【摘要】：我國礦山煤炭事故多發(fā)造成較大的生命財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響,礦井機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)的研發(fā)和運(yùn)行能夠減少這些事故的發(fā)生；同時(shí),礦井機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)的使用能夠減少礦井下面工作人員的數(shù)量,因此可以減少因礦井事故引發(fā)的傷亡人數(shù),具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。要實(shí)現(xiàn)礦井機(jī)車無人駕駛系統(tǒng),需要建立機(jī)車軌旁通信網(wǎng)絡(luò),以支持車地通信。礦井機(jī)車軌旁通信網(wǎng)絡(luò)可利用基于IEEE802.11無線局域網(wǎng)構(gòu)建,由于網(wǎng)絡(luò)中的AP覆蓋范圍有限,機(jī)車移動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生AP切換問題。通過對(duì)IEEE 802.11協(xié)議的分析和研究,AP的切換包括掃描階段、認(rèn)證階段及重關(guān)聯(lián)階段三個(gè)部分,掃描階段時(shí)延占據(jù)總時(shí)延的90%以上,因此降低掃描階段的時(shí)延是減少切換時(shí)延和保證系統(tǒng)通信可靠性的關(guān)鍵。針對(duì)無線局域網(wǎng)中車載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過程中造成的切換時(shí)延問題本文提出了兩種切換機(jī)制：基于信標(biāo)同步和信道預(yù)測的井下無線網(wǎng)絡(luò)切換機(jī)制和基于多站點(diǎn)信息共享的井下WLAN切換機(jī)制。前者建立了井下IEEE802.11無線網(wǎng)絡(luò)模型,通過被動(dòng)同步監(jiān)聽AP信標(biāo)幀和維護(hù)AP鄰接鏈表的方法減少切換時(shí)延。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該機(jī)制能夠?qū)⑶袚Q時(shí)延降到實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)的要求,對(duì)比傳統(tǒng)硬切換機(jī)制可降低切換時(shí)延達(dá)70%以上,降低切換時(shí)延到40ms內(nèi)。為了減小礦井巷道內(nèi)無線信號(hào)多徑干擾的影響,后者改進(jìn)了軌旁網(wǎng)絡(luò)模型,采用定向天線發(fā)射無線信號(hào)來減少干擾,同樣大小功率,采用定向天線的AP的信號(hào)覆蓋范圍要大一些,同時(shí)增加AP布設(shè)密度保障單個(gè)AP出現(xiàn)故障時(shí)通信不中斷；由于同一軌道上可能同時(shí)有多輛機(jī)車在工作,所以提出多站點(diǎn)信息共享機(jī)制,前車將切換信息共享給后車,后車避免重復(fù)性信道掃描,從而減少切換時(shí)延。
【圖文】：

圖２．邋１無線局域網(wǎng)的構(gòu)成逡逑Ｆｉ２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃ山ｒｅ邋ｏｆ邋ＷＬＡＮ邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋出巨Ｅ邋８０２．１１逡逑

合肥工業(yè)大學(xué)碩±學(xué)位論文逡逑基于W'ＥＥ邋８０２．１１協(xié)議的ＷＬＡＮ構(gòu)成如圖２．１所示，，包括無線接入點(diǎn)（ＡＰ）、移逡逑動(dòng)節(jié)點(diǎn)（Ｍｏｂｉｌｅ邋Ｎｏｄｅ，邋ＭＮ）、無線傳輸媒介（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ邋Ｍｅｄｉａ，邋ＷＭ巧日分布式系統(tǒng)逡逑（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋Ｓｙｓｔｅｍ，邋ＤＳ）口７－２刊。逡逑無線接入點(diǎn)ＡＰ：邋ＡＰ的功能類似于基站，是ＷＬＡＮ重要組成部分。一個(gè)ＷＬＡＮ逡逑至少要有一個(gè)ＡＰ，所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)都要通過ＡＰ。ＡＰ及與其關(guān)聯(lián)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)逡逑成一個(gè)基本服務(wù)集（Ｂａｓｉｃ邋Ｓｅｒｖｉｃｅ邋Ｓｅｔ，邋ＢＳＳ），例如ＡＰＩ與ＭＮ１、ＭＮ２構(gòu)成一個(gè)基逡逑本服務(wù)集ＢＳＳ１。逡逑移動(dòng)節(jié)點(diǎn)ＭＮ：邋ＭＮ也可叫做移動(dòng)站點(diǎn)或者移動(dòng)客戶端，是ＷＬＡＮ的基本逡逑組成單元，通常是具有無線網(wǎng)絡(luò)接口的計(jì)算機(jī)設(shè)備，例如智能手機(jī)和筆記本電腦。逡逑通常情況下ＭＮ是可移動(dòng)的
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD655

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本文編號(hào)：2555519