煤矿井下电机车巷道环境电磁噪声的研究

由于目前煤矿井下移动通信系统缺乏电磁兼容设计依据,常常导致井下移动通信系统工作不稳定或不能正常通信.针对煤矿井下环境状况以及电磁环境的特殊性,从理论上分析了环境噪声系数,提出了通过测量电场强度来计算得到环境噪声系数的方法,并且分析了不同的电机车巷道环境噪声特点,得出关于噪声系数的模拟方程.分析结果表明:井下输电线路对井下噪声系数基本没有影响,井下空巷道与只有输电电缆巷道的噪声系数随频率变化基本一致.架线电机车巷道在机车运行时,对环境噪声系数影响很大,噪声系数起伏变化大.由于接触网对电磁干扰的传播作用,在电机车巷道内只要有电机车工作,电机车巷道内各处噪声系数的起伏都较大.     

矿井巷道的MIMO信道几何模型及其信道容量分析

多输入多输出(MIMO)技术可以有效提高各种无线衰落信道的信道容量.通过建立矿井巷道环境下MIMO信道的几何模型,推导了该信道模型的空时相关函数,并对矿井下MIMO信道容量进行了数值仿真.仿真结果表明:矿井巷道中空间相关性对MIMO系统容量的影响很大,增加接收端天线数量、增大天线间距和采用自适应功率分配策略可以提高矿井巷道中MIMO系统的信道容量.     

空间无线光CDMA网络的探讨

通过对自由空通信中的多址环境空间无线光通信的强背景噪声等特点的分析以及对多种多址方式的对经,综合讨论自由空间无线光通信中采用码分多址技术的可行性、优越性和技术难点.在此基础上,提出了码多址和空分多址相结合的方案以及CDMA的系统模型。     

应用FB-FDE的M元扩频通信系统

针对低仰角宽带地空通信中信道的多径时延较大和快速时变的问题,提出了一种应用滤波器组频域均衡技术(FB-FDE)的M元扩频通信系统方案。由于在滤波器组各子带中便于采用简单的均衡器消除动态长时延多径的影响,而M元扩频系统支持CDMA多址高效传输,因此该系统可在不降低信道效率的前提下增强系统的抗动态多径衰落能力。理论分析和仿真试验表明,该系统比采用SC-FDE技术的通信系统具有更好的传输特性,更适合于低仰角下宽带多用户地空通信。     

基于TD-SCDMA终端的一种改进的自适应天线阵列算法

TD-SCDMA系统中,采用波束赋型技术在很大程度上降低了多址干扰,改善了通信质量.通过研究移动终端在使用天线阵列情况下的性能提升情况,提出了双天线自适应阵列应用于终端的方案.分析了不同情形下的双天线阵列的性能,并且基于特定的多径衰落信道环境对改进的NLMS-C算法和其他2种不同的自适应算法进行了仿真比较.仿真结果表明,采用双天线阵列移动终端系统能获得更好的性能.     

地下巷道中无线通信空时编码的研究

目前对多天线发送多天线接收(MIMO)系统的研究,大都基于信道是独立同分布的假设,而巷道通信由于受空间限制和传播环境影响,MIMO各信道之间具有很强的相关性．本研究了地下巷道中强相关MIMO信道下的空时编码性能,推出了在此独特环境下的空时编码的性能界,并提出了一种能够补偿信道相关性对系统性能影响的空时分组编码方案——循环空时分组编码(CSTBC),理论分析和计算机仿真结果表明：该方案放宽了编码对正交性的要求,在地下巷道等强相关无线信道环境下,获得了比传统编码更好的系统性能．     

TD-SCDMA中一种新的空分多址实现算法

利用TD-SCDMA中上下行信道的对称性,提出一种在基站侧进行发送信号处理以实现空分多址的算法,并分析了其计算复杂度。该算法通过对空时二维信号的处理,发送空时二维信号构成一个矩阵,利用矩阵的零子空间以实现空分多址。该算法无需改变终端结构,在基站侧安装8根天线,就可以以适中的计算复杂度取得系统容量的数倍提高。     

UWB通信中几种TH-PPM调制信号的性能比较

超宽带通信要克服多径衰落、功率限制、窄带和宽带干扰,为用户提供多址接入、高速率、可靠同步通信,系统必须采用可靠、高效、新颖的调制方案。三种TH-PPM多维调制信号作为UWB通信的多址接入,可以满足系统设计的要求。当利用这三种信号作为UWB多址接入的系统性能、接收机结构复杂度、系统传输速率、抗多径干扰能力时,从接收机结构而言,ORPPM调制信号是最简单;从系统性能角度来看,仅有AWGN干扰时,OPPM是最好;而在多径干扰环境下,NOPPM调制信号最佳。     

多用户电力通信OFDMA-SDMA系统下行链路的资源分配

研究了电力通信正交频分多址 空分多址(OFDMA SDMA)系统在每正交频分复用(OFDM)符号内各用户要求在比特数、各子信道功率上限和特定比特数约束下的多用户在其下行链路中的资源分配模型. 提出一种基于用户空间正交性和优先级的逐比特查表加载和交换调整的功率自适应动态资源分配算法.在电力专用的无线通信环境下对算法进行了仿真. 结果表明,新算法在保障用户服务质量的同时,有效地提高了资源的利用率,而且兼顾了一定的公平性.     

