基于干擾管理的巷道無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究及算法設(shè)計(jì).pdf

1、礦業(yè)安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻，井下事故頻發(fā)，其中運(yùn)輸事故占很大比例。井下機(jī)車無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)通過對運(yùn)輸現(xiàn)場的視頻、機(jī)車的位置及運(yùn)行的速度等信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)機(jī)車的無人駕駛，從而提高運(yùn)輸安全性并有效減少井下人員數(shù)量，被認(rèn)為是解決井下運(yùn)輸安全問題的根本措施。
　　井下機(jī)車無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)是構(gòu)建巷道移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并對其性能提出了一些新的要求，主要表現(xiàn)在多機(jī)車在移動過程中流媒體數(shù)據(jù)的并發(fā)上行大吞吐率、下行控制指令的高實(shí)時性以及機(jī)車在多

2、接入點(diǎn)之間的無縫切換等網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。干擾管理理論中的串行干擾消除技術(shù)針對并發(fā)上行傳輸，采用迭代運(yùn)算消除干擾實(shí)現(xiàn)并發(fā)接收，為巷道移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)性能的提升提供了新的思路。論文基于串行干擾消除技術(shù)，采用跨層設(shè)計(jì)的思想，提出了較完整的巷道移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)了單接入點(diǎn)下多機(jī)車并發(fā)上行傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)傳輸性能優(yōu)化、多接入點(diǎn)下的接入點(diǎn)部署優(yōu)化，以及衰落信道下的并發(fā)接收性能的評估及功率分配優(yōu)化等。論文完成的主要研究工作如下:
　　(1

3、)分析構(gòu)建了單接入點(diǎn)下基于串行干擾消除的多用戶并發(fā)上行傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，并利用機(jī)車調(diào)度的規(guī)律性特點(diǎn)簡化了該模型。在簡化模型基礎(chǔ)上，提出了物理層串行干擾消除與數(shù)據(jù)訪問層分時復(fù)用相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，并設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)算法。仿真結(jié)果表明，當(dāng)采用串行干擾消除技術(shù)后，網(wǎng)絡(luò)平均傳輸速率提高了40％以上,且隨著機(jī)車數(shù)量的增加，有進(jìn)一步提高的趨勢。
　　(2)分析構(gòu)建了多接入點(diǎn)組成的帶狀網(wǎng)下基于串行干擾消除的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，通過理論推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸速

4、率與機(jī)車行駛速度、聚集密度之間的聯(lián)系，提出了可自修正的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，并設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)算法。隨后，對應(yīng)用場景中可能存在的非均勻接入點(diǎn)部署方式進(jìn)行了分析，給出了相應(yīng)的調(diào)整策略。仿真結(jié)果表明，當(dāng)采用串行干擾消除技術(shù)后，接入點(diǎn)的部署數(shù)量與機(jī)車通過全線路時間的二者綜合性能均有較大提升。
　　(3)考慮實(shí)際環(huán)境中存在多徑傳播導(dǎo)致的信道多徑衰落，基于串行干擾消除引入了抗干擾因子，針對一般性無線網(wǎng)絡(luò)分析構(gòu)建了多用戶多信道的資源分配優(yōu)化模型。通過理