矿井透地扩频通信系统方案的设计与仿真

合集下载

扩频通信系统的仿真与分析课程设计报告

任务书一.设计题目扩频通信系统的仿真与分析二.设计的要紧内容扩频通信技术以其抗干扰、隐蔽、保密和多址等优越性已普遍应用于电力通信、导航、测距、定位等领域。

本设计通MATLAB 仿真软件，针对直接扩频系统，成立仿真模型，熟悉该系统的大体原理，进行特性分析，进一步了解扩频通信在CDMA 通信系统中的应用。

1 、DS 直接序列扩频通信系统的仿真分析，在理论上论述扩频通信的大体原理和理论基础，说明扩频通信的优势，和相关概念的综述，并对抗多径干扰做了详细的分析；二、扩频通信的关键技术-----扩频编码的概念、分类、相关性的意义及各类码型的特性一一加以介绍和分析；3、设计一个扩频通信系统，利用MATLAB 中SIMULINK 仿真工具进行建模和分析，重点对PN 码，m 序列进行验证分析，加深对扩频通信技术的明白得。

三. 目的1）把握MATLAB 的程序设计方式；2）学会利用SIMULINK 仿真工具进行建模和分析，能熟练利用MATLAB 的通信工具箱；3）熟悉扩频通信技术的大体原理和特性分析；4）明白得扩频通信在CDMA 通信系统的应用。

四、具体要求必做内容：（小组七）设计m 序列发生器，码序列为N=12 m 位 m ＝8单用户，信道信噪比SNR=4dB ，, 5dB ， dB ，多途径传输中设计两途径。

对所设计码型的自相关和相互关特性，不同情形下的通信性能指标（如信噪比等）分析。

选做内容：1 在各自基础上，设计不同的Gold序列发生器，Walsh序列发生器，并与原m序列发生器进行比较。

2扩频通信在IS-95 CDMA通信中的应用分析和仿真验证。

如前向通道和反向通道中，地址码的选用分析，性能分析。

目录任务书 (I)第一章绪论 (1)课程设计目的和意义 (1)设计要紧内容 (1)第二章扩频通信技术 (2)扩频通信大体概念 (2)扩频通信的要紧参数分析 (2)2．3扩频通信要紧特点 (3)扩频技术及扩频码 (3)CDMA扩频通信系统 (4)第三章M序列发生器及通信系统设计 (6)M序列简介 (6)M序列的产生 (6)M序列性质 (7)M序列自相关性分析 (11)M序列相互关性分析 (13)第四章M序列通信系统设计 (15)M序列扩频通信系统大体要求 (15)M序列扩频通信系统组成 (15)M序列扩频通信系统仿真分析 (17)M序列扩频通信系统总结 (19)第五章 GOLD序列发生器设计 (19)GOLD序列简介 (19)G OLD序列的大体性质 (20)GOLD序列发生器设计 (21)G OLD序列自相关系数分析 (24)G OLD序列相互关函数分析 (25)第六章 WALSH序列发生器设计 (28)码简介 (28)码发生器编程实现 (29)W ALSH码自相关系数分析 (32)W ALSH码相互关函数M ATLAB编程实现 (34)第六章总结 (36)参考文献 (37)说明 (38)摘要最近几年来，扩频通信技术被普遍应用于移动通信、导航、卫星通信、电力通信等诸多领域，因其自身所具有的抗干扰能力强、隐蔽性好、可实现码分多址等特点，以后应用前景将加倍广漠。