可重构智能表面辅助的非正交多址接入系统的安全通信研究

可重构智能表面是一种可以通过控制反射元件改变反射信号来改善无线信号传播环境和提高通信安全的有效技术。从物理层安全的角度研究了可重构智能表面辅助的非正交多址接入系统的安全通信,其中多个用户在单天线窃听者存在的情况下,以非正交多址接入的方式同时向单天线基站发送机密信息。研究的目的是通过优化用户的发射功率和可重构智能表面反射元素的相移使系统的总保密率最大化,同时满足发射功率约束、用户服务质量约束和可重构智能表面的每个反射元素的模一约束。虽然涉及的优化问题是非凸的,难以求解,但是本文提出一种基于交替优化和半定松弛的算法求得次优解。仿真结果表明,与2种基准方案对比,所提出的算法一定程度上提高了系统的总保密率,为可重构智能表面辅助的非正交多址接入系统的安全通信研究提供参考。     

基于EPON技术的煤矿信息网建设的研究

为了实现井下各主要生产环节的信息能在地面进行监测、监视、监控,井下工作人员之间能友好地通信,将EPON技术应用于煤矿井下信息网络中。EPON技术与现有以太网技术兼容,具有高带宽、低成本、带宽分配灵活,服务有保证等特点,能较好地解决通信网络在井下使用时产生的层叠问题,在各网之间实现无缝连接而不需要任何格式转换,大大地提高运行效率,方便管理和降低煤矿监控通信系统的成本。同时,可彻底避免外部设备的电磁干扰,提高系统的可靠性,减少线路和外部设备的故障率。使用EPON技术能很好地解决煤矿井下通信距离、速度、成本和安全的问题。     

Simulation Study and Probe on UWB Wireless Communication in Underground Coal Mine

1 Introduction Ultra Wide Band (UWB) communication is the technology that transmits signals by using nanosecond pulses. Its characteristics include 1) a high data rate; 2) low power dissipation; 3) a strong anti-multipath fading ability; 4) a simple structured, small bulk, low cost and high sensitive, portable and wireless system and 5) low interference with the existing narrowband communication system. It has been the subject of general interest about short distance wireless communication a…     

CDMA技术在进下移动通信中应用的研究

分析了井下无线电波传播特性,指出井下无线通信受阻的根本原因在于各种衰落,主要是多径衰落,根据扩频通信、分集接收等理论,论述了CDMA（code divison multiple access）通信系统抗多径衰落及其它干扰的能力,并将CDMA码分多址技术应用到移动通信中,组成了一个抗衰落能力强、智能型移动通信系统－CDMA移动通信系统,CDMA技术的应用,将彻底改变井下移动通信的现状,实现地面、井下全球通。     

煤矿架线电机车专用线通信信道的实验研究

专用线电机车通信已在美国煤矿试验成功，较好地解决了电机车载波通信距离和噪声干扰问题；在国内也进行了理论研究和短距离实验。为使这种简单易行的通信方式引入我国煤矿，我们研制了实验用通信机，在三个煤矿井下运输大巷进行了实地测试，测试结果为我国煤矿井下建立和完善专用线通信系统提供了有实用价值的参考数据。     

MIMO通信系统下行链路预编码仿真研究

MIMO无线蜂窝通信系统是一种在同一时域和频域中向多个用户提供传输的系统。多用户MIMO技术利用无线通信系统中用户的独立性来增加整个系统的通信性能,从而实现多用户分集和复用。针对单天线用户的线性预编码和针对多天线用户的线性预编码,对联合迫零、迫零和最小均方误差预编码算法进行了仿真和性能对比。对实际通信系统设计具有指导意义。     

Electromagnetic environments in roadways of underground coal mines and a novel testing method

The electromagnetic environment of laneways in underground coal mines is an important area for the design of new electronic products,as well as a fundamental space for mine monitoring,surveillance,communications and control systems.An investigation of electromagnetic interference in coal mines is essential for the enhancement of performances of these systems.In this study,a new field method is provided in which radiated emission tests in coal mine laneways have been carried out.We conclude that:1) the wiring motor vehicles can radiate interference with a bandwidth up to 1 GHz and with an amplitude 10 dBμV/m higher than the background noise;2) the PHS (Personal Handy phone System) mobile communication system can cause interference 40 dBμV/m higher than the background noise;3) an interference 25 dBμV/m higher than the background noise can be generated during the communication at a working bandwidth of 48.8 MHz;and 4) power cables,battery vehicles as well as mechanical and electrical dong rooms have little effect on the electromagnetic radiation environment in coal mine tunnels.     

井采煤矿安全性态可拓评价模型的研究

在信息融合技术与可拓学理论的基础上,提出了一种新的井采煤矿安全性态评价模型.基于多传感器和数据库的信息融合技术对不同类型的安全数据进行处理,获得了合理、可靠的信息;利用可拓评价方法,通过物元可拓性的定性方法和可拓关联函数的定量方法解决了安全评价问题.利用该模型对实际井采煤矿进行安全评价分析,得到了井采矿井安全性态为Ⅱ级(安全),与实际结果一致.利用动态评价并绘制动态曲线,可反映矿井的安全性态.该方法应用于实际可行有效.     

基于GPS的斗轮机定位算法的设计与实现

为进一步提高斗轮机回转角和俯仰角的测量精度,提出了基于GPS的斗轮机定位算法.天线分别安装在斗轮机的固定台和悬臂上,正常运行取煤时,实时获取固定台天线的坐标位置以及航向角,并运用三角转换得到悬臂天线的空间位置坐标,根据悬臂天线的空间位置求出悬臂的回转角和俯仰角.将得到的回转角和俯仰角参数输入斗轮机控制系统中,让斗轮机在设定的角度范围和特定的煤层自动取煤.实验结果表明,该方法测得的斗轮机回转角和俯仰角精度高,有利于斗轮机的精准控制.