室内电磁波传播衰减统计模型用于矿井的适用性研究
孙继平
彭铭
中国矿业大学(北京)人工智能学院,北京 100083
摘要：5G,5.5G,WiFi6,WiFi7,UWB,ZigBee等矿井移动通信、人员和车辆定位、无线视频和无线传感等系统的设计、规划和优化,需进行矿井电磁波传播分析.电磁波传播衰减统计模型是预测电磁波传播衰减的有效方法.分析研究了室内电磁波传播衰减统计模型在矿井的适用性:①矿井电磁波传播为有限空间特殊环境中远距离传播,与地面室内长方体简单环境中近距离电磁波传播不同.②矿井巷道四周为较厚的煤岩,对电磁波具有较强的吸收能力,巷道支护材料进一步阻挡了电磁波穿透,一般不考虑电磁波穿墙衰减.室内-室内电磁波传播衰减统计模型中的COST-Multi-Wall模型、Keenan-Motley模型考虑电磁波穿墙衰减,不适用于矿井.③矿井的基站和无线终端均在巷道内,为有限空间内部电磁波传播.室外-室内电磁波传播衰减统计模型适用于基站在室外开放空间、无线终端在室内有限空间的电磁波传播,不适用于矿井.分析研究了室内电磁波传播衰减统计模型对矿井不同场景(矿井辅助运输大巷、掘进巷道、拐弯巷道、分支巷道、综采工作面)中电磁波传播衰减的预测误差:利用室内电磁波传播衰减统计模型中的WINNER II模型、3GPP InH-Office模型、ITU-R P.1238模型、ITU-R M.2412 InH模型预测矿井电磁波传播衰减时,总的误差均值分别为 9.3,8.2,9.9,7.7 dB,由于预测误差较大,这些模型不适用于矿井.目前没有专门针对矿井特殊环境建立的矿井电磁波传播衰减统计模型.因此,有必要针对矿井有限空间特殊环境,研究建立矿井电磁波传播衰减统计模型,指导矿井通信基站和定位分站及其天线的设计和布置.
关键词：矿井通信电磁波传播电磁波衰减统计模型基站布置
分类号：TD655(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(52074305)
论文发表日期：2025-02-09
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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