巷道環(huán)境的寬帶無線調(diào)制技術(shù)性能研究.pdf

1、煤礦是我國主要能源，煤礦生產(chǎn)的科學(xué)安全化對(duì)我國現(xiàn)代化發(fā)展具有重要作用。但是今年以來，我國煤礦事故頻發(fā)，人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失都很慘重。因此，建立科學(xué)，可靠，有效的煤礦通信系統(tǒng)對(duì)保障礦工的生命安全和國家財(cái)產(chǎn)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。而在目前比較成熟的通信方式中，對(duì)井下巷道環(huán)境這種特殊的受限空間的研究成果仍然不足。在未來的4G的通信中結(jié)合了OFDM和CDMA優(yōu)點(diǎn)，采用多載波和擴(kuò)頻技術(shù)的MC-CDMA被認(rèn)為是非常具發(fā)展前景的通信系統(tǒng)之一。本文便深入研

2、究了在礦井巷道下這種特殊的受限空間內(nèi)，MC-CDMA為代表的一系列寬帶通信系統(tǒng)的傳播性能。 文章首先介紹了無線信道的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了在巷道環(huán)境下影響信號(hào)傳播的因素。在進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)狹長的巷道中，傳播的無線信號(hào)具有時(shí)延擴(kuò)展較小，運(yùn)動(dòng)速度不高以及受各種噪聲干擾很大等特點(diǎn)。通過分析，對(duì)上述影響進(jìn)行建模，為后面的研究打下基礎(chǔ)。 本文接著在對(duì)窄帶和寬帶系統(tǒng)的不同特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)經(jīng)瑞利和Nakagami信道傳

3、播，并采取最大比合并后的平均誤碼率表達(dá)式。隨后對(duì)寬帶礦井MC-CDMA在巷道小尺度衰落環(huán)境下的性能做了詳細(xì)的分析。建立了巷道環(huán)境下的典型MC-CDMA和變型的MC-CDMA兩種系統(tǒng)模型，分別討論了其抵抗脈沖干擾和多普勒效應(yīng)的能力。 文章創(chuàng)造性的建立了能同時(shí)反應(yīng)大尺度衰落以及小尺度衰落的巷道綜合衰落模型。并以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究了以MC-CDMA為主，包括OFDM，DS-CDMA，MC-DS-CDMA和MT-CDMA幾種寬帶通信系統(tǒng)

4、在巷道環(huán)境下的誤碼率性能表現(xiàn)。通過仿真表明，以MC-CDMA為代表的CDMA系列通信系統(tǒng)在井下近距離傳輸中具有明顯的優(yōu)勢，OFDM在井下遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的性能大大優(yōu)于前者。 最后，為了對(duì)礦井MC-CDMA的性能進(jìn)行改進(jìn)，文章引入了對(duì)檢測技術(shù)，自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)和子載波功率分配技術(shù)的分析。結(jié)果表明，采用了自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，子載波分配技術(shù)以及最小均方誤差檢測（MMSEC）后的礦井MC-CDMA系統(tǒng)，在同等條件下的傳播距離可以更遠(yuǎn)。 通