扩频技术在矿井透地通信系统中的应用与仿真

从图4可知，信噪比与系统的误码率成反比例，说明本文的方案是可行的，可以实现可靠的透地通信。本文提出的直接序列扩频方法能有效解决透地通信中干扰严重和弱信号接收问题，基于该扩频方法的矿井透地通信系统的应用将使矿井生产的安全系数、生产效率和自动化程度得到显著提高，较大程度上满足矿井安全生产、抢险救灾的需求，推动矿井移动通信的发展，同时使通信系统成本大大降低，带来巨大的经济和社会效益。
扩频技术在矿井透地通信系统中的应用与仿真
摘要：为了提高矿井移动通信系统的可靠性和稳定性，首先采用电磁波理论和信息论对透地信道进行深入分析；提出采用扩频技术是解决透地通信接收信号微弱和干扰严重的有效方法，并建立了基于SystemView的通信系统仿真模型。通过对仿真结果和系统的误码率特性分析表明，该系统可以有效抑制干扰，实现信号可靠传输，为矿井移动通信的发展提供了重要的理论依据。关键词：透地通信；大地媒质；天线设计；扩频技术；仿真
4.2 仿真结果及分析系统运行时，各参数的设置在图2中已注明。图3所示为仿真系统一次运行时SystemView分析窗口的运行结果。
从图3（a）和图3（g）可以看出，发送信号经透地信道传输后，在接收端能够得到不失真的原始信号具有较高的可靠性和可行性，再从系统误码率的角度进行分析。多次仿真结果的BER/SNR曲线。
透地通信是一种以分层大地作为传输媒质，利用无线电波直接穿透大地来实现地面与井下信息交流的无线通信技术。透地通信的传输介质是分层大地，因此当矿井突发坍塌、井底透水等灾害事故时，通信设施不会遭到太大的损害，被认为是最可靠的应急救援通信手段。然而透地信道的干扰、严重衰减以及弱信号接收困难等问题的存在，使得透地通信系统的研究进展十分缓慢。根据扩频通信系统抗干扰能力强、可以在很低的功率谱密度条件下可靠地工作，甚至信号电平在一定噪声的“淹没”下也能有效通信的特点，本文将扩频技术应用到矿井透地通信系统中，并设计出系统的仿真模型，给出了仿真结果，证明了本文方法的有效性和优越性。1 矿井透地信道特性分析1.1 透地信道的衰减特性本文中把透地通信信号的传输媒质（大地）看作是均匀的、电导率有限的媒质，这种假设有利于建立信号沿矿井无线通道传输过程的数学模型。由式（6）可得：媒质电导率?滓与发送端电磁波频率f的大小决定了电磁波信号穿透地层的深度。各地矿井的煤层深度不同，因此其电导率?滓也不同，从而使得其穿透深度也不同；电磁波的频率f越高，幅值衰减就越严重，穿透能力越弱，传播距离就越短。根据以上的分析可知：在透地通信系统中必须保证电磁波工作在甚低频段（VLF3～30 kHz）。1.2 透地信道的干扰特性信道中的干扰是决定通信质量好坏的最主要因素，并且透地通信系统中有些设备的灵敏度极高。事实上，矿井无线通信的干扰主要包括工业和自然的各种干扰电平。地面上的长波、高压输电线和超声波波段的无线电广播台是常见的工业干扰源。阴雨天气时，雷电放电在岩层中感应出的宽频谱电磁场、大地恒定电场的波动都会对透地通信系统造成很大影响，是很常见的天然干扰源。地下矿井通道里的主要干扰源是电力电缆网络和各种机电设备。这些网络和设备可能会产生巨大的脉冲电流流散到周围的岩层中，这些电流在各个方向的分量将对透地通信系统造成严重的干扰。2 矿井透地通信系统天线设计由于透地通信系统中使用的信号频率极低以及各种干扰可能通过不同途径到达接收点，因此要想实现穿透地层的无线电信号可靠传输，设计良好的发射和接收天线装置是极其重要的。在矿井低频无线通信中，一般是利用电磁波的近区到中间区的场实现信号传输。当天线装置的经典计算推广到半导电媒质时，会导致对天线装置效能估计的非单值性。由天线知识可知，天线上的电流是按照有耗长线的规律分布的。当天线尺寸较小时，若用终端开路形式，天线的有效长度只有实际长度的一半，辐射能力减弱，需要在天线回路中串入较大的电感才能调谐。串入大电感将引起较大的功率损耗，从而使得整个系统的效率降低，并且大功率的发射装置将引起较多的电能消耗，这对矿难发生后的救援十分不利。若天线采用终端短路形式，则电流的分布比较均匀，辐射能力增强，而且输入阻抗的电抗分布为小感抗，容易和发送装置匹配[3]。根据以上分析，本文选择90 m长的终端短路单极天线作为发射和接收天线，天线长度应满足l<<?姿。因此，可以将天线视作水平电偶极子。3 透地扩频通信系统方案3.1 系统方案的原理扩频通信是基于信息论和抗干扰理论的信息传输方式，它的理论依据是信息论中的香农（Shannon）公式：根据前面的分析可知，在透地通信系统中，天线的辐射效率很低，而且透地信道的衰减十分严重，使得接收点的信号十分微弱。VS、HS较小使得N较大，N值的变大将使通信十分不可靠，以致于N>1时无法进行通信。解决此问题的方法有两种：增大信号体积VS和减少每次传输的信息量I。具体的措施有：（1）增大TS，通过传输延时换取可靠性。显然这不满足生产调度及矿难救援的要求。（2）增大信号的动态范围HS，即增大发信功率PS，也就是用较大的功率消耗换取可靠性。但矿难发生时井底下的电能有限。（3）增大信号带宽BS，也就是用增大频带换取可靠性。这是解决透地通信系统中信号发送、接收问题的有效途径，这样做将使通信系统的误码率显著下降。而扩频通信就是用带宽远远大于发送信息所需最小带宽的信号传输数据，以达到使通信误码率下降的目的。3.2 扩频通信系统框图及分析根据以上对透地信道和天线特性的分析，本文在设计透地通信系统时采用直接序列扩频技术（DSSS），其原理框图[5]。

