基于无线Mesh网络的煤矿应急救援系统设计研究

针对煤矿井下巷道特点,指出煤矿井下无线Mesh网络适于组建链状网络拓扑结构,并应结合巷道具体环境进行电磁波衰减理论分析和节点间距设计;针对现有的路由协议不能满足煤矿井下无线Mesh网络链状拓扑结构的要求,结合MIC判据,提出了一种反应式路由协议与先验式路由协议相结合的方法;在此基础上,给出了基于无线Mesh网络的煤矿应急救援系统的整体结构及特点。实验结果表明,把无线Mesh网络应用到煤矿应急救援系统中,提高了救灾工作的安全性、可靠性及灵活性。     

基于802.11的无线Mesh网络可用带宽估计方法

可用带宽估计方法是提高网络QoS水平的关键技术.通过分析无线Mesh网络的特点与无线信号通信的特征,并建立信号信道容量与发送功率和接收功率在理想通信系统中的数量关系,建立了可用带宽与发送功率和接收功率的数量关系,提出了通过计算无线Mesh网络节点信号容量来估计无线Mesh网络链路可用带宽的方法,从而使得可用带宽估计方法在无线Mesh网络的估计结果更接近真实值.实验结果表明,该方法估计的结果更接近真实的可用带宽,在无线Mesh网络中的精确度要高于APEAB方法,可以为网络管理、流量控制和保证Qos提供参考.     

无线Mesh网络中的P2P流媒体性能评估

通过搭建基于无线Mesh网络的P2P流媒体点播测试平台,对影响无线Mesh网络中P2P流媒体性能的流媒体编解码方式、编码速率、数据转发路径的选择和跳数四个因素进行了测试。实验结果表明,采用H.264编解码标准更适合无线Mesh网络中流媒体的传输;编码速率必须不大于网络连接速率才能获得高视频质量;P2P技术可以抵抗10%的丢包对视频质量的影响,比采用非P2P技术在视频的前1 000帧视频质量平均高出3 dB;由于P2P技术带来的流间干扰的影响使得1 000帧以后视频质量下降了6 dB,严重影响了流媒体性能;无线Mesh网络的传输能力随着跳数的增加而减弱,但是流媒体质量并未随着跳数的增加而降低。     

矿井广播系统及其在煤矿应急通信中的应用探讨

介绍了矿井广播系统的发展历程和基于IP技术的矿井广播系统、基于CAN总线的矿井广播系统和基于无线Mesh网络的矿井广播系统的研究现状,分析了3种广播系统的特点:基于IP技术的矿井广播系统实现了从地面调度室向井下工作面可靠而快速地下达紧急通知,但是光缆主要铺设在大巷中,网络覆盖率低,并且使用IP广播需要大量IP空间,而矿井环境复杂,设备布设困难,不易接收信号,抗灾变能力差;基于CAN总线的矿井广播系统具有传输距离远、通信速率快、通信方式灵活、传输稳定等优点,但由于各节点不平等共享总线带宽,会出现多个节点同时竞争总线的情况,影响通信的稳定性和实时性;无线Mesh网络具有可靠性高、覆盖范围广、组网灵活等优点,但由于无线Mesh的多跳机制,随着无线Mesh网络规模的扩大,跳接越来越多,积累的总延迟也越大。指出随着煤炭行业转型升级,煤矿安全生产技术的不断完善,矿井广播系统将朝着提高抗灾变能力、功能多元化、系统智能化和多系统融合化的方向发展;从安全监测、调度指挥、信息传输3个方面总结了矿井广播系统在煤矿应急通信中的应用前景,指出矿井广播系统与人员定位系统结合是未来煤矿调度指挥的典型模式,有线和无线路由自适应功能将极大地提升应急通信系统的抗灾变能力和可靠性。     

