一种适用于矿井环境的认知机会通信方法技术

一种适用于矿井环境的认知机会通信方法，属于认知机会通信方法。首先分析节点相遇时的时间特征和空间特征、矿井人员的群组特征，以及节点的上下文信息，并结合巷道物理结构构建节点运动模型；其次，根据感知到的环境参数估计节点周围的信道情况，结合监控需求调整通信系统参数，实现通信系统对矿井环境的自适应；最后，根据构建的节点运动模型和对通信环境的认知结果，实现具有矿井自适应能力的机会数据传输。本发明专利技术使得矿井环境的监测监控信号不会因为间歇性连通或区域性连通问题而中断，实现矿井生产的全天候调度和监控，保障矿工的生命安全；也能保证通信系统在不同煤矿或同一煤矿不同巷道达到最佳通信效果，大幅降低研发成本和调试代价。

A cognitive opportunity communication method suitable for mine environment

A cognitive opportunity communication method for mine environment is a cognitive opportunity communication method. The first group of feature node time characteristics and spatial characteristics, meet the mine personnel, and the node's context information, and construct the node motion model with the physical structure of roadway; secondly, according to the channel condition around the nodes estimation of perceived environmental parameters, parameter adjustment of communication system combined with monitoring requirements, the implementation of adaptive communication system for mine the environment; finally, according to the node motion model is constructed and the communication environment to achieve cognitive outcomes, the adaptive ability of mine data transmission opportunity. The invention enables the monitoring of mine environment because the signal is not connected or intermittent connectivity problems and regional disruptions, to achieve all-weather scheduling and monitoring of mine production, ensure the life safety of the miners; also can guarantee the communication system to achieve the best communication effect in different coal or the same coal mine roadway, significantly reduce development costs and the cost of debugging.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于矿井环境的认知机会通信方法
本专利技术涉及一种认知机会通信方法，特别是一种适用于矿井环境的认知机会通信方法。
技术介绍
煤炭在我国一次能源的生产和消费中一直占有极其重要的地位。通过泛在的矿山物联网将井下环境参数、设备工况、人员信息、生产情况、安全状态实时传输到地面监控中心，实现井下的实时监控和调度，是安全高效生产的重要保障。但是，矿井巷道空间狭长，拐弯和分支多；巷道壁由煤、岩层和锚网构成，表面粗糙不平；巷道中有金属支架、大型生产设备、以及运输车辆、钢轨等设施，电波传播的多径效应强、衰落大、干扰严重。特别是在工作面，由于所有设备在采煤过程中不断向前推进，使得物理通信空间处于动态变化状态。目前的矿井无线通信系统主要有超低频透地通信、中频感应通信、漏泄通信、矿用小灵通、ZigBee、WiFi等系统类型。这些系统多是地面系统的简单移植，没有考虑到矿井的特殊难题，不能适应矿井复杂多变的通信环境，在部分矿井或部分巷道中使用效果较好，在其它矿井环境效果不佳。究其原因，是由于传统的无线通信系统采用了固定的通信频率、调制方式、带宽等参数，因此很难适应矿井各种因素的动态变化。此外，在矿井巷道这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于矿井环境的认知机会通信方法，其特征是：本专利技术的认知机会通信方法：移动目标携带能够发送或接收数据、或者能同时发送和接收数据的通信装置，每一个移动目标为一个节点；所述的移动目标，泛指矿井中一切移动的人员或设备；具体步骤如下：步骤1：构建矿井巷道移动节点运动模型：根据矿井动目标定位系统测得的节点运动历史数据分析节点相遇规律，所述的相遇规律为节点相遇的时间特征和空间特征；根据采煤班组的排班数据，分析不同人员所属的群组情况；根据节点对环境参数的认知结果，得到节点上下文信息；在这三方面的研究基础上，结合巷道物理结构构建节点运动模型；步骤2：矿井巷道时变通信环境协同认知：根据感知到的环境参数，...

【技术特征摘要】
1.一种适用于矿井环境的认知机会通信方法，其特征是：本发明的认知机会通信方法：移动目标携带能够发送或接收数据、或者能同时发送和接收数据的通信装置，每一个移动目标为一个节点；所述的移动目标，泛指矿井中一切移动的人员或设备；具体步骤如下：步骤1：构建矿井巷道移动节点运动模型：根据矿井动目标定位系统测得的节点运动历史数据分析节点相遇规律，所述的相遇规律为节点相遇的时间特征和空间特征；根据采煤班组的排班数据，分析不同人员所属的群组情况；根据节点对环境参数的认知结果，得到节点上下文信息；在这三方面的研究基础上，结合巷道物理结构构建节点运动模型；步骤2：矿井巷道时变通信环境协同认知：根据感知到的环境参数，及时估计节点在该时刻与附近节点之间的信道情况；根据地面监控中心对矿井巷道的监控需求和信道估计结果，调整通信系统参数，实现通信系统对矿井环境的自适应；步骤3：矿井巷道间歇或区域连通场景的机会数据传输：根据构建的节点运动模型和对通信环境的认知结果，实现具有矿井自适应能力的机会数据传输，进而实现区域性连通或间歇性连通场景下的稳定数据传输。2.根据权利要求1所述的一种适用于矿井环境的认知机会通信方法，其特征是：步骤1中：（1）利用矿井动目标定位系统采集矿井巷道运动节点的位置和出现时刻，得到节点运动历史数据集；（2）利用统计分析软件对节点运动历史数据集进行分析，发掘其中的时间特征、空间特征和群组特征；（3）根据得到的时间特征、空间特征和群组特征等统计规律，将矿井节点运动建模为具有时间相关性的马尔科夫模型；在该模型中，消息位于任一节点为当前状态，位于另外任一节点为下一状态，从当前状态到下一状态的转换对应于数据的传递，从一个状态到另外一个状态需要等待的时间为相遇间隔，在该状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡青松，杨俊伟，罗大伟，程勇，张亮，贾升煜，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32