矿井无线mesh网络关键技术的基础研究

Emerging wireless mesh network（WMN） has the characteristics of large capacity, high speed, wide coverage, mobility and self-organization. Many problems which can't be solved by the existing mine communication systems will be solved with the application of WMN in coal mine. Because of the particularity of the mine environment, there are a lot of barries with the application of wireless mesh network in coal mine. The project intends to conduct basic research on mine wireless mesh network. We will analyze the backbone link capacity performance based on the special electromagnetic wave transmission mechanism in coal mine tunnels; With combination of mine wireless mesh network topology and characteristics,we will study the mine wireless mesh network routing algorithm; With the use of multi-mode multi-channel technology, we will design mine wireless mesh network node configuration. Finally passed the content, focus on resolving the fundamental problems of throughput decreasing and delay increasing with the long-sistance and multi-hop network, the scientific theory and reliable technical can be supported for the wireless mesh network in the mine.

新兴的无线mesh网络具有大容量、高速率、广覆盖和移动自组的特色，应用到煤矿井下作宽带移动通信系统可以解决井下现有有线通信和无线通信系统无法解决的难题，有着现实且重要的意义。由于矿井环境的特殊性,无线mesh网络直接应用到煤矿井下存在很多壁垒。本项目拟对矿井无线mesh网络进行基础研究。基于矿井巷道特殊的电磁波传输机理，分析矿井无线mesh网络骨干链路容量性能；结合矿井无线mesh网络拓扑结构及特征，研究矿井无线mesh网络路由算法；利用多模多信道技术，设计适合矿井无线mesh网络的节点配置方案。最终通过这些内容的研究，解决矿井无线mesh网络长距离多跳后吞吐量下降、延时增大等技术难题，为无线mesh网络在矿井中的应用提供科学的理论依据和可靠的技术保障。

无线Mesh网络作为一种新兴的无线宽带技术，具有多跳、自组织、高带宽和自愈能力，具有相对稳定的拓扑结构和高宽带的传输。矿井通信中采用无线mesh网络技术可保证信息正常、有效的传输，是未来矿井无线网络技术主要的发展方向之一。.本项目系统归纳了矿井无线Mesh网络的拓扑结构及特征；设计了一种基于多模多信道技术的3模多信道矿井无线Mesh骨干网络结构，在多跳后仍然保持着较高的吞吐量，满足了多媒体宽带业务带宽和实时性的要求；完成了矿井Mesh骨干网络链路性能及其影响因素的理论分析；设计了一种矿井无线Mesh环网路由判据及联合信道分配的路由协议，可以矿井无线Mesh环网中选择出性能更优（吞吐量更大）的路径以进一步满足多媒体宽带业务需求；为提高链状无线mesh网络健壮性，设计了一种带状无线Mesh链状网络，同时，为进一步降低mesh终端在mesh路由节点间的切换延时，本课题对井下链状mesh网络漫游切换算法进行了改进，使切换性能得到进一步加强。.本课题的研究，为矿井无线mesh网络的规划和设计提供了理论依据；为矿井无线mesh网络的应用提供了技术保障。