仿真研究和探針在超寬頻無線溝通在地下煤礦

1、1仿真研究和探針在超寬頻無線溝通在地下煤礦仿真研究和探針在超寬頻無線溝通在地下煤礦王艷芬，王振剛，于紅珍，中國礦業(yè)大學，信息和電氣工程學院，江蘇，徐州，221008摘要摘要通過分析煤礦井下無線通信中的現(xiàn)狀，提出了在地下煤礦應用超寬頻無線通信系統(tǒng)。介紹了一個超寬頻通信系統(tǒng)最基本的組成和在地下煤礦的應用。分析表明，由于地下煤礦傳輸功率無限制，在煤礦使用超寬頻不僅能實現(xiàn)視頻監(jiān)控信號的短距離高速率傳輸?shù)臒o線接入服務，而且也能實現(xiàn)手機在地下煤礦通

2、信和工作環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的長途低速率無線接入服務等等。這里強調在傳統(tǒng)地下寬帶模型和地面CM1，CM3模型下THPPM超寬頻通信系統(tǒng)的仿真。結果表明傳統(tǒng)的地下寬帶模型和地面CM1，CM3模型不適合地下煤礦的超寬頻通信系統(tǒng)。有必要對超寬帶技術在煤礦隧道的傳播特性進行研究，給出地下環(huán)境的特點，找到適合地下煤礦的超寬頻模型。關鍵詞：超寬帶；系統(tǒng)仿真；地下煤礦；通道模型；傳播特性CLC號碼：TD655.31介紹介紹超寬帶(UWB)通信是通過使用納秒脈

3、沖傳輸信號的技術。它的特點包括：1)一個高數(shù)據速率；2)低功耗；3)抗多徑衰落能力；4)結構簡單，體積小、成本低、高靈敏度、便攜的無線系統(tǒng)；5)對現(xiàn)有的窄帶通信系統(tǒng)的低干擾。它有大家都感興趣關于短距離無線通信的話題，它還提供了另一個在地下煤礦對無線接入系統(tǒng)進行研究的方案。地下煤礦的自然環(huán)境是錯綜復雜的在巷道中和易燃易爆處電波多路徑衰落很嚴重而且功率消耗受限制。研究和應用無線通信發(fā)現(xiàn)在地下煤礦滯后于在地面的水平。根據超寬頻信號的特點這種技

4、術給無線通信在地下煤礦提供了一個更好的選擇還可能對電話的生產和安全檢測提供了一個便宜的和可維護的移動通信系統(tǒng)數(shù)據和視頻無線接入形成了ISDN在地下煤礦的訪問系統(tǒng)。3?3.1近距離高速通信近距離高速通信?在地下煤礦中高速率傳輸主要用于無線接入視頻信號監(jiān)測、機械設備振動故障監(jiān)測、AE信號和煤炭和天然氣的電磁發(fā)射信號爆發(fā)。這些信號需要高取樣頻率，用于監(jiān)控移動設備或非固定的地方。例如，煤礦床的視頻監(jiān)控或層分離床需要移動或傳送靜止的視頻監(jiān)控信號到

5、一個無線接入設備和訪問范圍從幾米到幾十米集成傳輸網絡。如果一個無載波超寬頻通訊系統(tǒng)，其結構簡單，成本低，是手段，比其他相同能力和距離的無線系統(tǒng)數(shù)速率會更高。平均發(fā)射功率為1mW的一個藍牙接收器，速率是1Mbps和有效的距離是10米，這是低于高速率(數(shù)字視頻信號)的。然而，它可以從圖2看到，當3db帶寬5.53GHz和傳動功率為0.3兆瓦，一個超寬頻發(fā)射機可以提供200Mbps的速率和相同的覆蓋，而傳輸功率太低致使這個電池的移動通信設備可

6、以比以前用更長。圖2對于不同傳輸功率的一階導數(shù)高斯脈沖的數(shù)據速率和傳輸距離的關系3.2長途上的低速通信長途上的低速通信在地下煤礦，無線上網100米以外的距離會導致低速率。通常是用在許多領域，如地下煤礦的移動電話，監(jiān)測工作條件和環(huán)境參數(shù)臨時場所或設備。上述仿真結果表明，超寬頻同傳統(tǒng)的無線通信一樣。當我們增加或者減少傳輸功率數(shù)據率，移動通信在長途也可以實現(xiàn)。當增加發(fā)射功率時因為我們不需要考慮類似其他系統(tǒng)的窄帶干擾，降低數(shù)據速率仍能使正常移動