多端口天线。

进一步地，还包括：承载网络，所述承载网络与所述矿用基站通信连接，所述承载网络用于传输语音信号、视频信号及数据信号。

进一步地，还包括：核心网，所述核心网与所述承载网络通信连接，所述核心网用于为所述承载网络提供与外部网络的连接。

进一步地，还包括：矿用融合通信平台，所述矿用融合通信平台与所述核心网通信连接。

进一步地，所述矿用融合通信平台包括融合业务交换机，所述融合业务交换机与所述核心网通信连接，所述融合业务交换机用于实现有线或无线信号的互通和调度。

进一步地，所述矿用终端为4G智能本安手机、5G智能本安手机或WIFI本安手机。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，将4G通信、5G通信及WIFI通信融合在一起，给予多种通信方式的选择，能够满足不同场景的通信网络需求。能够实现对4G、5G、WIFI6多种无线信号支持，可根据矿井实际需要选择不同无线制式进行信号覆盖，既满足不同场景设备接入通信网络的需求，形成覆盖全矿井的无线通信网络，也可以为实现井上下万物互联提供可靠的无线通信平台，降低网络的建设成本，提高通信系统的利用率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的基于多种无线模块支持的矿用通信系统的第一种结构示意图。

图2是本实用新型的基于多种无线模块支持的矿用通信系统的第二种结构示意图。

图3是本实用新型的基于多种无线模块支持的矿用通信系统的第三种结构示意图。

图中：1、矿用基站，2、矿用终端，3、多频多端口天线，4、合路器，5、承载网络，6、核心网，7、矿用融合通信平台，11、4G模块一，12、5G模块一，13、WIFI6模块一，21、4G模块二，22、5G模块二，23、WIFI6模块二，71、融合业务交换机。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种基于多种无线模块支持的矿用通信系统，包括：矿用基站1、矿用终端2及多频多端口天线3。矿用基站1包括4G模块一11、5G模块一12及WIFI6模块一13。4G模块一11、5G模块一12及WIFI6模块一13分别与多频多端口天线3的端口连接，多频多端口天线3用于将4G模块一11、5G模块一12及WIFI6模块一13的信号发射出去。矿用终端2包括4G模块二21、5G模块二22及WIFI6模块二23，4G模块二21与4G模块一11通过多频多端口天线3无线通信连接，5G模块二22与5G模块一12通过多频多端口天线3无线通信连接，WIFI6模块二23与WIFI6模块一13通过多频多端口天线3无线通信连接。

在本实施例中，4G模块一11和5G模块一12可以设置在同一块板卡上，WIFI6模块一13单独设置在一块板卡上，矿用基站1可以同时提供4G、5G和WIFI三种无线信号。矿用终端2同时设置有4G模块二21、5G模块二22及WIFI6模块二23三种通信模块，矿用终端2可以同时接收4G、5G和WIFI三种无线信号。天线是能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。多频天线是指能够同时发射或者接收多种频段的天线装置，能够满足不同场景的组网，多频天线能够提高系统的信噪比，减少系统之间的干扰，具有优秀的三阶交调及高隔离度，高集成度，频段涵盖范围广，辐射性能强，方向性强，无线系统覆盖范围广，频谱利用率高，体积小，质量轻，安装方便等优点。本实施例的多频多端口天线3在多频天线的基础上具有多个端口，可以同时连接多种信号模块。在本实施例中，多频多端口天线3的数量可以是多个，能够增强信号的强度和稳定性，更容易被矿用终端2接收到。矿用终端2例如可以是4G智能本安手机、5G智能本安手机或WIFI本安手机等，这些本安手机可以同时包括4G模块二21、5G模块二22和WIFI6模块二23。

本实施例还包括合路器4，4G模块一11、5G模块一12及WIFI6模块一13分别接入合路器4中，合路器4与多频多端口天线3连接，合路器4用于将4G模块一11、5G模块一12及WIFI6模块一13发出的4G信号、5G信号及WIFI信号合成一路信号发送给多频多端口天线3。合路器4可以具有多个输入端，但是只有一个输出端，多个输入端可以分别连接4G模块一11、5G模块一12及WIFI6模块一13，多个输入端之间不会相互影响。将多种信号合成一路后，只需要一根馈线就可以与多频多端口天线3连接，还能节约馈线的数量。