煤矿开采的虚拟仿真与优化设计

总结词：随着科技的不断进步，优化设计在煤矿开采中的应用将更加广泛和深入，未来将朝着智能化、绿色化、可持续化方向发展。详细描述：随着人工智能、大数据等技术的不断发展，优化设计在煤矿开采中的应用将更加智能化。通过智能化技术，可以实现对矿井生产过程的实时监控和智能调度，提高矿井生产效率和安全性。同时，随着环保意识的不断提高，绿色化将成为未来煤矿开采的重要发展方向。通过优化设计，可以降低矿井生产过程中的环境污染和资源浪费，实现可持续发展。此外，随着全球能源结构的不断变化，煤矿开采行业也将面临新的挑战和机遇。未来，优化设计将更加注重资源的综合利用和能源的可持续发展，以适应能源市场的变化和需求。
总结词：优化设计在煤矿开采中应用广泛，涉及矿井布局、采煤工艺、通风系统等方面。详细描述：矿井布局优化是煤矿开采优化设计的重要方面之一，主要涉及矿井开拓方式、采区划分、工作面布置等方面的优化。通过合理的矿井布局，可以提高矿井生产效率和资源利用率，降低生产成本和安全风险。采煤工艺优化也是优化设计的重要方面，主要涉及采煤方法、采煤机械、采煤工艺参数等方面的优化。通过采煤工艺优化，可以提高采煤效率和资源回收率，降低采煤成本和安全风险。通风系统优化是煤矿开采优化设计的关键环节之一，主要涉及通风网络、通风设备、通风管理等方面的优化。通过合理的通风系统优化，可以保障矿井安全生产和提高矿井经济效益。
废弃矿井再利用
通过技术创新和应用领域的拓展，降低煤矿开采对环境的负面影响，如减少废水和废气排放。
环境保护
社会效益
可持续发展
提高煤矿开采效率，降低生产成本，为社会发展提供稳定、安全的能源保障。
推动煤矿开采的可持续发展，实现经济效益、社会效益和环境效益的有机统一。
03
02
01
THANKS

煤矿井下无线通讯系统设计方案

煤矿井下无线通讯系统设计方案工程概况1、概述：针对矿区信息化建设需求，XX设备有限公司根据多项技术对比论证结果，以及现场实地勘察，研制了基于统一标准的工业以太网结构的通讯系统。

本系统以光纤有线网络为骨干，以无线网络为延伸，在井下设立若干基站，通过无线通讯手段，从而实现生产调度管理及信息交流等功能。

并为实现位置监测与管理、数字化视频监控以及各种井下传感器数据的统一采集与综合处理，提供了一个共用的平台，为实现语音、定位、视频、数据的多网合一，以及生产调度、应急救援、安全监控与督察提供了良好的应用基础。

2、系统配置根据要求井下无线通讯系统在井下、地面共计安装( )套基站。

其中( )套井上基站。

井下基站分布在各大巷重要入出口、采区的顺槽、皮巷、硐室等处。

主要工程数量（一）、地面设备安装（1）、井下电源、基站、交换机安装（2）、光纤、电源线的铺设（二）、井下设备安装井下分站安装分布表(（三）、具体施工1、井底主光纤的铺设井下主交换机到机房的主光缆铺设2、井下基站的安装井下基站的安装固定3、井下电源的安装井下电源的安装固定4、各基站到交换机光纤的铺设主要敷设基站到交换机，交换机到交换机之间光纤的铺设。

5、井下电源的取电主要敷设各个电源到取电点的电源线（四）、施工细节施工必须按照标准化矿井建设进行。

线缆施工：走线要分清层次，标准挂钩，过顶处特别注意美观、MHYVP1*2*7双绞线缆过顶要用pvc管穿，无挂钩处要亲自打线缆钩。

分站安装施工：分站按先期定好位置施工，连接线用pvc管穿，电源尽量安装在变电所内。

固定要牢固、美观。

二、编制依据1、XX矿井下作业人员管理系统设计方案。

2、XX矿井井下作业人员管理系统设计图纸。

3、国家、有关部门及区域性规范、规定、技术标准、安全操作规程。

4、已建成的类似工程的经验。

三、工期及施工进度计划根据本工程的工程量以及其他其他交叉施工配合情况等因素，工期预计为( )天。

施工日期从年月日至年月日止。

毕业设计(矿井提升系统仿真平台改进方案设计设计)

第一章矿井提升机系统高仿真平台的概述1.1、系统简介矿井提升机系统自动控制高仿真平台以提高提升效率、节能降耗、安全运行为设计理念，针对交流提升系统进行仿真设计。

该系统完全模拟井底煤仓装载、定量称重和箕斗自动装载、井上煤仓卸载及提升机全自动提升过程。

可分别实现提升机全自动运行控制和手动控制。

在控制面板上还包括了信号系统和故障模拟功能，具备以太网通讯功能，可实现与集中控制平台的连接。

矿井提升机系统自动控制高仿真平台如图1所示。

1.2、系统结构整个系统分为机械部分和电气控制部分，机械部分包括提升用交流电机、滚筒、天轮、井架、提升箕斗、钢丝绳、装卸载机构、摩擦轮等设备；电气部分包括西门子S7-300 PLC 、变频器、位置传感器、轴角编码器、控制面板、触摸屏和控制软件等。

