隧道建造中遥控信号传输方法研究及实现

作     者：游宇嵩 杨清海 荆留杰 沈中 

作者机构：西安电子科技大学通信工程学院 中铁工程装备集团有限公司 

出 版 物：《北京交通大学学报》 (Journal of Beijing Jiaotong University)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 081406[工学-桥梁与隧道工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB2602203) 

主　　题：无线通信 低时延通信 遥控信号 隧道建造 

摘      要：在隧道建造领域内，远程遥控是实现智能建造的重要举措，针对当前遥控信号传输面临的通信时延高、可靠性低、稳定性差的问题，首先本文提出了一种多链路低相关度的通信架构，通过将感知信号与控制信号进行频谱分离，降低通信耦合度，其次通过研究隧道场景下不同频段的电波衰减规律，为遥控信号传输提供了参考指标。在控制信号传输中，基于有限码长编码理论与Little定理，得到了定误码率下信噪比、可达速率与信息帧长度的关系，建立了隧道内低时延传输通信模型，设计了适用于控制信号传输的帧结构，进行了低时延通信收发机的设计与实现。在感知信号传输中，基于隧道内超高频频段电波传播规律及信号强度与通信带宽的对应关系，给出了适用于感知信号传输的信号强度区间。基于遥控信号传输要求与所提供的参考指标，进行了相关实验，实验表明控制信号传输通信时延均值为0.75ms，感知信号传输通信时延≤200ms，验证了所提出的隧道建造中遥控信号传输的通信架构及相关技术的有效性和可靠性。