煤矿井下移动通信对高效安全生产组织、抢险救灾中有着十分重要的意义，然而煤矿井下环境和生产的特殊性，当前广泛应用基于有线骨干网络支撑的无线移动接入通信网络不能适应这一特殊背景应用的需求，导致目前的煤矿井下移动通信系统落后。本文以东南大学移动通信国家重点实验室承担的煤矿井下移动通信项目为依托，针对应用环境和业务的特点与要求，采用先进无线多跳自组织移动通信网络技术，设计开发了适应矿井环境无线网络拓扑部署的专用无线分组集群通信网PRTN。 在项目先期研发工作基础上，论文通过借鉴IEEE802．16MAC协议，提出了一种改进时隙分配算法，运用了预留时隙并动态分配时隙，既增加了网络无线跳数又扩大了无线覆盖范围，且提高了网络综合业务接入的效率与能力，有利于降低通信系统功耗；针对现有系统路由算法仅能逻辑线形拓扑网络应用的不足，论文则给出了相应的改进方案，使系统具有线形和树形网络拓扑应用能力。论文研究的部分改进方法通过在改进的系统硬件平台上的开发实现，并经实际测试网络试验，获得了正确性与可用性的验证。