本实施例还包括承载网络5，承载网络5与矿用基站1通信连接，承载网络5用于传输语音信号、视频信号及数据信号。矿用承载网络5需要能够承受较大的吞吐量，并且能够满足各种矿井的各类矿井调教、各种不同应用的承载网建设需求。

本实施例还包括核心网6，核心网6与承载网络5通信连接，核心网6用于为承载网络5提供与外部网络的连接。核心网6的功能主要是提供用户连接、对用户的管理以及对业务完成承载，作为承载网络提供到外部网络的接口。用户连接的建立包括移动性管理、呼叫管理、交换/路由、录音通知等功能。承载网络5是矿用基站1和核心网6之间的连接桥梁，矿用基站1接收到的数据或者请求可以通过承载网络5发送给核心网6，进而被地面服务器接收到。

本实施例还包括矿用融合通信平台7，矿用融合通信平台7与核心网6通信连接。矿用融合通信平台7包括融合业务交换机71，融合业务交换机71与核心网6通信连接，融合业务交换机71用于实现有线或无线信号的互通和调度。无论矿用终端2接入了哪一种无线模块，融合业务交换机71都能够接收并处理4G、5G、WIFI6等多种信号，并将用户信息(包括主叫号码、被叫号码、链路信息等)提供给矿用融合通信平台7中的调度软件，调度软件再根据用户信息进行调度操作。

工作过程：

矿用终端2可以同时接收矿用基站1发出的4G/5G/WIFI6无线信号，并可以设置信号接入的优先级。例如，可以设置成5G信号最优先，其次是4G信号，最后是WIFI6信号。当优先级最高的信号良好时(例如信号强度为-80dBm左右时，认为该信号是良好的)，此时，选择优先级最高的信号进行通信。当优先级最高的信号差时(例如信号强度为-100dBm左右时，认为该信号较差)，选择优先级低一级的信号进行通信。当优先级最高的信号恢复良好时，矿用终端2可以自动切换回优先级最高的信号进行通信。这样，矿用终端2与矿用基站1之间始终都能够保持良好的通信，提高通信效率。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，包括：

矿用基站(1)，所述矿用基站(1)包括4G模块一(11)、5G模块一(12)及WIFI6模块一(13)；

多频多端口天线(3)，所述4G模块一(11)、5G模块一(12)及WIFI6模块一(13)分别与所述多频多端口天线(3)的端口连接，所述多频多端口天线(3)用于将所述4G模块一(11)、5G模块一(12)及WIFI6模块一(13)的信号发射出去；

矿用终端(2)，所述矿用终端(2)包括4G模块二(21)、5G模块二(22)及WIFI6模块二(23)，所述4G模块二(21)与所述4G模块一(11)通过所述多频多端口天线(3)无线通信连接，所述5G模块二(22)与所述5G模块一(12)通过所述多频多端口天线(3)无线通信连接，所述WIFI6模块二(23)与所述WIFI6模块一(13)通过所述多频多端口天线(3)无线通信连接。

2.如权利要求1所述的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，还包括：合路器(4)，所述4G模块一(11)、5G模块一(12)及WIFI6模块一(13)分别接入所述合路器(4)中，所述合路器(4)与所述多频多端口天线(3)连接，所述合路器(4)用于将所述4G模块一(11)、5G模块一(12)及WIFI6模块一(13)发出的4G信号、5G信号及WIFI信号合成一路信号发送给所述多频多端口天线(3)。

3.如权利要求1或2所述的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，还包括：承载网络(5)，所述承载网络(5)与所述矿用基站(1)通信连接，所述承载网络(5)用于传输语音信号、视频信号及数据信号。

4.如权利要求3所述的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，还包括：核心网(6)，所述核心网(6)与所述承载网络(5)通信连接，所述核心网(6)用于为所述承载网络(5)提供与外部网络的连接。

5.如权利要求4所述的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，还包括：矿用融合通信平台(7)，所述矿用融合通信平台(7)与所述核心网(6)通信连接。

6.如权利要求5所述的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，所述矿用融合通信平台(7)包括融合业务交换机(71)，所述融合业务交换机(71)与所述核心网(6)通信连接，所述融合业务交换机(71)用于实现有线或无线信号的互通和调度。

7.如权利要求1所述的基于多种无线模块支持的矿用通信系统，其特征在于，所述矿用终端(2)为4G智能本安手机、5G智能本安手机或WIFI本安手机。

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