一种降低隧道通信干扰的系统及方法
阅读说明：本技术 一种降低隧道通信干扰的系统及方法 (System and method for reducing tunnel communication interference ) 是由 卢志峰 徐鹏 张健 郑强 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种降低隧道通信干扰的系统及方法,所述系统包括：双工器、接收天线、第一定向耦合器、第二定向耦合器、基站、信号分配器、信号合路器、近端机、第一OFDM调频器、第二OFDM调频器、第一OFDM解调器、第二OFDM解调器、多个远端机、多个发送天线、主控机和电源,本申请通过设置双工器和第一定向耦合器、第二定向耦合器能够将接收信号和发射信号进行有效隔离,防止相互干扰；通过第一OFDM调频器、第一OFDM解调器、第二OFDM调频器和第二OFDM解调器能够既保证信号的高速传输,又降低多径衰落的干扰；并且还将接收天线和发送天线设置为定向天线,增加信号强度,进而增加信号抗干扰能力。(The application provides a system and a method for reducing tunnel communication interference, wherein the system comprises: the antenna comprises a duplexer, a receiving antenna, a first directional coupler, a second directional coupler, a base station, a signal distributor, a signal combiner, a near-end machine, a first OFDM frequency modulator, a second OFDM frequency modulator, a first OFDM demodulator, a second OFDM demodulator, a plurality of far-end machines, a plurality of transmitting antennas, a main control machine and a power supply, wherein the duplexer, the first directional coupler and the second directional coupler are arranged to effectively isolate a received signal from a transmitted signal so as to prevent mutual interference; the first OFDM frequency modulator, the first OFDM demodulator, the second OFDM frequency modulator and the second OFDM demodulator can ensure high-speed transmission of signals and reduce interference of multipath fading; and the receiving antenna and the transmitting antenna are set to be directional antennas, so that the signal strength is increased, and the signal anti-interference capability is further improved.)
技术领域
本申请涉及隧道通信技术领域，尤其涉及一种降低隧道通信干扰的系统及方法。
背景技术
随着国家发展需要，提高人们的交通便利，在一些偏远山区，开挖隧道是一种必然选择，并且由于网络的发展，隧道内的通信技术也在不断的发展提高，使人们在隧道内也能与外界进行顺畅的通信。
但是目前隧道通信受限于其特殊的环境条件，隧道内通信经常会受到各种干扰，如磁场干扰、无线局域网(WLAN)干扰、天线的分布对无线通信系统信号的干扰等。
因此，本申请从多方面设计了一种降低隧道通信干扰的系统及方法。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种降低隧道通信干扰的系统及方法，以解决隧道通信干扰的技术问题。具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种降低隧道通信干扰的系统，所述系统包括：
双工器、接收天线、第一定向耦合器、第二定向耦合器、基站、信号分配器、信号合路器、近端机、第一OFDM调频器、第二OFDM调频器、第一OFDM解调器、第二OFDM解调器、多个远端机、多个发送天线、主控机和电源，其中，
所述基站与所述双工器双向通信连接，所述双工器与所述接收天线连接，在所述基站与双工器下行通道上还串联有第一定向耦合器，在所述基站与所述双工器下行通道上还串联有第二定向耦合器，所述第一定向耦合器与所述信号分配器连接，所述信号分配器通过下行通信线与所述近端机的信号接收端口连接，所述第二定向耦合器与所述信号合路器连接，所述信号分配器通过上行通信线与所述近端机的信号发送端口连接，所述近端机通过光纤连接所述第一OFDM调频器和第二OFDM解调器，所述第一OFDM调频器与所述第一OFDM解调器连接，第二OFDM调频器与所述第二OFDM解调器，所述第一OFDM解调器和第二OFDM调频器与多个均匀间隔设置在隧道内的远端机连接，每个所述远端机连接有一个板状的发送天线，所述主控机分别与所述双工器、第一定向耦合器、第二定向耦合器、信号分配器、信号合路器、近端机、第一OFDM调频器、第一OFDM解调器、第二OFDM调频器、第二OFDM解调器、多个远端机通过控制线连接，所述电源通过电源线分别与所述双工器、第一定向耦合器、第二定向耦合器、信号分配器、信号合路器、近端机、第一OFDM调频器、第一OFDM解调器、第二OFDM调频器、第二OFDM解调器、多个远端机通过控制线连接。
可选地，所述系统还包括：隔离电流环，所述隔离电流环安装在每个设备的通信端口处。
可选地，所述系统还包括：多个干扰源检测设备，所述干扰源检测设备均匀间隔安装在隧道内壁上，所述多个干扰源检测设备与所述主控机连接。
可选地，所述接收天线和发送天线均采用定向天线。
可选地，所述控制线、通信线和电源线之间设置有隔离板。
第二方面，本申请提供一种降低隧道通信干扰的方法，所述方法包括：