煤矿应急救援中无线Mesh网络多信道分配算法

针对现有的无线Mesh网络多信道分配算法无法解决煤矿应急救援中无线Mesh网络因传输干扰导致的信道分配抖动问题,结合无线Mesh网络连通性以及干扰模型,提出了一种基于拓扑分层和干扰避免的多信道分配算法,即对网络拓扑分层,在确定第1层节点与边的基础上,继续对其他层进行拓扑分配,然后根据干扰情况对各层进行信道分配。设计了仿真模型:无线Mesh节点发射距离为200m,干扰距离为500m,拓扑范围为1 000m×1 000m。随机选取20个节点,在可用信道变化和网关变化2种情况下对该算法进行仿真分析,结果表明该算法较常用的拓扑结构算法提高了网络的吞吐量,降低了信道分配中的传输干扰。     

无线Mesh技术在煤矿井下应急通信系统中的应用

介绍了无线Mesh技术的特点,提出了一种基于Mesh技术的煤矿井下应急通信系统的组网方案及主要设备,分析了该系统优化的关键技术。该系统具有较强的扩展性和自适应性,利用Mesh路由器对系统网络进行分段及多频处理,提高了传输带宽和信息吞吐量。     

多速率无线Mesh网络环境下功率控制与调度机制——PSMR

传输功率控制（TPC）技术是提高无线网络性能的关键技术之一。针对无线Mesh网络（WMN）的特点,提出了一种在多速率WMN环境下功率控制与调度机制（PSMR）,该机制以系统的吞吐率和公平性为目标,利用冲突图思想对网络进行分析,建立了多目标规划的数学模型,并采用微分进化算法对其进行求解。模拟测试表明,PSMR能有效提高系统吞吐率,改善系统的公平性。     

无线Mesh技术在煤矿工作面通信系统中的应用

针对现有煤矿有线、无线通信系统难以在工作面应用的问题,提出了一种基于无线Mesh技术的煤矿工作面通信系统设计方案,主要介绍了该系统的结构、无线Mesh基站的设计及系统功能指标等。该系统带宽高,路由更新时间不大于10s,无线覆盖距离不小于1km,并可接入井下工业以太网,实现对矿井工作面的无线网络覆盖。     

无线Mesh网络协作式路由度量的研究

本文针对无线通信的广播特性和传输多样性,提出一种适用于无线Mesh网络协作通信系统的路由度量COOPM。通过COOPM选出来的路由,可以使多个节点协作给同一接收方发送数据,从而提高整体网络吞吐量,得到更高的网络容量。     

基于功率控制的无线Mesh网络拓扑控制

针对无线Mesh网络中由于无线信号干扰而造成的端到端吞吐量并不理想问题,提出一种采用功率控制构造无线Mesh网络拓扑的算法,通过调整节点的传输功率到一个合理的水平来降低干扰以提高信道的空间复用度,从而改善网络的吞吐量。结合流量模型和干扰模型计算整个网络的吞吐量。仿真结果表明,该拓扑控制能够提高无线Mesh网络的吞吐量。     

基于Internet的无线Mesh网络节点接入策略

针对无线Mesh网络模型在整体性能和稳定性方面存在的缺陷,利用无线节点特性引入一种适用于Internet接入的无线Mesh网络模型——FIA—WMN网络模型,并提出该模型上的节点接入控制策略。仿真实验结果表明,该模型及接入策略能有效改善无线Mesh网络的性能。     

基于网络编码的多射频Mesh网组播时延建模与分析

网络编码在提高多射频无线Mesh网组播吞吐量的同时也增加了组播传输时延.针对该问题,在建模分析基于网络编码的多射频无线Mesh网组播传输时延特征的基础上,设计了平均组播传输时延(AMTD)的计算方法并给出时延整体优化方案.首先提出1个由双排队系统串联构成的多射频组播模型.其次,运用该模型对组播传输时延特征进行分析,通过计算每个排队系统平均等待时间之和给出AMTD计算公式,得到时延与各网络参数之间的量化关系.最后通过理论分析和仿真实验指明如何调整多个网络参数以优化平均组播传输时延.结果表明,网络状态确定时,同样的射频比例在不同网络编码体积下未必总是最优,应用提出的AMTD公式恰当调整射频用于收?发的比值,可以最优化平均组播传输时延.     

