煤矿井下OFDM自适应调制技术的仿真研究

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井下通信作为重要的生产要素早已渗透到煤炭生产的各个环节,是现代煤矿通信技术的重要组成部分,特别是在生产指挥调度和安全信息传输方面都起着举足轻重的作用。瓦斯、温度、风量等安全参数实时、准确地传输与处理,是保障煤矿井下安全生产的重要因素,对煤炭行业的生产、安全、管理等方面都具有重大的研究价值及意义。煤矿井下通信系统由于其环境的特殊性,具有较强的煤矿专业特征。针对煤矿井下通信环境恶劣、通信质量不高的特点,提出将正交频分复用自适应调制技术应用到井下来解决无线通信过程中多径延时明显、信号衰落严重等问题,从而实现煤矿井下可靠、高速的无线数据传输。   为使OFDM自适应调制模型更接近煤矿井下的实际工况,首先依据井下无线信道的传输特性选择瑞利衰落信道作为煤矿井下的信道模型,并在此基础上对其进行准确、动态的信道估计,以获得实时的信道特性。通过对基于导频信道估计技术的仿真分析,得出适用于井下通信的最佳导频信号估计算法和插值滤波算法。然后在对注水、Greedy、Fischer以及SBIA自适应调制算法具体分析的基础上对其调制性能进行仿真分析,仿真结果表明自适应比特与功率分配算法的误码率性能明显好于固定调制,且SBLA自适应调制算法由于实现相对简单,更适用于煤矿井下无线通信的应用。最后针对SBLA算法固定分组的缺点,给出了动态分组的SBLA自适应调制算法,从而优化了OFDM自适应调制技术。   综上所述,将OFDM自适应调制技术应用于煤矿井下,可以有效改善通信质量,促进安全、高效生产,并大力加快煤炭工业数字化、信息化的步伐。  
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