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1、(10)授权公告号 CN 202309758 U(45)授权公告日 2012.07.04CN202309758U*CN202309758U*(21)申请号 201120409994.4(22)申请日 2011.10.25H04L 27/26(2006.01)E21F 17/18(2006.01)(73)专利权人深圳市明生通讯科技有限公司地址 518000 广东省深圳市南山区西丽大磡王京坑工业区28栋6楼(72)发明人高源璟 杨文义 江俊蒴(74)专利代理机构北京英特普罗知识产权代理有限公司 11015代理人齐永红 郭少晶(54) 实用新型名称一种矿井无线数字音视频传输系统(57) 摘要本实用新。
2、型公开了一种矿井无线数字音视频传输系统，包括相互间通过无线mesh网络协议通讯连接的发射机、至少两个中继转发器和接收机，其中，所述中继转发器具有工作于不同频段的分别与发射机通讯的第一射频电路和与接收机通讯的第二射频电路。本实用新型的传输系统采用无中心的MESH网络协议，具有自动中继，自动漫游的网络能力，发射机可以选择多个传输路径到达接收机，一个中继基站出现问题不会导致通信中断，即网络具有很强的抗毁性，适合于矿井下工作。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书5页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页1/2页21.一。
3、种矿井无线数字音视频传输系统，其特征在于：包括相互间通过无线mesh网络协议通讯连接的发射机、至少两个中继转发器和接收机，其中，所述中继转发器具有工作于不同频段的分别与发射机通讯的第一射频电路和与接收机通讯的第二射频电路。2.根据权利要求1所述的矿井无线数字音视频传输系统，其特征在于：所述发射机包括发射机发射电路和发射机接收电路，以及与中继转发器第一射频电路通讯的发射机射频电路；其中的发射机发射电路包括视频输入接口、发射机音频输入接口、发射机图像编码电路、发射机语音编码电路、复用电路、采用无线mesh网络协议的发射机网络协议电路、发射机信道编码电路和发射机OFDM调制电路；所述视频输入接口经发。
4、射机图像编码电路与复用电路的第一输入端口电连接，所述发射机音频输入接口经发射机语音编码电路与复用电路的第二输入端口电连接，复用电路的输出端顺次经发射机网络协议电路、发射机信道编码电路和发射机OFDM调制电路与发射机射频电路的输入端电连接；其中的发射机接收电路包括发射机OFDM解调电路、发射机信道解码电路、所述发射机网络协议电路、发射机语音解码电路和发射机音频输出接口；所述射频电路的输出端、发射机OFDM解调电路、发射机信道解码电路、发射机网络协议电路、发射机语音解码电路和发射机音频输出接口顺次电连接。3.根据权利要求2所述的矿井无线数字音视频传输系统，其特征在于：所述发射机图像编码电路为符合H。
5、.264标准的图像编码电路。4.根据权利要求2所述的矿井无线数字音视频传输系统，其特征在于：所述接收机包括接收机发射电路和接收机接收电路，以及与中继转发器第二射频电路通讯的接收机射频电路；其中的接收机接收电路包括视频输出接口、接收机音频输出接口、接收机图像解码电路、接收机语音解码电路、解复用电路、采用无线mesh网络协议的接收机网络协议电路、接收机信道解码电路和接收机OFDM解调电路；所述接收机射频电路的输出端顺次经接收机OFDM解调电路、接收机信道解码电路、接收机网络协议电路与解复用电路的输入端电连接，解复用电路的第一输出端经接收机图像解码电路与视频输出接口电连接，解复用电路的第二输出端经接。