将基站信号通过第一定向耦合器发送给信号分配器；
信号分配器将基站信号分配给多个近端机；
每个近端机通过光纤将基站信号发送给第一OFDM调频器；
第一OFDM调频器将基站信号转换成多路低速载波信号进行传输，传输至隧道内的多个远端机处，并经过第一OFDM解调器合成一路高速信号后发送给远端机；
远端机将信号发送给对应的目标接收设备。
可选地，所述方法还包括：
将隧道内设备的信号通过远端机发送给第二OFDM调频器；
第二OFDM调频器将信号转换成多路低速载波信号后传输给隧道口处的第二OFDM解调器；
第二OFDM解调器将信号合成一路高速信号后经近端机发送给信号合路器；
信号合路器经过第二定向耦合器将隧道内的信号发送给基站。
可选地，所述方法还包括：
通过干扰源检测设备检测干扰信号；
将干扰信号发送给主控机，由主控机判断干扰信号的来源；
若来源来自WLAN信号，则将干扰信号调整至空闲信道。
可选地，所述方法还包括：
在每个设备的通信端口处加装隔离电流环。
本申请实施例有益效果：
本申请实施例提供了一种降低隧道通信干扰的系统及方法，本申请通过设置双工器和第一定向耦合器、第二定向耦合器能够将接收信号和发射信号进行有效隔离，防止相互干扰；通过第一OFDM调频器、第一OFDM解调器、第二OFDM调频器和第二OFDM解调器能够既保证信号的高速传输，又降低多径衰落的干扰；并且还将接收天线和发送天线设置为定向天线，增加信号强度，进而增加信号抗干扰能力。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种降低隧道通信干扰的系统的结构示意图。
其中，101、基站；102、第一定向耦合器；103、第二定向耦合器；104、双工器；105、接收天线；106、信号分配器；107、信号合路器；108、近端机；109、第一OFDM调频器；110、第二OFDM调频器；111、第一OFDM解调器；112、第二OFDM解调器；113、远端机；114、发送天线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种降低隧道通信干扰的系统，下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种降低隧道通信干扰的系统进行详细的说明，如图1所示，该系统包括：双工器104、接收天线105、第一定向耦合器102、第二定向耦合器103、基站101、信号分配器106、信号合路器107、近端机108、第一OFDM调频器109、第二OFDM调频器110、第一OFDM解调器111、第二OFDM解调器112、多个远端机113、多个发送天线114、主控机和电源，其中，
所述基站101与所述双工器104双向通信连接，所述双工器104与所述接收天线105连接，在所述基站101与双工器104下行通道上还串联有第一定向耦合器102，在所述基站101与所述双工器104下行通道上还串联有第二定向耦合器103，所述第一定向耦合器102与所述信号分配器106连接，所述信号分配器106通过下行通信线与所述近端机108的信号接收端口连接，所述第二定向耦合器103与所述信号合路器107连接，所述信号分配器106通过上行通信线与所述近端机108的信号发送端口连接，所述近端机108通过光纤连接所述第一OFDM调频器109和第二OFDM解调器112，所述第一OFDM调频器109与所述第一OFDM解调器111连接，第二OFDM调频器110与所述第二OFDM解调器112，所述第一OFDM解调器111和第二OFDM调频器110与多个均匀间隔设置在隧道内的远端机113连接，每个所述远端机113连接有一个板状的发送天线114，所述主控机分别与所述双工器104、第一定向耦合器102、第二定向耦合器103、信号分配器106、信号合路器107、近端机108、第一OFDM调频器109、第一OFDM解调器111、第二OFDM调频器110、第二OFDM解调器112、多个远端机113通过控制线连接，所述电源通过电源线分别与所述双工器104、第一定向耦合器102、第二定向耦合器103、信号分配器106、信号合路器107、近端机108、第一OFDM调频器109、第一OFDM解调器111、第二OFDM调频器110、第二OFDM解调器112、多个远端机113通过控制线连接。
可选地，所述系统还包括：隔离电流环，所述隔离电流环安装在每个设备的通信端口处。
可选地，所述系统还包括：多个干扰源检测设备，所述干扰源检测设备均匀间隔安装在隧道内壁上，所述多个干扰源检测设备与所述主控机连接。在一个示例中，干扰源检测设备可以采用频谱仪。
可选地，所述接收天线105和发送天线114均采用定向天线。
可选地，所述控制线、通信线和电源线之间设置有隔离板。
第二方面，基于同样的发明构思，本申请提供一种降低隧道通信干扰的方法，所述方法包括：
将基站101信号通过第一定向耦合器102发送给信号分配器106；
信号分配器106将基站101信号分配给多个近端机108；
每个近端机108通过光纤将基站101信号发送给第一OFDM调频器109；
第一OFDM调频器109将基站101信号转换成多路低速载波信号进行传输，传输至隧道内的多个远端机113处，并经过第一OFDM解调器111合成一路高速信号后发送给远端机113；
在本申请实施例中，通过第一OFDM调频器109将基站101信号转换成多路低速载波信号进行传输，能够降低信号的带宽，如果信号带宽小于相干带宽，那么就可以认为信号的传输过程是没有频率选择性衰落的，也就是能有效抵抗多径衰落。同时为了高速传输数据，经过第一OFDM解调器111合成一路高速信号后发送给远端机113。
远端机113将信号发送给对应的目标接收设备。
可选地，所述方法还包括：
将隧道内设备的信号通过远端机113发送给第二OFDM调频器110；
第二OFDM调频器110将信号转换成多路低速载波信号后传输给隧道口处的第二OFDM解调器112；
第二OFDM解调器112将信号合成一路高速信号后经近端机108发送给信号合路器107；
信号合路器107经过第二定向耦合器103将隧道内的信号发送给基站101。
可选地，所述方法还包括：
通过干扰源检测设备检测干扰信号；
将干扰信号发送给主控机，由主控机判断干扰信号的来源；
若来源来自WLAN信号，则将干扰信号调整至空闲信道。
在本申请示例中，WLAN信号可能来自于隧道内车辆中人们携带的手机、平板等无线通信设备。
可选地，所述方法还包括：
在每个设备的通信端口处加装隔离电流环。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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