[發(fā)明專利]礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議、系統(tǒng)及其設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010497000.2
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN113766548A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷志茹;陳順科
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲信通智能科技有限公司
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W40/24;H04W80/02;H04W80/04;H04W80/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議、系統(tǒng)及其設(shè)計方法，所述礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議設(shè)計方法包括以下步驟：在礦井中布置通信節(jié)點，所述通信節(jié)點包括主節(jié)點和從節(jié)點，建立所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間的通信網(wǎng)絡(luò)，所述通信網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、MAC層以及物理層，其中，所述通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層具有主節(jié)點控制規(guī)則和從節(jié)點重置規(guī)則以實現(xiàn)礦用通信網(wǎng)絡(luò)的自維護(hù)功能。采用本發(fā)明的方法使得當(dāng)從節(jié)點接入錯誤網(wǎng)絡(luò)，可以自動脫離現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并自主加入正確網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)從節(jié)點故障，主節(jié)點可以在線監(jiān)測并定位到相應(yīng)節(jié)點，并把損壞節(jié)點踢出網(wǎng)絡(luò)，并且主節(jié)點能夠自主維護(hù)從節(jié)點檔案，并更新路由，且以上過程完全不需要人員干預(yù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體公開了一種礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議、系統(tǒng)及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)

礦井下是一個特殊的工作環(huán)境，在礦井下的無線信道不同于一般的地面無線通信信道，具有如下特點：

(1)井下空間窄小，無線電磁波在空間中傳播，會遇到多次反射，使得信號經(jīng)過多條路徑到達(dá)接收端，從而存在頻率選擇性衰落。

(2)礦井縱橫可達(dá)幾十到上百公里且空間狹小、巷道傾斜、有拐彎和分支、巷道表面粗糙，所以對多通信節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)和保養(yǎng)困難。

(3)井下空間有限、機電設(shè)備相對集中、功率大，因此電磁干擾嚴(yán)重，所以礦井無線通信系統(tǒng)工作頻率選擇上應(yīng)考慮這些干擾源，應(yīng)盡量選擇高頻或甚高頻作為系統(tǒng)工作頻率。

由于礦井下無線信道的特殊性，制約了礦井無線通信系統(tǒng)的發(fā)展。迄今為止，我國礦井下主要以有線通信方式為主。國內(nèi)外礦井無線通信方式主要有漏泄通信、感應(yīng)通信、透地通信、PHS通信、3G通信系統(tǒng)等。其中透地通信系統(tǒng)存在著設(shè)備體積大、重量重、信道容量小、地面設(shè)備功率大、地面天線布置困難、單向通信等問題，因此不宜用作煤礦井下無線通信系統(tǒng)；漏泄通信系統(tǒng)存在著帶寬窄、抗災(zāi)變能力差、大量的串聯(lián)中繼導(dǎo)致可靠性差、不具備冗余功能等問題，因此不宜作煤礦井下無線通信系統(tǒng)；PHS通信系統(tǒng)與3G通信系統(tǒng)存在著基站控制器和基站非本質(zhì)安全型防爆、系統(tǒng)不具備冗余功能、抗災(zāi)變能力差、帶寬窄、井下基站至地面最大通信距離不滿足井下通信大于10公里的要求等問題。

所以亟需一種適應(yīng)礦進(jìn)信道應(yīng)用的無線通信協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議設(shè)計方法，至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議設(shè)計方法，所述礦用通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)協(xié)議設(shè)計方法包括以下步驟：

在礦井中布置通信節(jié)點，所述通信節(jié)點包括主節(jié)點和從節(jié)點，建立所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間的通信網(wǎng)絡(luò)，所述通信網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、MAC層，以及物理層；

其中，所述通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層具有主節(jié)點控制規(guī)則和從節(jié)點重置規(guī)則以實現(xiàn)礦用通信網(wǎng)絡(luò)的自維護(hù)功能。

優(yōu)選地，所述主節(jié)點控制規(guī)則包括：

所述主節(jié)點查詢MAT中所述從節(jié)點的狀態(tài)，若所述從節(jié)點狀態(tài)為“1”，所述主節(jié)點將所述從節(jié)點踢出所述通信網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，所述從節(jié)點重置規(guī)則包括：

所述主節(jié)點查詢SIB中所述從節(jié)點的狀態(tài)，若所述從節(jié)點狀態(tài)為“1”，設(shè)置NIB屬性中的NXPMODULETYPE屬性為未定義，所述從節(jié)點離開所述通信網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，所述主節(jié)點控制規(guī)則中所述主節(jié)點將所述從節(jié)點踢出所述通信網(wǎng)絡(luò)的步驟為：

所述主節(jié)點的應(yīng)用層發(fā)送刪除命令通知所述主節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行所述從節(jié)點刪除操作；

所述主節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)層接收到刪除命令后向所述主節(jié)點的MAC層發(fā)出Kick命令；