井下多媒体无线传感器网络自适应调制研究

针对煤矿井下较为简单的无线多媒体监测场景,在一定的误码率(BER)限定下以系统吞吐量最大化为优化目标,对基于多带-正交频分复用-超宽带（MB-OFDM-UWB）的井下多媒体无线传感器网络自适应调制技术进行了初步研究.选用IEEE 802.15.3a作为超宽带无线信号在井下传输的信道模型.首先通过仿真读图的方式求得在一定误码率限制下多进制正交幅度调制（MQAM）自适应调制的固定阈值,并进一步采取4种不同的子带信噪比计算方式,进行分组自适应调制技术的仿真和分析.仿真结果表明,采用自适应调制技术可有效地提高煤矿井下MB-OFDM-UWB多媒体无线传感器网络系统的性能.     

矿井巷道时频编码协作MC-CDMA无线传输

相比于地面无线信道,矿井巷道无线信道多径衰落更加严重,严重影响了煤矿井下无线通信系统的性能。高效综合地利用煤矿井下通信系统的空间、时间和频率等各种资源,可以使煤矿井下无线通信系统的无线覆盖性能、容量和速率等得到显著地提高。在煤矿井下无线传输信道与带状受限空间结构的条件下,提出了在上行链路中采用协作分集的多载波码分多址(MC-CDMA)无线传输方案。设计了方案的时频编码协作协议,推导了方案的信道容量公式,并对误比特率进行了蒙特卡洛仿真。理论分析和仿真结果表明,采用所提出的矿井巷道时频编码协作MC-CDMA无线传输方案和时频编码协作协议,通过信道状况较好与较差用户间的协作,显著提高了系统中信道状况较差用户的信道容量和误码率性能,从而增强了井下无线通信系统信道容量的鲁棒性和通信的可靠性,使井下无线通信系统的性能得到显著改善。     

基于OFDM的巷道和工作面无线移动通信研究

介绍了适合煤矿井下通信的无线技术“正交频分复用(OFDM)”,通过分析其多载波传输、非可视距性能和抗多径衰耗功能,认为可以在煤矿井下的巷道和工作面环境下高速、可靠地完成数据、话音和视频通信,对OFDM适合于井下通信的工作频带、调制技术和信号产生进行了分析。     

基于EWA的井下无线通信信道选择

特殊的井下环境致使煤矿井下电磁噪声种类繁多且干扰强烈,无线电信道链路质量极为不稳定造成通信中断。具有智能感知无线通信环境并实时选择最优通信信道的认知无线电在煤矿井下的应用能保证煤矿井下无线系统的正常通信。提出了基于EWA学习的信道选择算法,使得系统能够在线学习井下无线电环境通信信道特性,通过积累自我历史选择信道经验,快速推测并选择当前最优通信信道,实时动态保证通信链路质量,降低系统通信中断概率。     

煤矿井下漏泄通信系统抗干扰技术

通过对煤矿井下电磁干扰测试和分析,发现井下电磁干扰主要有白噪声、脉冲干扰及窄带干扰。提出采用扩频通信、信道采用交织编码结合前向编码以及自适应傅立叶变换抑制窄带干扰等技术来抑制电磁对煤矿井下漏泄通信系统的干扰。     

改进RSSI的煤矿井下定位技术研究与实现"

针对煤矿井下无线信道的信号传播模型,提出将接收信号强度复合滤波器、一元线性回归测距模型和多边定位方法相结合的改进接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)值的井下定位技术,通过利用基于无线传感器网络操作系统TinyOS的节点进行离线建模、在线测算,实现煤矿井下人员及设备的实时定位。井下巷道试验表明,该技术提高了定位精度,增强了定位系统的鲁棒性,适用于煤矿井下定位。     

改进RSSI的煤矿井下定位技术研究与实现

针对煤矿井下无线信道的信号传播模型,提出将接收信号强度复合滤波器、一元线性回归测距模型和多边定位方法相结合的改进接收信号强度指示( Received Signal Strength Indicator,RSSI)值的井下定位技术,通过利用基于无线传感器网络操作系统TinyOS的节点进行离线建模、在线测算,实现煤矿井下人员及设备的实时定位。井下巷道试验表明,该技术提高了定位精度,增强了定位系统的鲁棒性,适用于煤矿井下定位。     

基于RSSI的煤矿井下定位技术

研究了基于无线局域网架构的无线信号强度煤矿井下定位技术。首先分析了无线信号在地面和煤矿井下传输信道模型的差异,然后介绍了经验与估计数据库相结合的信号地图构建方法,最后引入了加权定位算法,实验结果证明此种方法可以有效改善定位精度,以便更好地满足煤矿生产需求。     

矿井巷道无线信道特征分析与调制技术研究

为了建立安全高效的井下无线通信系统,通过试验分析井下巷道特征,根据信道脉冲响应幅度和相位以及多径分量和传输距离的关系测量结果,建立矿井信道统计模型。基于该模型,笔者研究了在2.4 GHz频段下,直接序列扩频码分多址接入(DS-CDMA)、多载波直接序列扩频码分多址接入(MC-DS-CDMA)和正交频分复用(OFDM)调制技术在矿井巷道中的参数选取,仿真对比各种调制技术对矿井巷道无线通信系统性能影响。试验分析和仿真结果表明,发送天线和接收天线的相对位置以及传播时延,对信道模型的准确创建提供了参考依据;采用OFDM技术能够在一定数据速率的基础上尽可能增加通信距离。     

基于STBC—OFDM的井下无线数据传输系统的研究

针对目前煤矿井下无线通信的状况,提出一种基于STBC—OFDM技术的井下宽带无线数据传输系统,并重点针对物理层的关键技术进行了分析和仿真。该系统可以为多种井下终端设备提供一个通用的宽带数字传输平台。理论分析和仿真实验均证明该系统不仅可以提供更高的传输速率,而且可以有效抵抗衰落的影响,扩大有效通信范围。