摘要：面向矿井灾后救援场景的应急通信技术与系统一般采用Wi-Fi作为中继和覆盖方案,由于非授权频段存在信道连续占用时间的法规限制和接入前监听的法规要求,难以实现极低时延的通信指标,同时多应急通信设备同一频段进行中继组网存在同频干扰、会影响通信质量。5G技术面向公共安全和车联网应用场景,定义了Sidelink直通链路通信技术,能够实现终端设备之间低时延高可靠的直连通信。针对矿井应急通信系统对低时延以及高可靠通信的技术需求,提出一种基于5G直连通信的矿井应急通信系统架构,设计了设备标识与直连通信链路时频资源位置的映射方法,设备通过预配置的前传链路和回传链路传输资源位置、无需建立路由连接即可实现与相邻前端设备和后端设备通信链路,利用时域资源循环复用的方式实现邻近中继设备之间的资源空分复用和同频干扰规避。提出的方法能够实现无需调度许可、和极简路由转发的中继组网机制实现传输资源空分复用下的同频干扰规避,有效提升传输资源利用效率,常规基带参数和组网配置下的平均空口时延可达25 ms、显著降低传输时延。

摘要：采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以增大带宽来降低信噪比。在阐述扩展频谱通信技术的基本理论和实现方法的基础上,详细介绍了直接序列扩频以及伪随机码m序列原理、产生m序列的条件。继而提出了若干种矿井应急通信系统的具体设计方案,并利用MATLAB/Simulink软件平台对该系统进行了仿真及分析。结果表明,该系统可以有效抑制信号干扰,可靠传输信号,达到矿井应急通信系统设计之目的。

摘要：针对煤矿井下发生瓦斯爆炸、突水等灾害时造成断电使通信中断的问题,设计了一种基于煤矿井下既有光缆的光纤传感应急通信系统,实现了矿井灾后无电环境下对井下被困人员声音信息的采集、传输和处理。该系统包含光纤声音传感子系统与硬件解调子系统2个部分:在井下巷道铺设的光缆中加入光纤探头,构建光纤声音传感子系统,侦听巷道内被困人员呼喊、敲击等声音信号;硬件解调子系统放置于地面,用于提取并还原加载在光信号里的音频信息。光纤声音传感子系统采用ASE宽带光源作为探测光,通过延迟光纤解决测量盲区问题,根据探测光的相位和光强变化与声波信号的关系实现井下声音信息采集;硬件解调子系统通过光电转换模块和音频处理模块对采集的声音信号进行解调处理,对微弱信号进行提取放大。实验结果表明,在10 km的测试距离内,该系统可检测并提取距光纤探头0~5 m、频率范围为0.3~3.4 kHz的声音信号,精度为±0.5 Hz。