6、收机语音解码电路与接收机音频输出接口电连接；其中的接收机发射电路包括接收机OFDM调制电路、接收机信道编码电路、所述接收机网络协议电路、接收机语音编码电路和接收机音频输入接口；所述接收机音频输入接口、接收机语音编码电路、接收机网络协议电路、接收机信道编码电路、接收机OFDM调制电路和接收机射频电路的输入端顺次电连接。5.根据权利要求4所述的矿井无线数字音视频传输系统，其特征在于：所述中继转发器的第一射频电路的输出端、第一OFDM解调电路、第一信道解码电路，采用无线mesh网络协议的网络协议电路、第二信道编码电路、第二OFDM调制电路和第二射频电路的输入端顺次电连接；所述中继转发器的第二射频电路。
7、的输入端、第二OFDM解调电路、第二信道解码电路、所述网络协议电路、第一信号编码电路、第一OFDM调制电路和第一射频电路的输入端顺次电连接。6.根据权利要求5所述的矿井无线数字音视频传输系统，其特征在于：所述第一和第权 利 要 求 书CN 202309758 U2/2页3二射频电路、发射机射频电路和接收机射频电路均采用以下的射频电路；所述射频电路的I/Q调制器的输出端、中频滤波器、中频放大器、上变频器、第一带通滤波器、功率放大器和收发开关的输入端顺次电连接，其中，I/Q调制器的输入端作为射频电路的输入端；收发开关的输出端、低噪声放大器、第二带通滤波器、放大器、下变频器、滤波器、AGC放大器和I。
8、/O解调器的输入端顺次电连接，其中，I/O解调器的输出端作为射频电路的输出端；射频电路的天线与收发开关的输入端和输出端均电连接。权 利 要 求 书CN 202309758 U1/5页4一种矿井无线数字音视频传输系统技术领域0001 本实用新型涉及无线图像通信和无线语音通信领域，更具体地说涉及一种矿井无线数字音视频传输系统。背景技术0002 在煤矿等行业中，矿工通常在地下几百米甚至上千米的条件下作业，在矿井下各种险情经常出现，如何有效地在最短的时间内排除险情，避免造成更大的事故，直接关系到安全生产和工作人员的生命安全，由于矿井下条件有限，如果将现场的实况实时传输到井上的通信指挥中心，使井上的领导。
9、和专家如身临现场，能够及时了解现场的真实情况，就可以集中力量做出最有效的安排和技术指导，避免因情况不明而造成的贻误时机，造成重大损失。0003 井下巷道电磁环境复杂，无线信号在巷道中的传输要经受传输损耗，折射损耗及各种干扰，传输条件极为恶劣。而图像信息的信息量很大，能够穿透岩层的超低频的传输速率有限，根本无法用于图像信息传输。因此迫切需要一种能够在井下巷道中使用的抗干扰能力强，并在出现险情的复杂情况下保证畅通的图像传输设备。实用新型内容0004 本实用新型的目的是提供一种抗干扰能力强、并在出现险情的复杂情况下保证畅通的矿井无线数字音视频传输系统。0005 本实用新型采用的技术方案为：一种矿井无。
10、线数字音视频传输系统，包括相互间通过无线mesh网络协议通讯连接的发射机、至少两个中继转发器和接收机，其中，所述中继转发器具有工作于不同频段的分别与发射机通讯的第一射频电路和与接收机通讯的第二射频电路。0006 优选的是，所述发射机包括发射机发射电路和发射机接收电路，以及与中继转发器第一射频电路通讯的发射机射频电路；0007 其中的发射机发射电路包括视频输入接口、发射机音频输入接口、发射机图像编码电路、发射机语音编码电路、复用电路、采用无线mesh网络协议的发射机网络协议电路、发射机信道编码电路和发射机OFDM调制电路；所述视频输入接口经发射机图像编码电路与复用电路的第一输入端口电连接，所述发。
11、射机音频输入接口经发射机语音编码电路与复用电路的第二输入端口电连接，复用电路的输出端顺次经发射机网络协议电路、发射机信道编码电路和发射机OFDM调制电路与发射机射频电路的输入端电连接；0008 其中的发射机接收电路包括发射机OFDM解调电路、发射机信道解码电路、所述发射机网络协议电路、发射机语音解码电路和发射机音频输出接口；所述射频电路的输出端、发射机OFDM解调电路、发射机信道解码电路、发射机网络协议电路、发射机语音解码电路和发射机音频输出接口顺次电连接。0009 优选的是，所述发射机图像编码电路为符合H.264标准的图像编码电路。说 明 书CN 202309758 U2/5页50010 优。
