礦井通信中單載波頻域均衡（SC-FDE）的應(yīng)用研究.pdf

1、現(xiàn)代化煤炭工業(yè)的發(fā)展，需要高效可靠的礦井通信系統(tǒng)。研究和推廣高效可靠的礦井通信系統(tǒng)具有重要理論意義和重大實(shí)用價(jià)值。然而井下電磁波壞境十分復(fù)雜，空間受限、非視距傳播和多徑衰落以及機(jī)電噪聲的影響使得井下通信質(zhì)量難以保證。多年來煤礦井下通信技術(shù)的發(fā)展大大于落后地面通信技術(shù)。 單載波頻域均衡技術(shù)與正交頻分復(fù)用技術(shù)同時(shí)被IEEE 802.16a標(biāo)準(zhǔn)推薦為新一代寬帶無線接入網(wǎng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)。單載波頻域均衡(Single Carrier-Fre

2、quencyDomain。Equalization，SC-FDE)技術(shù)的基本思想是對(duì)信道的沖激響應(yīng)做出估計(jì)，然后在頻域通過權(quán)值系數(shù)補(bǔ)償信道的影響，通過IFFT運(yùn)算將均衡以后的信號(hào)變換回到時(shí)域以便對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行檢測(cè)判決輸出。SC-FDE系統(tǒng)和OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于IFFT運(yùn)算是在發(fā)射端還是接收端進(jìn)行。SC-FDE系統(tǒng)保留了OFDM有效對(duì)抗信道的頻率選擇性衰落，實(shí)現(xiàn)高速率、大容量的通信傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有效克服了OFDM系統(tǒng)對(duì)定

3、時(shí)誤差、載頻同步比較敏感和PAPR過大兩點(diǎn)明顯不足。 為了克服在井下無線信道中的多徑衰落和干擾并降低噪聲的影響，提高對(duì)頻率資源的利用率，降低成本，本文在對(duì)山西王莊煤礦井下通信設(shè)備的調(diào)研基礎(chǔ)上，研究了目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣的KDLT-Ⅵ型井巷綜合漏泄通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了將單載波頻域均衡技術(shù)(SC-FDE)與現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合，改善井下通信質(zhì)量的井下通信方案。本文首先通過在分析一般無線信道的基本特性基礎(chǔ)上，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加波導(dǎo)理論相結(jié)合的研究

4、方法，研究了井下信道傳輸特性，針對(duì)王莊礦井信道特點(diǎn)建立了信道模型。接著研究了SC-FDE的傳輸原理和性能，討論了802.16a標(biāo)準(zhǔn)下SC-FDE發(fā)送接收過程、信號(hào)幀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生方法，確定了礦井通信條件下的單載波頻域均衡系統(tǒng)參數(shù)，如：井下SC-FDE通信頻率的選擇，漏泄通信系統(tǒng)的物理設(shè)備的參數(shù)設(shè)置以及整個(gè)通信系統(tǒng)的架設(shè)設(shè)計(jì)。著重對(duì)該適用于煤礦井下環(huán)境的頻域均衡技術(shù)性能進(jìn)行了研究。最后，以SIMLINK為平臺(tái)搭建了用于礦井信道下的SC-FDE