面向井下無人駕駛機(jī)車系統(tǒng)的基站布設(shè)及切換策略研究.pdf

1、煤和金屬等礦產(chǎn)是國家發(fā)展不可或缺的重要資源，其中絕大多數(shù)均是通過井下開采的方式獲取。盡管多年以來國家一直非常重視井下安全作業(yè)，但時(shí)至今日礦井事故仍時(shí)有發(fā)生，給國家和人民造成了重大的損失。在此背景下，井下無人駕駛機(jī)車系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用可以減少井下人員事故的發(fā)生，提高礦區(qū)的工作效率。該系統(tǒng)中用于通信連接的井下網(wǎng)絡(luò)主要包括上層有線光纖環(huán)網(wǎng)和下層無線移動接入網(wǎng)，其中如何確保下層無線網(wǎng)絡(luò)通信的流暢運(yùn)行對無人機(jī)車系統(tǒng)性能的影響至關(guān)重要。本文以此為出發(fā)

2、點(diǎn)，研究了基站頻點(diǎn)選擇問題和無人機(jī)車通信切換的優(yōu)化問題，完成的工作如下:
　　(1)從如何減少軌旁基站間通信干擾的角度出發(fā)，提出一種基于加權(quán)沖突模型的井下基站頻點(diǎn)分配策略。首先，由干擾因子分析引出井下基站間的實(shí)際通信干擾模型;其次，通過研究基站布設(shè)間距與頻點(diǎn)距離的關(guān)系，將模型優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為約束滿足問題;最后，給出重疊頻點(diǎn)分配算法以獲得最佳頻點(diǎn)分配向量及對應(yīng)的最小干擾估計(jì)。仿真結(jié)果表明所提策略能使井下基站間通信干擾最小，且在擁有不同

3、數(shù)量通信頻點(diǎn)的情況下都有較好的適應(yīng)性。
　　(2)從如何獲取最大通信切換收益的角度出發(fā)，提出一種基于馬爾科夫決策模型的無人機(jī)車通信切換策略。首先，在己建立的井下無線通信切換模型場景中確定各基站的切換時(shí)延和可用帶寬作為切換判據(jù);其次，由切換判據(jù)所得通信收益和信令開銷定義無線切換的收益函數(shù);最后，基于貝爾曼方程并運(yùn)用循環(huán)迭代算法求得井下機(jī)車最優(yōu)通信切換策略。仿真結(jié)果表明所提策略獲取的切換收益高于高帶寬切換策略和同側(cè)切換策略的切換收益。