12、选的是，所述接收机包括接收机发射电路和接收机接收电路，以及与第二射频电路通讯的接收机射频电路；0011 其中的接收机接收电路包括视频输出接口、接收机音频输出接口、接收机图像解码电路、接收机语音解码电路、解复用电路、采用无线mesh网络协议的接收机网络协议电路、接收机信道解码电路和接收机OFDM解调电路；所述接收机射频电路的输出端顺次经接收机OFDM解调电路、接收机信道解码电路、接收机网络协议电路与解复用电路的输入端电连接，解复用电路的第一输出端经接收机图像解码电路与视频输出接口电连接，解复用电路的第二输出端经接收机语音解码电路与接收机音频输出接口电连接；0012 其中的接收机发射电路包括接收机。
13、OFDM调制电路、接收机信道编码电路、所述接收机网络协议电路、接收机语音编码电路和接收机音频输入接口；所述接收机音频输入接口、接收机语音编码电路、接收机网络协议电路、接收机信道编码电路、接收机OFDM调制电路和接收机射频电路的输入端顺次电连接。0013 优选的是，所述中继转发器的第一射频电路的输出端、第一OFDM解调电路、第一信道解码电路，采用无线mesh网络协议的网络协议电路、第二信道编码电路、第二OFDM调制电路和第二射频电路的输入端顺次电连接；0014 所述中继转发器的第二射频电路的输入端、第二OFDM解调电路、第二信道解码电路、所述网络协议电路、第一信号编码电路、第一OFDM调制电路和。
14、第一射频电路的输入端顺次电连接。0015 优选的是，所述第一和第二射频电路、发射机射频电路和接收机射频电路均采用以下的射频电路；0016 所述射频电路的I/Q调制器的输出端、中频滤波器、中频放大器、上变频器、第一带通滤波器、功率放大器和收发开关的输入端顺次电连接，其中，I/Q调制器的输入端作为射频电路的输入端；收发开关的输出端、低噪声放大器、第二带通滤波器、放大器、下变频器、滤波器、AGC放大器和I/O解调器的输入端顺次电连接，其中，I/O解调器的输出端作为射频电路的输出端；射频电路的天线与收发开关的输入端和输出端均电连接。0017 本实用新型的有益效果为：0018 1.由于矿井下巷道曲折复杂。
15、，无线音视频信号要从作业面传输到矿井上需要经过中继转发才能实现，一般常用的中继基站是有中心的网络结构，一旦发生事故，导致中继基站不能正常工作，设备通信将陷入瘫痪。由于矿井下事故频发，因此这种网络结构不适合矿井的环境。而采用无中心的MESH(网状网)网络协议的网络协议电路具有自动中继，自动漫游的网络能力，发射机可以选择多个传输路径到达接收机，一个中继基站出现问题不会导致通信中断，即网络具有很强的抗毁性，适合于矿井下工作；0019 2.采用H.264图像编码技术，图像质量好，达到D1的效果；0020 3.采用OFDM技术，适用于矿井下的恶劣电磁环境工作；无线信息在较为恶劣的地理、电磁环境下，要求通。
16、信信道具有较强的抗干扰性和抗衰落、抗多径的能力，本实用新型采用编码的正交频分复用技术(OFDM)增强了抗频率选择性衰落和抗窄带干扰的能力，另外OFDM系统也具有良好的抗多径干扰能力。附图说明说 明 书CN 202309758 U3/5页60021 图1是本实用新型所述矿井无线数字音视频传输系统的总体框图；0022 图2是图1中发射机的原理框图；0023 图3是图1中接收机的原理框图；0024 图4是图1中的中继转发器的原理框图；0025 图5是图2、3和4中应用的射频电路的原理框图。具体实施方式0026 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。0027 如图1所示，本实用新型的矿井。
