基于IEEE 802.11ah的井下安全监测传感网性能分析

王倩玉¹，陈岩¹，杨俊秋¹，李松¹，孙彦景^1,2

1. 中国矿业大学信息与控制工程学院2. 西安科技大学通信与信息工程学院

摘 要：针对煤矿井下特殊通信环境对安全监测无线传感网的需求及现有安全监测无线传感网存在接入设备数量和传输距离受限等不足,提出了将IEEE 802.11ah应用于煤矿安全监测无线传感网,并利用NS-3仿真平台对其传输距离、吞吐量、时延、能耗等性能进行了分析。分析结果表明,IEEE 802.11ah的传输距离远大于传统WiFi通信技术,其传输距离为600m时丢包率仍为0;当节点数较少、网络未饱和时,节点竞争信道冲突和碰撞情况并不严重,IEEE 802.11ah在吞吐量、时延、能耗等方面的性能优势并不明显,但在接入节点数众多时,IEEE 802.11ah能很好保证网络的吞吐量、时延、能耗等性能,网络饱和后随着接入节点数的增加,相比传统WiFi通信技术网络性能的持续大幅下降,其网络性能下降幅度更小且渐趋稳定;IEEE 802.11ah网络上行链路数据传输性能与受限访问窗口参数选取有关,准确选取受限访问窗口参数可以更好地发挥基于IEEE 802.11ah的煤矿安全监测无线传感网的性能优势。

关键词：煤矿安全监测;井下无线传感网;RAW机制;网络性能;时延;吞吐量;IEEE 802.11ah;