本文關(guān)鍵詞：井下無人駕駛系統(tǒng)中的機(jī)車通信行為策略研究

  更多相關(guān)文章： 通信行為 移動接入網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域劃分 串行干擾消除 馬爾科夫決策過程

【摘要】：井下機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)可以減少井下工作人員數(shù)量,有效避免因調(diào)度、操作失誤而發(fā)生的運(yùn)輸事故,具有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸是實(shí)現(xiàn)無人駕駛的前提,本論文研究機(jī)車在運(yùn)行過程中與軌旁基站的通信行為問題,提出了接入策略和切換策略,具體工作如下：(1)提出了雙側(cè)對稱冗余的井下移動接入網(wǎng)絡(luò)模型,以提高無線通信的可靠性。在巷道兩側(cè)對稱布設(shè)基站,并根據(jù)接入和切換需求對基站進(jìn)行合理排布,從而構(gòu)成井下無線通信冗余結(jié)構(gòu),為無人駕駛系統(tǒng)提供良好的無線通信環(huán)境。(2)提出了基于基站覆蓋區(qū)域劃分的機(jī)車接入優(yōu)化策略,使機(jī)車總通過時間和基站覆蓋范圍利用率的整體效果得到優(yōu)化。首先建立基站通信覆蓋范圍內(nèi)的區(qū)域劃分模型,再根據(jù)相關(guān)分析得到干擾約束條件和優(yōu)化目標(biāo)；然后通過理論推導(dǎo)得到區(qū)段劃分?jǐn)?shù)與基站通信覆蓋半徑的關(guān)系,機(jī)車所在區(qū)段的位置與發(fā)射功率的關(guān)系；最后提出串行干擾消除的區(qū)域劃分策略。通過仿真實(shí)驗(yàn),所提接入策略可以實(shí)現(xiàn)一個基站同時接入三輛機(jī)車,整體優(yōu)化效果可以提高50%以上。(3)提出了基于馬爾科夫決策過程模型的基站切換策略,以最大化由帶寬、時延、信令開銷構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)期望總效用。首先建立井下無線切換模型；然后引入折中因子將可用帶寬、切換時延結(jié)合得到收益函數(shù),再將通信收益與切換信令開銷結(jié)合定義效用函數(shù)；最后采用無窮階段的折扣模型,使用貝爾曼方程迭代計(jì)算得到基于馬爾科夫決策過程模型的切換策略。通過仿真實(shí)驗(yàn),所提切換策略得到的期望總效用優(yōu)于同側(cè)基站切換方案和高帶寬基站切換方案。
【關(guān)鍵詞】：通信行為 移動接入網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域劃分 串行干擾消除 馬爾科夫決策過程
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD655
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 井下機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 井下無線通信系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 井下機(jī)車通信行為研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本課題依托的項(xiàng)目20
• 1.4 本文研究內(nèi)容和章節(jié)安排20-22
• 1.4.1 本文研究內(nèi)容20
• 1.4.2 本文章節(jié)安排20-22
• 第二章 無線通信系統(tǒng)中的接入和切換相關(guān)技術(shù)22-32
• 2.1 干擾管理接入技術(shù)22-25
• 2.1.1 干擾消除技術(shù)22-23
• 2.1.2 干擾協(xié)調(diào)技術(shù)23-24
• 2.1.3 功率控制技術(shù)24-25
• 2.2 無線切換技術(shù)25-30
• 2.2.1 切換環(huán)境和準(zhǔn)則25-28
• 2.2.2 切換流程分析28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第三章 井下移動接入網(wǎng)絡(luò)模型32-38
• 3.1 井下通信網(wǎng)絡(luò)物理模型32-35
• 3.1.1 井下機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-33
• 3.1.2 井下通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)33-35
• 3.2 井下移動接入網(wǎng)絡(luò)模型35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于覆蓋區(qū)域劃分的無線接入策略38-53
• 4.1 井下無線接入模型38-41
• 4.1.1 相關(guān)定義和約束38-39
• 4.1.2 基于區(qū)域劃分的問題模型39-41
• 4.2 基于SIC的區(qū)域劃分策略41-47
• 4.3 仿真結(jié)果及分析47-52
• 4.3.1 仿真場景參數(shù)設(shè)定47
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析47-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 基于馬爾科夫決策過程的無線切換策略53-64
• 5.1 井下無線切換模型53-55
• 5.2 基于馬爾科夫決策過程的切換策略55-59
• 5.2.1 機(jī)車切換決策時刻55
• 5.2.2 無線通信系統(tǒng)狀態(tài)空間55-56
• 5.2.3 機(jī)車切換行為空間56
• 5.2.4 系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率56-57
• 5.2.5 切換數(shù)據(jù)效用函數(shù)57-58
• 5.2.6 優(yōu)化方程58-59
• 5.3 仿真結(jié)果及分析59-63
• 5.3.1 仿真場景參數(shù)設(shè)定59-60
• 5.3.2 仿真結(jié)果分析60-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況70-71

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本文編號：736208