17、无线数字音视频传输系统包括发射机1、至少两个中继转发器3和接收机2。具体使用时，发射机1可以放置在矿井巷道内的固定位置，也可以由工作人员随身携带，发射机1将采集到的图像信息及现场的语音信息通过发射机天线101发射到空中，中继转发器3接收到相关信息后转发给接收机2，接收机2将处理后的图像信息发送至通信指挥中心的显示器5，将处理后的语音信息发送至通信指挥中心的扬声器话筒4。如果意外事故导致发射机1对应的中继转发器3出现故障或是因塌方导致信号阻断，发射机1将自动选择另外的中继转发器3进行连接，使系统的通信能力大大增强。0028 如图2所示，作为发射机1的一种实施例，其可包括发射机发射电路和发射机接收。
18、电路，以及发射机射频电路115。其中的发射机发射电路包括视频输入接口102、发射机音频输入接口103、发射机图像编码电路105、发射机语音编码电路106、复用电路107、发射机网络协议电路108、发射机信道编码电路110和发射机OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)调制电路112；其中的发射机接收电路包括发射机OFDM解调电路113、发射机信道解码电路111、所述发射机网络协议电路108、发射机语音解码电路109和发射机音频输出接口104。发射机发射电路的视频输入接口102经发射机图像编码电路105与复用电路107的第。
19、一输入端口电连接，所述发射机音频输入接口103经发射机语音编码电路106与复用电路107的第二输入端口电连接，复用电路107的输出端顺次经发射机网络协议电路108、发射机信道编码电路110和发射机OFDM调制电路112与发射机射频电路115的输入端电连接。发射机发射电路的工作原理为：由视频输入接口102完成对现场的图像信息的采集，发射机图像编码电路105完成对图像信息的压缩编码(符合H.264标准)；由发射机音频输入接口103完成对语音信息的采集，发射机语音编码电路106完成对语音信息的压缩编码；复用电路107将压缩的图像信息数据和压缩的语音信息数据合成一路信息数据流。发射机网络协议电路108。
20、决定数据流的地址，通过发射机网络协议电路108后，由发射机信道编码电路110完成信息数据流的纠错编码，并由发射机OFDM调制电路完成调制形成正交的两路I，Q数据流送到发射机射频电路115处理后经发射机射频电路115的天线(也即是发射机的天线)发出。0029 对于发射机接收电路：所述发射机射频电路115的输出端、发射机OFDM解调电路113、发射机信道解码电路111、发射机网络协议电路108、发射机语音解码电路109和发射机音频输出接口104顺次电连接。发射机接收电路的工作原理为：由天线101接收的信号经发射机射频电路115处理后形成正交的两路I，Q信息数据流，发射机OFDM解调电路113完成信。
21、息的解调后，由发射机信道解码电路111对数据信息进行解码，发射机网络协议电路108将音频数据流发送到发射机语音解码电路109解码后通过发射机音频输出接口104说 明 书CN 202309758 U4/5页7输出声音信息。0030 作为接收机2的一种实施例，如图3所示，其可包括接收机发射电路和接收机接收电路，以及接收机射频电路215。其中的接收机接收电路包括视频输出接口202、接收机音频输出接口203、接收机图像解码电路205、接收机语音解码电路206、解复用电路207、接收机网络协议电路208、接收机信道解码电路211和接收机OFDM解调电路213；其中的接收机发射电路包括接收机OFDM调制电。
22、路212、接收机信道编码电路210、所述接收机网络协议电路208、接收机语音编码电路209和接收机音频输入接口204。接收机射频电路215的输出端顺次经接收机接收电路的接收机OFDM解调电路213、接收机信道解码电路211、接收机网络协议电路208与解复用电路207的输入端电连接，解复用电路207的第一输出端经接收机图像解码电路205与视频输出接口202电连接，解复用电路207的第二输出端经接收机语音解码电路206与接收机音频输出接口203电连接。接收机接收电路的工作原理为：由天线201接收的信号经接收机射频电路215处理后形成正交的两路I，Q信息数据流，接收机OFDM解调电路213完成信息的。