1.3、运行方式用户可以在远程控制平台、触摸屏以及就地控制面板完成对系统的监控。

综合考虑系统对于实时性、可靠性以及传输距离等的要求，监控网络采用MPI网络与工业以太网相结合的形式。

当设定为就地方式时，用户可1图1 提升机系统高仿真平台在就地控制面板完成对提升机系统和装载系统的操作；集中方式分别对应触摸屏，实现提升机和装载皮带的一键启停控制；选择远程方式时，提升机和装载系统将根据上一级系统条件自动启停，或根据当前系统条件执行自动控制程序。

1.4、工作原理矿井提升机系统自动控制高仿真平台的整个工作过程是由采煤机采地煤，经过运输皮带进入主煤仓，在由皮带运送到定量仓，最后进入箕斗提升机，完成了煤炭的装载过程。

由主电机带动卷筒旋转，绕过天轮的钢丝绳连结箕斗上下运动，完成上下提升运动。

提升机中的箕斗在上下提升运动过程中主要进过几个阶段：①加速阶段，箕斗在装满煤后速度在不断增加这段时间很短；②匀速阶段，箕斗在加速阶段后，速度达到额定速度后就不会再增加，一直以这个速度提升，这个过程时间较长，路程也最长；③减速阶段，箕斗都经过减速开关后，就要一直在减速，这段时间也很短；④爬行阶段，箕斗经过减速阶段速度达到爬行速度，箕斗就一直以这个速度提升，直到箕斗到达停车点时，箕斗速度就会立即减为零，箕斗停止。

煤矿井下安全应急救援扩音与广播系统设计方案

煤矿井下安全应急救援扩音与广播系统设计方案目录1. 系统概述 (2)1.1 背景 (2)1.2 方案设计原则 (2)1.3系统功能原则 (3)2. 系统技术选型 (3)3. 组网方案设计 (4)4．系统主要功能 (5)5. 系统主要设备功能及要求 (6)1. 系统概述1.1 背景煤矿生产中瓦斯、水、火、冲击地压等突发性自然灾害事故较多，且危害性大、波及范围广。

通常发生重大事故、需要人员紧急撤离的情况下，多采用电话拨号或井下手机呼叫方式通知引导现场人员撤离危险区域，但由于矿井环境恶劣、地形复杂等特点，电话安装点和持有井下手机的人有限，不可能完全及时通知到每名井下作业人员，因而会造成人员通知不及时、不全面，贻误脱险时机，造成较大事故危害。

因此在井下建设一套安全广播系统是非常有必要的，近期山东省煤炭工业管理局下发了关于建设煤矿安全广播系统的2010年1号文件，根据文件精神，兖矿集团生产矿井将在年底前建设完成井下安全广播系统。

煤矿应急救援广播与扩音通信系统是纯数字扩播系统，音质好，抗干扰性强，可以利用已有的工业以太环网进行通信，兼容常规的扩音电话机，不但具有常规扩播电话系统的扩音、对讲、打点等功能，还具备应急广播、背景音乐播放等功能。

既能播放背景音乐，又能专业宣传和寻呼广播，还可以做为灾害事故的紧急安全广播，在紧急时实现井上下人员对话，实现井下无通话盲区，系统广播，背景音乐的播放可以适当的缓解员工的脑力疲劳，提高员工注意力，可以及时播放各类喜报，鼓舞生产人员积极性。

本方案将根据煤矿综合自动化与信息化建设发展，结合现代语音技术方向，以及实际生产中服务范围和功能，设计一套先进、实用的煤矿井下安全应急救援扩音与广播系统。

1.2 方案设计原则煤矿井下安全应急救援扩音与广播系统的设计和选型遵循如下原则：先进性：系统应具有先进性,避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高或者过早淘汰。

可靠性：广播系统软件、硬件应立足于用户对整个系统长期稳定运行的需求，优先选择成熟、稳定技术，最大限度地发挥投资效益。

井下IP网络扩播电话通讯系统实现

（一）矿山通讯系统的现状
矿山通讯系统包括调度交换机系统、井下移动通讯系统和工作面扩音电话系统三个方面。有线调度通讯系统所用的通讯设施有调度交换机、电话机以及电话耦合器，通过应用有线调度通讯系统，可以有效及时地
了解生产施工情况，然后根据结果进行指挥生产运作，对监测作业进程、
【关键词】矿井ＩＰ网络扩播通讯系统中图分类号：ＴＮ９１２文献标识码：Ｂ文章编号：１００９．４０６７（２０１３）１１－６５ — ０１
Байду номын сангаас
一
、
矿山通讯系统现状及其存在问题
络管理服务设施以及费用统计仪器等等。此系统运行的基础是用互联网宽带形式语音传输，所以在井下凡是互联网宽带所能覆盖的区域，都能接人终端设备进行信息传输，也能够与井下其他系统如安全管理系统、多媒体应用监测系统、生产施工控制系统等相互配合运用，公用一个网络，这就不需要再对原有的电话通讯
对数据信息的传输起着相当重要的作用。如果经过ＩＰ电话网关，矿山工
作人员拨打长途电话，语音信号就会经网关处理压缩连接到被呼叫的ＩＰ电话网关，于是长途语音通话就相当于应用了ＩＰ网络电话扩播通讯系统，再经过语音数据的重新处理将其转化为一般电话所用的语音信号，实现了ＩＰ网络电话通讯。这种电话传输只包含本地话费和少量的上网花费，比一般的长途通话要低很多，这样就减少了通讯系统的固有费用。４．ＩＰ电话网守。它与原有通讯系统的交换机的功能类似，可以将ＩＰ电话接人终端与ＩＰ电话网关智能地连接在一块，对当地的呼叫进行合理的管理或者提供呼叫的作用。其实质就是让当地呼叫的终端设置变为ＩＰ地址，利用ＩＰ网关的作用对其他的ＩＰ电话进行呼叫。此外，ＩＰ网守还

