基于射线追踪路径损耗模型的煤矿巷道基站选址方法

• Published in: 工矿自动化 Vol. 50; no. 11; pp. 70 - 77
• Main Authors: 王逸飞, 王怡雯, 许议丹, 黄晓俊
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 智慧矿山先进通信技术陕西省高校工程研究中心,陕西 西安 710054 2024; 西安科技大学 通信与信息工程学院,陕西 西安 710054
• Subjects: mine communication; digital elevation model; 覆盖半径; 基站选址; coverage radius; 路径损耗模型; base station site selection; genetic algorithm; 数字高程模型; 遗传算法; path loss model; 矿井通信; 射线追踪法; ray-tracing method
• ISSN: 1671-251X
• DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2024080073

TD655; 煤矿巷道狭长且多分支的结构特征导致 5G信号难以实现全面覆盖,巷道内的高路径损耗导致无线信号传输受限,因此需要对煤矿巷道基站进行选址规划.现有方法大多通过最大化视距区域的覆盖范围实现基站选址,忽略了非视距区域的基站选址问题.针对该问题,提出了一种基于射线追踪路径损耗模型的煤矿巷道基站选址方法.基于射线追踪路径损耗模型确定矩形断面巷道中基站的覆盖半径;构建了巷道数字高程模型,在此基础上确定了基站位置优化问题的目标函数,通过最小化基站数量和位置优化达到最佳覆盖率;采用遗传算法对基站位置进行优化选择,从而确定基站最优位置.仿真结果表明,使用 14个基站的选址方案时,网络覆盖率为91.2%,与数值计算结果的误差仅为 2.4%.煤矿巷道实测结果表明,信号接收功率略低于模拟结果,-80 dBm的信号强度可提供 200 m的覆盖半径,验证了射线追踪路径损耗模型的有效性.