WO2013086829A1 - 基站及其供电方法、地下矿区无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基站及其供电方法和地下矿区无线通信系统。其中，上述基站包括：通信模块（10），用于为用户终端提供无线通信服务；无线供电发射模块（12），用于连接供电电缆，将供电电缆的电能转换为无线电能；与无线供电发射模块（12）分离的无线供电接收模块（14），用于接收无线电能，为通信模块（10）提供电能。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中尚无较安全的基站用于地下矿区无线通信等问题，达到了提高基站在地下矿区无线通信中的安全性的效果。

Description

基站及其供电方法、 地下矿区无线通信系统 技术领域 本发明涉及通信领域， 具体而言， 涉及一种基站及其供电方法、 地下矿区无线通 信系统。 背景技术 目前对于矿藏资源多采用井下开采形式， 矿井下的采掘环境多粉尘、 潮湿且存在 强腐蚀性和易燃易爆的气体， 这些恶劣工作环境严重威胁着地下矿区工作人员的生命 财产安全。 屡屡发生的地下矿区瓦斯爆炸和塌方， 造成了大量的人员伤亡。 造成救援 进度缓慢的一方面原因在于井下抢救本身的技术难度， 另一方面原因在于发生事故后 救援人员无法准确定位被困人员位置， 造成搜救工作的任务量加大和进展缓慢。 如果 在地下矿区建立完整的无线覆盖网络， 不仅可以满足日常生产的通讯需要， 而且即使 发生矿难事故， 被困人员可以及时通过井下移动通信终端与地面救援人员取得联系， 及时定位被困位置。 地面救援人员也可以通过地下矿区无线通讯指导被困人员进行适 当的自救。 因此， 一个覆盖完全的地下矿区无线通讯系统对于矿区的安全生产和人员 生命财产安全的保障起着至关重要的作用。 由于地下矿区存在粉尘多、湿度大、存在强腐蚀性和易燃易爆气体， 井下电波传 播特性复杂， 存在强干扰等特点， 地面通讯系统不能直接用地下矿区， 需要针对性地 进行改进设计满足地下矿区恶劣的生产环境要求， 主要需要考虑防尘、 防潮、 防腐蚀， 尽量避免裸露导体的存在和接触火花的产生。 因此传统无线基站的直接接触传导的供 电方式已经不能满足地下矿区生产和生活的需要。 针对相关技术中的上述问题， 目前尚未提出有效的解决方案。 发明内容 针对相关技术中， 尚无较安全的基站用于地下矿区无线通信等技术问题， 本发明 的目的在于提供一种基站及其供电方法、 地下矿区无线通信系统， 以至少解决上述技 术问题。 根据本发明的一个方面， 提供了一种基站， 包括： 通信模块， 设置为为用户终端 提供无线通信服务； 无线供电发射模块， 设置为连接供电电缆， 将供电电缆的电能转 换为无线电能； 与无线供电发射模块分离的无线供电接收模块， 设置为接收无线电能， 为通信模块提供电能。 上述通信模块包括： 数据接口单元， 设置为实现基带单元与外界网关之间的数据 交互； 基带单元， 设置为将需要传输的信息调制编码为下行基带信号， 将接收到的上 行基带信号解码解调恢复出有用信息； 中射频单元， 设置为将下行基带信号变换为指 定频段上的模拟射频信号并发射给终端， 以及将接收的终端发射的射频信号转换成基 带信号， 并将转换得到的基带信号发送给基带单元。 上述数据接口单元为以下之一： 光接口、 网口。 上述通信模块和无线供电接收模块结合在一个整体结构中。 根据本发明的另一个方面， 提供了一种地下矿区无线通信系统， 包括以上所述的 基站。 根据本发明的再一个方面， 提供了一种基站的供电方法， 其中， 该基站包括： 通 信模块、 无线供电发射模块和与无线供电发射模块分离的无线供电接收模块。 无线供 电发射模块将与其连接的供电电缆的电能转换为无线电能； 无线供电接收模块接收无 线电能， 并将接收的无线电能为通信模块提供电能。 上述方法用于地下矿区无线通信中。 通过本发明， 利用无线供电的方式对基站进行供电的技术手段， 解决了相关技术 中， 尚无较安全的基站用于地下矿区无线通信等问题， 进而达到了提高了基站在地下 矿区无线通信中的安全性的效果。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图 中： 图 1为根据本发明实施例 1的基站的结构框图； 图 2为根据本发明优选实施例 1的基站的结构示意图； 图 3为根据本发明实施例 2的基站的供电方法的流程图； 图 4为根据本发明实施例 3的基站的结构示意图。 具体实施方式 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 需要说明的是， 在不冲突的 情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 实施例 1 图 1为根据本发明实施例的基站的结构框图。 如图 1所示， 该基站包括： 通信模块 10， 设置为为用户终端提供无线通信服务； 无线供电发射模块 12， 与无线供电接收模块 14耦合连接， 设置为连接供电电缆， 将供电电缆的电能转换为无线电能； 与无线供电发射模块 12分离的无线供电接收模块 14， 与通信模块 10相连， 设置 为接收无线电能， 为通信模块 10提供电能。 上述基站由于其采用了无线供电发射模块和无线供电接收模块， 因此， 实现了为 基站的通信模块进行无线供电的技术手段。 