[发明专利]一种矿井移动目标无线通信的防碰撞算法

摘要

在煤矿井下移动目标定位系统中，设计可靠的、并发识别能力好的无线通信算法，可以有效减少定位系统的漏读率，并通过对无线碰撞概率的控制，提高系统的可靠性，从而达到提高矿井移动目标定位系统性能，为煤矿生产提供安全保障的目标。本发明在此分析矿井定位系统的几种无线通信技术及其对漏读率影响的基础上，发明设计了“多发筛漏”算法，并在多发筛漏法的基础上，引入“时间片调度”算法，该算法在实现读卡器和标签双向通信的基础上，有效的降低了漏读率，可谓一举两得。

主权项

多发筛漏算法设计实际通信中标签至少需要数秒钟才能通过读卡器的覆盖范围，若标签休眠时间较短，那么可以在读卡器的覆盖范围内发送多次标签号。在标签的多次发送中，只要有一次被读卡器正确读到，便可认为是通信成功。所以，在标签能耗满足要求的前提下，适当地减少休眠时间，增加标签发射次数，有助于读卡器筛除漏读标签，减少漏读率。将这种连续尝试多次发送，以确保至少一次被成功接收到的方法，称为“多发筛漏法”。以n个标签退避i次的碰撞概率为例介绍。在通信过程中，当信道忙碌检测成功时，检测到碰撞的标签会退避重发。当标签最大退避次数为i，可计算出，标签退避i次仍碰撞的概率为退避后又碰撞的概率p₁(n，i)为：$P_1(n,i)=[P_1{(n,0)]}^{(i+1)}=[\underset{m=1}{\overset{m=n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{n-1}^m\×{{\left(\frac{2t_S-2t_L}{T}\right)}^m]}^{(i+1)}---(4-9)$而信道忙碌检测失败的情况，由于标签没有检测到信道忙碌，会误以为发送成功，在发送数据之后，进入休眠状态，不存在退避重发。设最大退避次数为i，其碰撞概率P₂(n，i)与不退避时碰撞概率P₂(n，0)相同，即：$P_2(n,i)=P_2(n,0)=\underset{m=1}{\overset{m=n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{n-1}^m\×{\left(\frac{2t_L}{T}\right)}^m---(4-10)$。