无线Mesh网中网络编码感知的低时延路由

网络编码技术可以显著提高无线Mesh网的传输性能.为此,提出一个在组播通信中基于网络编码的无线Mesh网低时延传输路由.文中引入了关键节点和超关键节点的概念和相应的选取算法.该协议以下一跳的节点是否是超关键节点或关键节点作为路由判据,下一跳的路由节点优先选择超关键节点,其次选关键节点,最后才选普通节点,这样可以增加网络编码机会,实现低时延路由.通过举例、性能分析和仿真实验表明,该协议能更好地支持网络编码,在提高组播吞吐量的前提下,显著减少了传输时延.     

WMN中基于传输成功率的网关部署算法

提出无线Mesh网络中基于传输成功率的网关部署算法——GA_TSR。在保证端到端成功率的基础上,利用贪婪策略部署网关,将网络分成互不相交的簇,每个簇满足一定的QoS保证。调整簇的边缘节点,优化网络传输的平均成功率。仿真实验表明,采用GA_TSR算法得到的网关数目与其他算法相比区别不大,但可提高10%~56%的网络传输平均成功率。     

对无线Mesh网络区域路由算法的探讨

近些年来,虽然WLAN得到了一定的发展,但是其接入点覆盖范围比较有限,配置多个接入点,又会增加网络成本。而无线Mesh网络则能够克服这种缺陷,因为在无线Mesh网络中,每一个节点均可转发数据,这样,就可以延伸传输距离。正如Ad Hoc网络一样,无线Mesh网络中的路由算法是它的一项技术。基于此,该论文将对无线Mesh网络的路由协议进行相关研究。     

无线Mesh网中网络编码的研究进展

无线Mesh网络是一种具有广泛应用前景的无线接入系统,网络编码允许网络节点对接收的数据报文进行加工处理,为解决Mesh网网络问题提供了一条新途径。通过对比在单播中网络编码和传统路由的不同,阐述了网络编码基本原理;然后总结了网络编码的发展现状;分析和归纳了网络编码提高无线Mesh吞吐量、可靠性、安全性等性能的应用;最后对网络编码在Mesh网络中的进一步研究方向进行了展望。     

井下视频监控系统容量问题分析

针对基于无线Mesh网络的井下视频监控系统采用多跳传输技术导致系统容量降低、信号带宽下降等问题,提出在无线Mesh网络中采用多输入多输出技术来提高系统容量,并对多输入多输出系统的容量进行了分析和仿真验证。Matlab仿真结果表明,多输入多输出技术可以在不增加带宽的情况下有效地提高系统容量,解决了井下视频多跳传输过程中带宽下降的问题,从而提高了井下视频实时传输质量。     

无线Mesh网络中基于路由信息的拥塞控制策略研究

针对无线Mesh网络的网络特性,分析了无线Mesh网络的拥塞控制策略,对无线Mesh网络的拥塞程度进行分级,并提出了一种无线Mesh网络的拥塞控制算法——RICC算法.该算法主要通过移动节点不同的拥塞程度发送不同的拥塞通告消息,收到拥塞通告消息的移动节点动态地调整发送数据的速率以达到拥塞控制的目的,并通过仿真验证了该算法可提高无线Mesh网络性能.     

井下视频监控系统容量问题分析

针对基于无线Mesh网络的井下视频监控系统采用多跳传输技术导致系统容量降低、信号带宽下降等问题,提出在无线Mesh网络中采用多输入多输出技术来提高系统容量,并对多输入多输出系统的容量进行了分析和仿真验证。Matlab仿真结果表明,多输入多输出技术可以在不增加带宽的情况下有效地提高系统容量,解决了井下视频多跳传输过程中带宽下降的问题,从而提高了井下视频实时传输质量。     

基于WMN的无线视频监控系统的设计

结合无线Mesh网络(WMN)的技术特性和网络视频监控的新要求,提出了一种基于WMN的视频监控系统设计方案。监控终端通过摄像机和基于嵌入式Linux平台的视频服务器完成视频采集和压缩,利用WMN进行实时传输,监控中心在Mesh网络的覆盖范围内通过因特网进行视频数据接收,实现无线视频监控。实验测试结果表明,该系统播放流畅、实时性好,在无线视频监控中具有广泛的应用前景。