穿透地层的矿井地下无线通信系统设计方案探析解析

α第 31卷第 1期太原理工大学学报 V o l 131 N o 11 2000年 1月 JOU RNAL O F TA IYUAN UN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY Jan . 2000文章编号 :100729432(2000 0120039205穿透地层的矿井地下无线通信系统设计方案探析陶晋宜(摘要 :,术 , 。

关键词 :电导率 ; ; ; 本质安全:85017文献标识码 :A穿透地层的通讯属于无线通讯 , 但与我们常见的地面电视、广播、手持电话机的无线信号传送不同。

在地面 , 电磁波传播是以空气为通讯媒质 , 它几乎没有损耗 , 并且电磁波的频率可选在高频段 , 因而其辐射效率高 , 天线物理尺寸短 , 体积小。

穿透地层通讯电磁波要在损耗较大的煤层及岩石层中传播 , 煤层及岩石属半导电煤质。

从电磁波在半导电媒质中衰减常数Β的表达式Β=f , (1 及集肤深度∆表达式∆ =f. (2 其中 f 为电磁波的频率, Λ为媒质的磁导率 (与空气中的磁导率4Π×10-7H m 基本相等, Ρ为媒质的电导率。

可知 :电磁波在半导电媒质中的穿透能力与电磁波的频率 f 及媒质的电导率Ρ有关。

电磁波的频率越高 , 衰减越严重 , 传播距离越短。

矿井的地质条件不同 , 导致其电导率Ρ的不同。

从而使得其穿透效果也不同。

因此电磁波的工作频率必须选在音频 (V F 013k -3k 和甚低频 (VL F 3k — 30kH z 才能有一定的穿透能力。

另外 , 穿透地层的通讯设备工作在煤矿井下 , 必须符合矿井安全操作规程 , 要具备防爆性能和防水、防尘能力 , 发送功率不能很大 , 这样就限制了通信距离 , 只能在技术许可的范围。

1天线的设计要想实现穿透地层的无线电可靠通信 , 有赖于在给定的信号传输条件下 , 选择一个最佳的发射和接收天线装置。

在矿井低频无线信道中 , 一般是利用电磁波的近区到中间区的场实现信号传输。

扩频通信系统仿真实验报告

重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业：通信工程专业11级学号：姓名：实验所属课程：移动通信原理与应用实验室(中心)：软件与通信实验中心指导教师：2013年3月一、题目扩频通信系统仿真实验二、仿真要求扩频通信系统的多用户数据传输①传输的数据随机产生，要求采用频带传输（BPSK调制）；②扩频码要求采用周期为63（或127）的m序列；③仿真从基站发送数据到三个不同的用户，各不同用户分别进行数据接收；④设计三种不同的功率延迟分布，从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落（路径数分别为2，3，4）；⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。

三、仿真方案详细设计通信系统的总体框图如下发射机原理图接收机原理由上图可知，整个设计由发送端、信道和接收机组成。

其中发射端主要完成m 序列的产生，随机0,1序列的产生。

然后利用m 序列对产生的随机序列进行扩频，然后再用cos(wt)对其进行调制。

信道主要模拟信号的多径传输，在这个信道中一共有三个用户的数据进行传输，用户一经过了2径衰落，用户二经过了3径衰落，用户三经过了4径衰落。

接收端接收到的信号是几路多径信号的加噪后的叠加，首先要完成信号的解扩，然后再解调，滤波，抽样判决最后分别与原始信号比较并统计误码率现对主要功能部分进行详细描述 1.扩频码（m 序列）的产生扩频码为伪随机序列，本实验采用自相关特性好，互相关特性较差的M 序列，因为有三路用户，故选取带有6位移位寄存器，周期为63的m 序列。

其对应的二进制序列分别为：1000011,1100111,1101101.以1000011为例，其具体的寄存器结构图如下所示：初始化各寄存器单元内容为1产生m 序列的matlab 程序如下function c=genMseq(b)1 1 1 1 1 1 1t0cos ω扩频信号Signal扩频码调制之后的信号扩频码解扩信号解调信号LBFt0cos ω接收信号N=length(b)-1;D=ones(1,N);A=b(N:-1:1);c=[];for i=1:2^N-1c1=rem(sum(D.*A),2);c=[c,D(N)];D=[c1,D(1:N-1)];endc=c*2-1; %变为1，-1的序列End2、扩频扩频的主要思想是每一位数据位都扩展成长度为m序列长的信息，其具体做法是将数据信息中的‘1’用m序列代替，而对于‘-1’用-m序列代替，这样对每一个数据位都进行扩展就实现了对原始数据的扩频。