由于采用无线供电， 因此， 相对于传统接 触导电的供电方式， 避免了裸露导体的存在和接触火花的产生， 在地下矿区存在强腐 蚀性和易燃易爆气体环境下可以可靠地运行， 提高了基站用于地下矿区无线通信中的 安全性。 在本发明的一个具体实施方式中， 如图 2所示， 上述通信模块 10包括以下处理单 元： 数据接口单元 102， 连接至基带单元 104， 设置为实现基带单元 104与外界网关之 间的数据交互； 基带单元 104， 连接至中射频单元 106， 设置为将需要传输的信息调制 编码为下行基带信号， 将接收到的上行基带信号解码解调恢复出有用信息； 中射频单 元 106， 设置为将下行基带信号变换为指定频段上的模拟射频信号并发射给终端， 以 及将接收的终端发射的射频信号转换成基带信号， 并将转换得到的基带信号发送给基 带单元。 上述数据接口单元 102可以采用多种接口形式， 例如光接口、 网口等。 为了实现上述基站的可移动性， 上述通信模块 10和无线供电接收模块 14可以设 计为一个整体结构或结合在一个整体结构中， 在具体实施时也可以为一体化设计。 在具体应用时， 上述基站可以用于地下矿区无线通信中， 因此， 本实施例提供一 种地下矿区无线通信系统， 该系统包括： 以上所述的基站。 实施例 2 在本实施例中还提供了一种基站的供电方法， 该方法用于对上述实施例中的基站 进行供电， 本实施例基于实施例 1所述基站， 正如实施例 1中所述， 在本实施例中的 基站包括： 通信模块 10、 无线供电发射模块 12和与无线供电发射模块 12分离的无线 供电接收模块 14。图 3为根据本发明实施例的基站的供电方法的流程图，如图 3所示， 该方法包括： 步骤 S302, 无线供电发射模块将与其连接的供电电缆的电能转换为无线电能； 步骤 S304, 无线供电接收模块接收无线电能， 并将接收的无线电能为通信模块提 供电能。 本实施例中所述供电方法， 提供了一种新的为基站供电的方法， 该方法可以适用 于多种场合， 尤其适用于地下矿区无线通信中。 实施例 3 本实施例的目的在于， 解决在地下矿区存在粉尘多、 湿度大、 存在强腐蚀性和易 燃易爆气体的特殊环境下进行完善的无线覆盖的问题。 本实施例采用微型基站进行无 线覆盖， 并采用无线供电技术为微型基站提供电能， 使此种微型基站具备供电安全可 靠、 环境适应性强、 安装灵活等特点， 特别适合但不仅限于地下矿区应用场景。 在本实施例中的无线供电技术可以满足诸如地下矿区等特殊场合应用的用电设备 的供电问题。 无线供电技术指通过无线而不是传统的通过电线的连接为设备提供电力 的方法。 无线供电相比传统供电技术具有移动灵活、 环境适应强、 安全可靠等特点。 以下针对地下矿区的特殊应用环境， 说明使用无线供电的微型基站。 如图 3所示，本发明实施例中微型基站主要包括：通信模块 10和供电模块两部分。 其中， 所述供电模块由无线供电发射模块 12和无线供电接收模块 14两个分离的模块 组成。 其中， 上述通信模块 10由数据接口单元 102、 基带单元 104、 中射频单元 106组 成。 数据接口单元 102， 设置为微型基站与网关之间的数据交互， 通常可采用的数据 接口有网口和光口等形式， 考虑地下矿区的特殊环境优选环境适应性更强的光接口形 式； 基带单元 104， 设置为将需要传输的信息调制编码为下行数字基带信号， 将接收 到的上行基带信号解码解调恢复出有用信息； 中射频单元 106， 设置为将下行基带信 号变换为指定频段上适合传输的模拟射频信号通过天线发射给终端， 接收终端发射的 射频信号， 将其变换到基带， 供基带单元 104恢复有用信息。 其中，无线供电发射模块 12连接在供电电缆上， 设置为将供电线电能转换为无线 形式发射出来； 无线供电接收模块 14与通信模块 10紧密结合在一个整体结构中， 其 收到来自无线供电发射模块 12发射的无线能量将其转换为通信模块 10需要的供电电 源形式。 由于无线供电发射模块 12和无线供电接收模块 14是相互独立的， 之间无需 电接触是通过空气的疏松耦合， 所以微型基站与供电电缆的位置可以允许离开一定距 离， 并允许基站在一定范围内自由移动， 这样无线供电发射器基站可以在一定条件下 变成一个移动基站。 上述实施例使用无线供电的微型基站， 可以解决在粉尘多、 湿度大、 存在强腐蚀 性和易燃易爆气体环境下的地下矿区的无线覆盖问题， 相对于传统的为基站供电的技 术， 具有以下有益效果： 供电安全可靠。 由于基站采用无线供电方式与传统接触导电的供电方式相比， 避 免了裸露导体的存在和接触火花的产生， 在地下矿区存在强腐蚀性和易燃易爆气体环 境下可以可靠地运行， 提高了对安全性。 无线供电避免了导体的接触摩擦， 因此不会 产生机械磨损、 电腐蚀和化学腐蚀， 提高了通信系统的可靠性。 环境适应性强。 采用无线供电的基站， 其供电部分可以由无线供电发射模块、 无 线供电接收模块两个相互独立的， 无电接触的原副边构成， 因此， 可以用在粉尘、 潮 湿和腐蚀性强的环境。 安装灵活。 采用无线供电的基站由于其供电电源和基站之间是通过空气的疏松耦 合， 因此允许基站在一定范围内自由安放， 提高了安装的灵活度。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种基站， 包括：

