本文關(guān)鍵詞：井下無人駕駛系統(tǒng)中的機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 區(qū)域劃分 串行干擾消除 馬爾科夫決策過程

【摘要】：井下機車無人駕駛系統(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)生的運輸事故,具有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益�？煽康臒o線數(shù)據(jù)傳輸是實現(xiàn)無人駕駛的前提,本論文研究機車在運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)域劃分的機車接入優(yōu)化策略,使機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；然后通過理論推導得到區(qū)段劃分數(shù)與基站通信覆蓋半徑的關(guān)系,機車所在區(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。通過仿真實驗,所提接入策略可以實現(xiàn)一個基站同時接入三輛機車,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。通過仿真實驗,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 區(qū)域劃分 串行干擾消除 馬爾科夫決策過程
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 井下機車通信行為研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本課題依托的項目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)絡模型32-38
• 3.1 井下通信網(wǎng)絡物理模型32-35
• 3.1.1 井下機車無人駕駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-33
• 3.1.2 井下通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)33-35
• 3.2 井下移動接入網(wǎng)絡模型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66-70
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況70-71

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本文編號：736208