基于干擾管理的巷道無線網(wǎng)絡優(yōu)化研究及算法設計.pdf

1、礦業(yè)安全生產(chǎn)形勢嚴峻，井下事故頻發(fā)，其中運輸事故占很大比例。井下機車無人駕駛運輸系統(tǒng)通過對運輸現(xiàn)場的視頻、機車的位置及運行的速度等信息的遠程監(jiān)控來實現(xiàn)機車的無人駕駛，從而提高運輸安全性并有效減少井下人員數(shù)量，被認為是解決井下運輸安全問題的根本措施。
　　井下機車無人駕駛運輸系統(tǒng)的基礎是構(gòu)建巷道移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡，并對其性能提出了一些新的要求，主要表現(xiàn)在多機車在移動過程中流媒體數(shù)據(jù)的并發(fā)上行大吞吐率、下行控制指令的高實時性以及機車在多

2、接入點之間的無縫切換等網(wǎng)絡性能的優(yōu)化。干擾管理理論中的串行干擾消除技術(shù)針對并發(fā)上行傳輸，采用迭代運算消除干擾實現(xiàn)并發(fā)接收，為巷道移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡性能的提升提供了新的思路。論文基于串行干擾消除技術(shù)，采用跨層設計的思想，提出了較完整的巷道移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡的優(yōu)化方案，實現(xiàn)了單接入點下多機車并發(fā)上行傳輸?shù)木W(wǎng)絡傳輸性能優(yōu)化、多接入點下的接入點部署優(yōu)化，以及衰落信道下的并發(fā)接收性能的評估及功率分配優(yōu)化等。論文完成的主要研究工作如下:
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3、)分析構(gòu)建了單接入點下基于串行干擾消除的多用戶并發(fā)上行傳輸網(wǎng)絡優(yōu)化模型，并利用機車調(diào)度的規(guī)律性特點簡化了該模型。在簡化模型基礎上，提出了物理層串行干擾消除與數(shù)據(jù)訪問層分時復用相結(jié)合的網(wǎng)絡優(yōu)化方案，并設計了實現(xiàn)算法。仿真結(jié)果表明，當采用串行干擾消除技術(shù)后，網(wǎng)絡平均傳輸速率提高了40％以上,且隨著機車數(shù)量的增加，有進一步提高的趨勢。
　　(2)分析構(gòu)建了多接入點組成的帶狀網(wǎng)下基于串行干擾消除的網(wǎng)絡優(yōu)化模型，通過理論推導發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡傳輸速

4、率與機車行駛速度、聚集密度之間的聯(lián)系，提出了可自修正的無線網(wǎng)絡優(yōu)化方案，并設計了實現(xiàn)算法。隨后，對應用場景中可能存在的非均勻接入點部署方式進行了分析，給出了相應的調(diào)整策略。仿真結(jié)果表明，當采用串行干擾消除技術(shù)后，接入點的部署數(shù)量與機車通過全線路時間的二者綜合性能均有較大提升。
　　(3)考慮實際環(huán)境中存在多徑傳播導致的信道多徑衰落，基于串行干擾消除引入了抗干擾因子，針對一般性無線網(wǎng)絡分析構(gòu)建了多用戶多信道的資源分配優(yōu)化模型。通過理