23、解调后，由接收机信道解码电路211对数据信息进行解码，接收机网络协议电路208将音视频数据流送到解复用电路207，解复用电路207分离音频数据流和视频数据流，音频数据流经接收机语音解码电路解码后通过接收机音频输出接口203输出，视频数据流经接收机图像解码电路205解码后通过视频输出接口202输出。0031 对于接收机发射电路：接收机音频输入接口204、接收机语音编码电路209、接收机网络协议电路208、接收机信道编码电路210、接收机OFDM调制电路和接收机射频电路215的输入端顺次电连接。接收机发射电路的工作原理为：由接收机音频输入接口204完成对语音信号的采集，接收机语音编码电路209完成。
24、对语音信息的压缩编码；通过接收机208网络协议电路208后，由接收机信道编码电路210完成语音信息的纠错编码，并由接收机OFDM调制电路212完成调制形成正交的两路I，Q数据流送到接收机射频电路215处理后经天线201发出。0032 作为中继转发器3的一种实施例，如图4所示，其包括对称的两路收发电路，两个工作于不同频段的第一天线301和第二天线302。0033 两路收发电路工作原理相同，中继转发器3接收到发射机1发来的信号，经第一射频电路313进入第一OFDM解调电路303解调后，再由第一信道解码电路305解码，解码产生的数据流经网络协议电路307分析处理后再由第二信道编码电路308进行编码和。
25、由第二OFDM调制电路310进行调制，最终发送到第二射频电路312经另一频道发射出去。反过来，中继转发器3接收到接收机2发来的信号，经第二射频电路312进入第二OFDM解调电路311解调后，再由第二信道解码电路309解码，解码产生的数据流经网络协议电路307分析处理后再由第一信号编码电路306进行编码和由第一OFDM调制电路304进行调制，最终发送到第一射频电路313发射出去。0034 上述各射频电路115、215、312和313均可采用如图5所示的射频电路结构，I/Q调制器的输出端、中频滤波器、中频放大器、上变频器、第一带通滤波器、功率放大器和收发开关的输入端顺次电连接，其中，I/Q调制器的。
26、输入端作为射频电路的输入端；收发开关的输出端、低噪声放大器、第二带通滤波器、放大器、下变频器、滤波器、AGC放大器和I/O解调器的输入端顺次电连接，其中，I/O解调器的输出端作为射频电路的输出端。射频电路的天线与收发开关的输入端和输出端电连接。说 明 书CN 202309758 U5/5页80035 当有I，Q数据输入时，如由发射机1发出的两路I，Q数据流，由I/Q调制器调制成模拟中频信号，经过中频滤波器滤掉谐波分量后，在进行中频放大；上变频器将经中频放大的信号变频为天线使用的射频频率，再经第一带通滤波器滤波后送到功率放大器放大，经天线发出。0036 当天线接收到信号时，如接收机接收电路通过天。
27、线接收到的信号，首先进入低噪声放大器进行放大，第一级低噪声放大器的增益要适当大些，以降低整个电路的噪声系数，提高接收灵敏度；再经第二带通滤波器对信号进行滤波，抑制带外的干扰及杂波；滤波后的信号通过放大器进行放大后送到下变频器将信号变为中频信号，中频信号经滤波器中频滤波，AGC放大器放大后由I，Q解调器将信号恢复为I，Q数字信号。0037 另外，上述的各网络协议电路为采用无线mesh网络协议的网络协议电路。0038 以上所述仅为本实用新型较佳的实施方式，并非用来限定本实用新型的实施范围，但凡在本实用新型的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本实用新型的保护范围内。说 明 书CN 202309758 U1/3页9图1图2说 明 书 附 图CN 202309758 U2/3页10图3图4说 明 书 附 图CN 202309758 U10。