仿真研究和探针在超宽频无线沟通在地下煤矿

仿真研究和探针在超宽频无线沟通在地下煤矿王艳芬，王振刚，于红珍，中国矿业大学，信息和电气工程学院，江苏，徐州，221008摘要通过分析煤矿井下无线通信中的现状，提出了在地下煤矿应用超宽频无线通信系统。

介绍了一个超宽频通信系统最基本的组成和在地下煤矿的应用。

分析表明，由于地下煤矿传输功率无限制，在煤矿使用超宽频不仅能实现视频监控信号的短距离高速率传输的无线接入服务，而且也能实现手机在地下煤矿通信和工作环境参数监测的长途低速率无线接入服务等等。

这里强调在传统地下宽带模型和地面CM1，CM3模型下TH-PPM超宽频通信系统的仿真。

结果表明,传统的地下宽带模型和地面CM1，CM3模型不适合地下煤矿的超宽频通信系统。

有必要对超宽带技术在煤矿隧道的传播特性进行研究，给出地下环境的特点，找到适合地下煤矿的超宽频模型。

关键词：超宽带；系统仿真；地下煤矿；通道模型；传播特性CLC号码：TD 65 + 5.31介绍超宽带(UWB)通信是通过使用纳秒脉冲传输信号的技术。

它的特点包括：1)一个高数据速率；2)低功耗；3)抗多径衰落能力；4)结构简单，体积小、成本低、高灵敏度、便携的无线系统；5)对现有的窄带通信系统的低干扰。

它有大家都感兴趣关于短距离无线通信的话题，它还提供了另一个在地下煤矿对无线接入系统进行研究的方案。

地下煤矿的自然环境是错综复杂的,在巷道中和易燃易爆处电波多路径衰落很严重而且功率消耗受限制。

研究和应用无线通信发现在地下煤矿滞后于在地面的水平。

根据超宽频信号的特点,这种技术给无线通信在地下煤矿提供了一个更好的选择,还可能对电话的生产和安全检测提供了一个便宜的和可维护的移动通信系统,数据和视频无线接入形成了ISDN在地下煤矿的访问系统。

2 超宽频通信的组成系统超宽频无线通讯系统是由发射机、无线信道和一个接收机组成。

它主要由一个无载波和载体调制传输方法构成。

直接使用基带超窄脉冲的无载波超宽频通讯系统沟通，它有一个强大的多路径通道分辨率。

穿透地层的矿井地下无线通信系统设计方案探析

第
卷第年月
期
太
原
理
工
大
学
学
报
）

文章编号：（
穿透地层的矿井地下无线通信系统设计方案探析
陶晋宜
（太原理工大学电气与动力工程学院）摘要：针对穿透地层无线通信的特点，采用终端短路单级天线及单边带调制和弱信号接收技
参
考
文
献
［］陶晋宜穿透地层矿井无线通信的研究［］太原：山西矿业学院，［］陶晋宜甚低频电磁波穿透地层矿井通信系统天线装置的研究［］太原理工大学学报，［］（苏）奥戈罗德涅丘克著吴荣光，虞梦先译矿井低频无线通讯［］北京：煤矿工业出版，［］戴逸松微弱信号检测方法及仪器［］北京：国防工业出版社，；，（）：；

接收机的设计
接收天线采用和发射天线相同的电性天线。接收机的原理如图所示。当天线收到来自井下的信号后，经高阻输入电

（）的长，
路后，加到预放大电路进行放大。该放大电路是由结型场效应管组成的。结型场效应管有输入阻抗高的特点，只要有电压变化而基本上不必供给电流，就能很好地起到放大作用。输入端的输入阻抗很高，可以保证接收天线收到的弱信号在功耗尽可能小的情况下，可靠放大。经预放电路放大的信号，加到一个双路消噪电路，这个信号送进上下两个通道上。进入上通道的信号经过交流放大后，再经过一个中心频率为输出一个载波加信号再加噪声的滤波器，的信号。这个信号通过正向检波积分器后，输出一个较大的负极性电压。它包括两部分：一部分是正弦的检波积分输出，即的信号。另一部分是在频带中的噪声的检波输出。因为噪声是随机的，这一部分也是随机的。进入下一通道的信号经过交流放大后，再经过一个中心频率为的陷波滤波器。于是载波信号被滤掉，仅有噪声输出。经负向检波器积分后，输出一个上下起伏的电压。上下两个通道的输出，同时送给一个加法器，在这里正极性的噪声电平抵消了一部分噪声，因而信号的信噪比得到了提高。加法器之后增加了一个门限电路，这是考虑到随机噪声使加法器的输出电压起伏不定，有时会有高的噪声电压输出，但只要不超

