本发明专利技术公开了一种甚低频透地通信系统，包括地面设备和井下设备。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。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；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。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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及透地通信系统，尤其是一种甚低频透地通信系统。
技术介绍
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。W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。信道对不同频率的信号衰减不同，即大地信道 传输特性的不理想会引起传输信号的衰落。对地层成分主要W砂岩为主的隧道、坑道、矿井 环境甚至水和±壤等复杂近地信道，甚低频（3k-30曲Z)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。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术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W实现透地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。 本专利技术采用如下技术方案：[000引一种甚低频透地通信系统，包括地面设备和井下设备，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，地面设备的发送电路系统和接收电路系统通过大地信 道W甚低频电磁波与井下设备的发送电路系统和接收电路系统通信； 所述发送电路系统采用直接序列扩频技术抑制信号衰减和信号干扰，发送电路系 统采用正交频分复用技术将信道分成若干个正交子信道，将高速数据流转换成并行的低速 子数据流，调制到在每个子载波上进行传输； 所述接收电路系统与发送电路系统对应，对正交频分复用技术处理后的信号进行 解调，对扩频信号解扩频。 进一步地，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。 进一步地，所述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+0抑M调制单元。 进一步地，所述DSSS+OFDM调制单元包括依次连通的扩频模块、串并转换模块、调 制映射模块、傅里叶逆变换模块、插入保护间隔模块、并串变换模块、及数模转换模块。 更进一步地，所述DSSS+0抑M调制单元对输入信号的处理采用如下步骤： (1)扩频模块接收RS编码单元收入的信号，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/异或运算，实现扩频调制，将信号频带展宽； (2)数据输出到调制映射模块，进行调制映射； (3)调制映射输出数字序列经过串并变换模块进行串并转换，将高速数据流转换 成并行的低速子数据流； (4)各路信道的信号输入到傅里叶逆变换模块，进行傅里叶逆变换，将各路信号 调制到相互正交的子载波上； (5)变换后输出的数字信号至插入保护间隔模块，插入保护间隔； (6)插入保护间隔的信号发送至并串变换模块，将多路信号叠加合并成1路信号， 再输入给数模转换模块进行数模转换； (7)从DSSS+0抑M调制单元输出信号至放大器放大后通过发射天线送入大地信 道。 进一步地，所述接收电路系统包括依次连通的接收天线、放大器、DSSS+0抑M同步 解调单元、RS解码单元和输出显示单元。 进一步地，所述DSSS+OFDM同步解调单元与DSSS+OFDM调制单元对应，包括依次连 通的模数转换模块、串并变换模块、傅里叶变换模块、解调制映射模块、并串转换模块、及解 扩频模块。 更进一步地，所述DSSS+0抑M同步解调单元对输入信号的处理采用如下步骤：(1)来自放大器的信号输入模数转换模块，变换成数字信号输出至串并变换模块， 串并变换模块对信号进行串并转换，将一路信号分成并行的多路信号； (2)每一路信号送至去除保护间隔模块进行去保护间隔处理；(3)去保护间隔后的并行信号送至傅里叶变换模块进行傅里叶变换，并将变换后 的信号输出至解调制映射模块，此过程完成OFDM解调；[002引 （4)解调后的信号经过并串变换模块将多路信号合并成串行的一路；(6)信号发送给解扩频模块，用伪随机序列进行相关解扩后信号从DSSS+OFDM解 调单元输出。 进一步地，所述RS解码单元用于将DSSS+0抑M同步解调单元输出的数据信号解 码，并送至输出显示单元W文字和数据的形式显示。 进一步地，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DS当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甚低频透地通信系统，包括地面设备和井下设备，其特征在于，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，地面设备的发送电路系统和接收电路系统通过大地信道以甚低频电磁波与井下设备的发送电路系统和接收电路系统通信；所述发送电路系统采用直接序列扩频技术抑制信号衰减和信号干扰，发送电路系统采用正交频分复用技术将信道分成若干个正交子信道，将高速数据流转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子载波上进行传输；所述接收电路系统与发送电路系统对应，对正交频分复用技术处理后的信号进行解调，对扩频信号解扩频。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王凤瑛，郝建军，王长瑞，赵海涛，吴琳杨，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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