煤矿复杂环境下的无线信道特性分析与建模仿真

发布时间：2021-06-23 00:39

　　国家经济近年来持续稳定增长,使得对于能源的需求量一直攀升,煤炭行业占据举足轻重的地位,煤炭仍旧作为关键的基础性能源,煤矿无线通信技术的进步发展是煤矿生产现代化的必经阶段。煤矿巷道可划分为受限空间的非自由传输信道,信道传输特性的研究以及信道建模对于建立可靠、安全的无线通信系统具有基础的意义。本文拟利用支持向量机建立井下无线信道的路径损耗预测模型,针对煤矿巷道多径衰落特点,采用几何光学法建立MIMO信道传播模型,为设计煤矿环境下的无线通信系统提供理论支持。本文分析了煤矿巷道无线通信环境下的衰落特性,将巷道视为空心介质波导,利用波导模式理论分析了煤矿巷道中的电磁波传输特性,总结了工作频率、收发天线间距、媒介电参数、巷道壁倾斜以及粗糙等复杂因子对信号衰减的影响,归纳得出电磁波信号的传输损耗模型,在此基础上针对煤矿巷道中的大尺度路径损耗,建立基于LS-SVM的无线信道路径损耗预测模型,模型输入是上述影响信号衰减的因子,输出为路径损耗值。训练模型的过程中,利用粒子群算法优化LS-SVM模型中的重要参数,包括惩罚因子和核函数参数来提升模型的精确度,通过仿真实验可以看出,与反向传播神经网络相比算法有效... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

反射、折射、直射、散射示意图

图 2.2 矿井无线信道衰落特性尺度衰落特性描述的是移动的终端接收信号在一定时间范围内的均值随传的衰减。讨论分析大尺度衰落对于分析信道可用性、载波频意义。的传播理论分析以及实际传播特性，发射以及接收端间距变时，接收信号特性随着传播环境以及距离影响呈现衰减的趋下：0( ) ( )ndPL dd 00( ) ( ) 10 log( )( )dPL d PL d n dBd 中，n代表的是路径损耗的指数，表征路径损耗值和距离的传输环境包括中间的障碍物影响n值产生相应的变化；d 为d 代表的是所属空间的相对参考的距离，PL ( d )代表的是

图 2.3 煤矿巷道多径效应示意图过程中，瑞利分布所描述的情况是接收端的多径信号中没有的概率密度函数为：22 2exp( ) 0( )20 0r rrp rr .4）中，r 代表接收端信号幅度包络；22 代表接收端信号能量均度分布如图 2.4 所示。


本文编号：3243861