基于射线跟踪法的混合模型井下信道建模研究

发布时间：2023-12-03 19:38

　　煤被誉为黑色的金子,是我国使用的主要能源之一,在经济发展与人类生活中发挥着重要的作用。煤矿通信系统的发展是煤矿抢险救灾和煤矿安全的必要前提,然而,矿井巷道中环境复杂,电磁波传输严重受限,矿井通信系统发展较慢。本课题对煤矿井下的电磁波传输特性展开一系列深入的研究并学习经典的算法,对信道进行仿真建模。这一系列工作为矿井通信的深入研究与发展提供了理论依据,具有实际的意义。本文首先将复杂环境的巷道简化为空直矩形巷道,以波导理论为出发点,得出空直巷道中电磁波固有的传输特性,得到电磁波传输两种类型的场:⁽(36)()m^hn⁾与⁽(36)()m^vn⁾模,根据公式推导得出传输模的截止频率、传播常数和电磁波衰减率的公式,进一步研究了电磁波的能量衰耗。接着,针对矿井巷道内的特有环境,研究并总结出影响无线电波传输的几大因素,并用公式表达,具体因素包括:巷道壁粗糙引起的损耗、巷道壁倾斜引起的损耗、巷道内的粉尘散射带来损耗以及潮湿的空气造成的雾滴损耗。对于井下巷道电磁波的传输,存在...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 煤矿井下无线通信的特点
    1.3 煤矿井下通信技术中Zigbee技术
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 煤矿井下现有通信系统
        1.4.2 煤矿井下信道建模研究现状
        1.4.3 机器学习算法在信道建模领域的研究现状
    1.5 论文主要内容及组织架构
2 井下电磁波传播基础理论
    2.1 电磁波传输理论
        2.1.1 波导分析法
        2.1.2 麦克斯韦与波动方程
        2.1.3 矩形波导中波的传播
        2.1.4 电磁波的固有传播
        2.1.5 煤矿井下电磁波传播模式
    2.2 煤矿井下复杂环境对无线信道传输的影响
    2.3 本章小结
3 煤矿井下基于射线跟踪法的无线信道建模
    3.1 井下巷道环境中电磁波的多径传播现象
    3.2 射线跟踪法
    3.3 镜像法
    3.4 实验方案设计及仿真结果分析
        3.4.1 实验方案设计
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
4 煤矿井下基于射线跟踪与GA_BP的混合模型无线信道建模
    4.1 混合模型建立的思想
    4.2 BP神经网络
    4.3 遗传算法
    4.4 GA-BP网络模型参数设置
    4.5 实验方案设计与算法仿真结果分析
        4.5.1 实验方案设计
        4.5.2 算法仿真结果分析
    4.6 软件实验平台
    4.7 本章小结
5 基于最小二乘支持向量回归机的煤矿井下场强预测研究
    5.1 支持向量机基本理论
        5.1.1 线性可分性
        5.1.2 最优超平面
        5.1.3 核函数理论
    5.2 支持向量回归机
        5.2.1 支持向量机回归与分类的区别
        5.2.2 最小二乘支持向量回归机
    5.3 实验方案设计及算法仿真结果分析
        5.3.1 实验方案设计
        5.3.2 算法仿真结果分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3870246