通信模块， 用于为用户终端提供无线通信服务；

无线供电发射模块， 用于连接供电电缆， 将所述供电电缆的电能转换为无 线电能；

与所述无线供电发射模块分离的无线供电接收模块， 用于接收所述无线电 能， 为所述通信模块提供电能。

2. 根据权利要求 1所述的基站， 其中， 所述通信模块包括：

数据接口单元， 用于实现基带单元与外界网关之间的数据交互； 基带单元， 用于将需要传输的信息调制编码为下行基带信号， 将接收到的 上行基带信号解码解调恢复出有用信息；

中射频单元， 用于将所述下行基带信号变换为指定频段上的模拟射频信号 并发射给终端， 以及将接收的所述终端发射的射频信号转换成基带信号， 并将 转换得到的基带信号发送给所述基带单元。

3. 根据权利要求 2所述的基站， 其中， 所述数据接口单元为以下之一：

光接口、 网口。

4. 根据权利要求 1所述的基站， 其中，

所述通信模块和所述无线供电接收模块结合在一个整体结构中。

5. 一种地下矿区无线通信系统， 包括权利要求 1至 4任一项所述的基站。

6. 一种基站的供电方法， 其中， 所述基站包括： 通信模块、 无线供电发射模块和 与所述无线供电发射模块分离的无线供电接收模块； 所述方法包括：

所述无线供电发射模块将与其连接的供电电缆的电能转换为无线电能； 所述无线供电接收模块接收所述无线电能， 并将接收的所述无线电能为所 述通信模块提供电能。

7. 根据权利要求 6所述的方法， 其中， 所述方法用于地下矿区无线通信中。