虚拟矿井生产仿真系统的分析与设计

虚拟矿井生产仿真系统的分析与设计随着互联网、移动互联网和大数据等手段的快速发展，虚拟矿井生产仿真系统的应用也越来越广泛。

本文就该系统的分析与设计进行讲解。

一、系统的分析虚拟矿井生产仿真系统是基于矿山生产过程进行的模拟仿真，旨在为井下工人生产安全提供支持，帮助矿山管理者进行生产决策。

该系统通常包含三个主要组成部分：现场数据采集、仿真建模和数据分析。

1.现场数据采集系统在运行时需要实时采集矿井生产的各种数据，以保证模拟结果的真实性。

其中包括工人的位置、设备的使用情况、瓦斯浓度、温度、湿度等环境指标。

这些数据需要通过传感器等手段进行实时采集和处理，才能保证模拟的准确性。

2.仿真建模仿真建模是整个系统的核心部分，它将采集到的数据进行处理，建立井下的三维地质模型和生产模型。

其中，地质模型包括地层信息、矿体结构等；生产模型包括设备分布、工人分布、生产指令、瓦斯抽放等。

通过对这些数据进行模拟，系统可以在虚拟的环境中完成对矿山生产过程的再现。

3.数据分析数据分析是指用户对仿真结果进行分析和评估，以便进行成果可视化和分析。

系统通过算法对采集到的生产数据进行统计，形成可视化的报表和图表，方便管理人员针对具体问题进行精准的决策。

二、系统的设计系统的设计需要考虑以下几个方面：1.系统模型设计系统模型是系统的核心部分，其通过对现场采集到的数据进行建模和仿真，为用户提供了真实的矿山生产过程环境。

因此模型的设计需要考虑各种现实因素，如矿体结构、生产设备、生产指令等。

同时，系统的建模需要依据先进的软件仿真技术，如系统建模、多媒体建模等等，以确保建模过程的准确性和可靠性。

2.数据采集和处理设计系统的数据采集和处理涉及到传感器、计算机、通讯设备等硬件，同时需要通过特定的软件完成。

因此，系统的数据采集和处理设计需要考虑有效的数据通讯、数据合理性校验、数据处理速度等问题。

3.数据可视化设计系统通过统计和分析模拟结果，形成可视化的报表和图表，方便管理人员对数据进行精准和有效的决策。

矿井透地通信与接收电路运放设计

矿井透地通信与接收电路运放设计1. 绪论- 研究背景和意义- 国内外研究现状和发展趋势- 研究目的和意义2. 矿井透地通信系统的设计与实现- 系统结构和工作原理- 信号传输方式和传输介质选择- 传输距离和传输速度的确定- 发射电路和天线设计- 接收电路和天线设计3. 接收电路运放的原理和性能分析- 运放工作原理和分类- 运放性能参数的定义和分析- 运放的失调误差和滞后误差处理方法- 运放对系统的影响及其调试方法4. 运放电路设计和仿真- 运放电路基本参数的选取- 运放电路方案的设计和仿真- 电路参数的优化和调试- 仿真结果和实验结果对比分析5. 结论与展望- 矿井透地通信与接收电路运放设计的意义和贡献- 已有研究的不足和需要改进的方向- 未来矿井透地通信和接收电路运放的发展趋势和前景第一章绪论矿井透地通信是一种用于地下煤矿等环境的通讯方式。

在煤炭环境中，地下信号的传输受到很大限制，传统的无线电通信和有线通信都在大面积地下矿井中存在致命缺陷。

矿井透地通信是在这样的情况下被提出的，并且也深受煤矿等地下领域的关注。

1.1 研究背景和意义我国是一个煤炭大国，在全球煤炭消费量中占据较大的比重。

然而，煤炭的开采过程中存在许多安全隐患，其中通信技术是一个十分重要的方面。

在煤矿等地下环境中，通信受到了各种限制，使得情况更加困难。

因此，矿井透地通信成为了必须探索和解决的研究问题。

1.2 国内外研究现状和发展趋势目前，矿井透地通信已经成为国内外学者研究的热点。

国内的研究主要集中在透地信号传输技术、信号抗干扰技术、天线设计等方面。

国外的研究则更加注重研究透地信号传输的调制与解调技术、单片集成电路的设计等方面。

近年来，随着移动通信和无线网络的迅猛发展，基于移动通信技术的矿井通信系统得到了广泛的研究和应用。

这些系统可以有效地解决矿井透地通信中的许多问题，但是它们的成本和技术难度也相对较高。

1.3 研究目的和意义本次论文的目的是研究矿井透地通信与接收电路运放设计。

矿井透地扩频通信系统方案的设计与仿真

矿井透地扩频通信系统方案的设计与仿真摘要：低频矿井透地通信系统被认为是最可靠的生产和应急通信手段。

然而由于一些技术难题的存在，使得对该系统的研究和开发受到一定的限制。

本文在此背景下研究矿井透地通信系统，在分析和总结了矿井透地通信信道的传输特性的基础上，建立了其SystemView仿真模型;针对矿井通信的困难，首次提出了一种采用扩频技术、可数字化实现的矿井透地通信系统方案;并对该方案进行了理论分析及总体仿真，仿真结果及误码率分析表明了系统设计方案的可行性和有效性，为系统的设计奠定了基础。

