礦井機(jī)車移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)快速切換方法研究.pdf

1、我國(guó)礦山煤炭事故多發(fā)造成較大的生命財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響，礦井機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)的研發(fā)和運(yùn)行能夠減少這些事故的發(fā)生;同時(shí)，礦井機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)的使用能夠減少礦井下面工作人員的數(shù)量，因此可以減少因礦井事故引發(fā)的傷亡人數(shù)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　要實(shí)現(xiàn)礦井機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)，需要建立機(jī)車軌旁通信網(wǎng)絡(luò)，以支持車地通信。礦井機(jī)車軌旁通信網(wǎng)絡(luò)可利用基于IEEE802.11無線局域網(wǎng)構(gòu)建，由于網(wǎng)絡(luò)中的AP覆蓋范圍有限，機(jī)車移動(dòng)過程中

2、會(huì)產(chǎn)生AP切換問題。通過對(duì)IEEE802.11協(xié)議的分析和研究，AP的切換包括掃描階段、認(rèn)證階段及重關(guān)聯(lián)階段三個(gè)部分，掃描階段時(shí)延占據(jù)總時(shí)延的90％以上，因此降低掃描階段的時(shí)延是減少切換時(shí)延和保證系統(tǒng)通信可靠性的關(guān)鍵。
　　針對(duì)無線局域網(wǎng)中車載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中造成的切換時(shí)延問題本文提出了兩種切換機(jī)制:基于信標(biāo)同步和信道預(yù)測(cè)的井下無線網(wǎng)絡(luò)切換機(jī)制和基于多站點(diǎn)信息共享的井下WLAN切換機(jī)制。前者建立了井下IEEE802.11無線網(wǎng)

3、絡(luò)模型，通過被動(dòng)同步監(jiān)聽AP信標(biāo)幀和維護(hù)AP鄰接鏈表的方法減少切換時(shí)延。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該機(jī)制能夠?qū)⑶袚Q時(shí)延降到實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)的要求，對(duì)比傳統(tǒng)硬切換機(jī)制可降低切換時(shí)延達(dá)70％以上，降低切換時(shí)延到40ms內(nèi)。為了減小礦井巷道內(nèi)無線信號(hào)多徑干擾的影響，后者改進(jìn)了軌旁網(wǎng)絡(luò)模型，采用定向天線發(fā)射無線信號(hào)來減少干擾，同樣大小功率，采用定向天線的AP的信號(hào)覆蓋范圍要大一些，同時(shí)增加AP布設(shè)密度保障單個(gè)AP出現(xiàn)故障時(shí)通信不中斷;由于同一軌道上可能同時(shí)有