矿井巷道时频编码协作MC-CDMA无线传输

张琳园,杨 维

(北京交通大学电子信息工程学院,北京 100044)

矿井巷道时频编码协作MC-CDMA无线传输

张琳园,杨 维

(北京交通大学电子信息工程学院,北京 100044)

相比于地面无线信道,矿井巷道无线信道多径衰落更加严重,严重影响了煤矿井下无线通信系统的性能。高效综合地利用煤矿井下通信系统的空间、时间和频率等各种资源,可以使煤矿井下无线通信系统的无线覆盖性能、容量和速率等得到显著地提高。在煤矿井下无线传输信道与带状受限空间结构的条件下,提出了在上行链路中采用协作分集的多载波码分多址(MC-CDMA)无线传输方案。设计了方案的时频编码协作协议,推导了方案的信道容量公式,并对误比特率进行了蒙特卡洛仿真。理论分析和仿真结果表明,采用所提出的矿井巷道时频编码协作MC-CDMA无线传输方案和时频编码协作协议,通过信道状况较好与较差用户间的协作,显著提高了系统中信道状况较差用户的信道容量和误码率性能,从而增强了井下无线通信系统信道容量的鲁棒性和通信的可靠性,使井下无线通信系统的性能得到显著改善。

矿井安全;矿井巷道;编码协作;多载波码分多址;时频编码

Key words:mining safety;mine tunnels;coded cooperation;multiple carrier-code division multiple access(MC-CDMA);time-frequency coding

由于巷道墙壁对信号的密集反射、散射与绕射,矿井巷道无线信道多径衰落非常严重,巷道的截面、弯曲、倾斜等对电磁波传播衰落也有很大的影响,这些都对矿井巷道无线传输造成不利的影响。但另一方面,矿井巷道的频率资源是开放的,矿井巷道下布设的无线通信系统可能仅有一个,系统可利用的空、时、频域资源又十分充足,这对构建矿井巷道无线移动通信系统又提供了十分有利的条件[1-2]。……