关键字:透地通信;扩频技术;SystemView仿真The Mine Expands and Communicates the Design and Emulation of the Systematic Scheme Frequently Completely Abstract: Low frequency mine communication system considered to be the thing most reliable production and meet an urgent need the communication means completely. But because of some technological existence of difficult problem, is it receive certain restriction to research and development of system this to make. This text study mine communication system completely under background this, in analyse and summarize mine completely at the transmission foundation of characteristic , communication of channel, have set up its SystemView artificial model; To difficulty , mine of communication , put forward one is it expand technology frequently , can digitize mine communication systematic scheme completely that realize to adopt for the first time; And carry on theory analyse and overall emulation to scheme this, artificial result and yards of rate is it indicate systematic feasibility and validity of design plan to analyse by mistake, have established the foundation for the systematic design.Key words:Through-the-Earth communication; Spread-Spectrum Technology; SystemView emulation1引言建立完善的矿井及相关行业(军事、隧道等)移动通信系统对于提高现代矿井自动化程度，提高劳动生产率，加强安全防护等有着非常重要的意义。

扩频通信实时仿真实验系统的设计与实现

扩频通信实时仿真实验系统的设计与实现李新民【摘要】利用Matlab/Simulink平台设计开发了扩频通信实时仿真系统，可实现直接序列扩频系统和跳频系统收发过程及伪码同步等6个实时仿真实验。

实践结果表明，该系统仿真结果正确，交互性好，操作简单，直观性强；有利于教师的授课和学生的理解，从而改善教学效果，提高教学质量。

%This paper introduces the development of real time simulation experiment system for the spread spectrum communication based on Matlab/Simulink , and realizes six experiments about the transmitters , receivers and synchronization circuits of direct sequence (DS) and hopping frequency (FH) spread spectrum systems ,respectively .The practice shows that this system has a good interactive interface ,easy operation , high visualization and correctresult .All of those are conductive to both the teaching of teachers and studying of students .It can improve the teaching effect and teaching quality .【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P136-140)【关键词】扩频通信;实验系统;Matlab;Simulink【作者】李新民【作者单位】西安科技大学通信与信息工程学院，陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TN911;G642扩频通信是通信专业一门重要的专业课，它涉及的相关技术领域和应用较多，诸如抗干扰技术、多址技术、调制解调技术以及测距技术等[1-3]。

井下通信联络系统规划设计方案及对策

天安煤业股份XX朝川矿一井井下通信联络系统规划案天安煤业股份XX朝川矿一井系统现状及存在问题1、系统现状：朝川矿一井所使用的通信设备是中国·申瓯通信设备XX生产的JSY2000-06型调度机；矿调度室能直接与井调度室直拨通话。

井调度室可以直拨主副井绞车房、井底车场、运输、采区变电所、水泵房等主要机电设备硐室以及采掘工作面。

一井有两个采面分别在21070采面机风巷，采面泵站和21100采面机风巷，采面泵站安装8部。

开、掘、机、运、通共在副井底，中央变电所，总回风二平台，-250东泄水巷，-10变电所，暗副斜平台，-250变电所，-390泵房，暗副斜井底，-150变电所，二水平运输下山平台，二水平轨道下山绞车房，-390西大巷，总回风绞车房，-195车场，炸药库，-10绞车房安装25部，井下共计安装33门。

2、存在问题：现在一井所用调度机为JSY2000-6，从03年开场使用至今，时间长，设备老化。

操作键盘需要扩容，需要增加也是一笔不少开支。

3、规划改造案：一. 在现有的根底上更换操作键盘一台，增加用户板一块。

CPU主板换代升级。

二.更换新型调度机，中国·申瓯通信设备XX目前生产的最新型SOC8000智能化调度机〔单价26万〕。

需要以下配件：10对电缆2000米，接线盒8个，机60台〔500元〕，30对电缆2000米，接线盒5个，平安耦合器60个，耦合器箱2个，估计42.2万元。

朝川矿一井井下无线通信系统规划案一、产品概述KT25型煤矿无线通信系统应用于大中型煤矿企业的小灵通通讯系统。

它是基于现有全国各大中小城市中广泛应用的公网中已成熟的小灵通技术和设备，通过移植和防爆平安设计，使之可以在煤矿井下和化企业工作区应用。

KT25型煤矿无线通信系统可以使地面与井下的通讯联络更加灵活，其丰富的业务功能可以使煤矿的管理效率大大提升。

随着对煤矿平安生产的日益重视，以及各煤矿企业提高生产效率增强企业竞争力的需求日益强烈，采用先进的无线技术解决井下和井上的无线调度通信、实现通信的移动化、一体化、业务的多样化和灵活化将成为实现煤矿企业现代化生产的必然趋势。