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作者：王逸飞;王怡雯;许议丹;黄晓俊;
单位：西安科技大学通信与信息工程学院;智慧矿山先进通信技术陕西省高校工程研究中心;
摘要：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。
关键词：矿井通信;射线追踪法;路径损耗模型;基站选址;覆盖半径;数字高程模型;遗传算法
基金资助：陕西省重点研发计划项目（2022GD-TSLD-64）
