基于DDS的分布式船舶通信嵌入式系统设计

设计分布式船舶通信嵌入式系统,提高船舶通信的稳定性和信号处理的实时性,提出一种基于直接数字式频率合成器(DDS)的分布式船舶通信嵌入式系统设计方法,构建通信系统的总体模型,系统设计指标需要满足信号采样率200 k Hz和8通道船舶通信信号的同步、异步输入输出功能。系统采用DDS作为核心控制芯片,采用模块化设计方案,主要包括模拟信号预处理模块、自动增益控制模块、复位电路、滤波电路和上位机通信模块。采用DDS实现船舶通信信号的频率合成,实现信号波束形成处理,提高通信的包络指向性。系统测试结果表明,该通信系统能满足船舶正常通信和信号处理的各种功能,信号处理能力较强,通信的保真度较高。     

有限传输路长的船舶匿名通信系统设计

船舶匿名通信系统信息传输延时长一直是传统船舶通信系统的主要弊端。对此设计有限传输路长船舶匿名通信系统。通信系统的硬件部分设计了内部芯片组和外部数字方位仪子模块、数字磁罗经子模块以及GPS通信信号接收机子模块;软件部分设计了1套高精度信号提取算法,可以将硬件部分传输的通讯信号进行算法加精,提取传输信息,实现高速率船舶匿名通信。实验证明,设计的船舶匿名通讯系统比传统通讯系统单位时间内信号传输率高20 G,固定通讯信息量传输时间减少2.2 s,可以有效减少船舶通讯延时。     

船舶通信系统信号采集稳定性测试模式识别

船舶之间、船舶与岸基之间的通信以无线信号为主,在船舶VAST、VHF等无线通信网络中,信号的调制与模式识别技术非常关键,决定了通信系统的信号传输精度,本文分别介绍船舶通信系统模拟信号调制和数字信号调制技术,结合时域与频域的分析方法,研究通信系统信号采集稳定性测试的模式识别技术,不仅能够提高船舶无线通信系统的信号调制和解调效率,而且对于信号的特征提取、后处理有重要意义。     

船舶通信系统的异常数据检测

船舶通信系统的传输信道和输出链路层受到码间干扰和多径影响的情况下,容易出现异常数据,导致通信中断和故障,需要进行异常数据检测,提高系统稳定性。提出一种基于频谱特征提取和分数间隔均衡的船舶通信系统异常数据检测方法,基于分数间隔均衡方法构造通信系统的信道均衡模型,采用格型滤波器进行通信系统传输链路的码间干扰滤波,对滤波处理后的输出通信信号进行频谱特征提取,根据频谱特征差异性实现异常数据检测。仿真结果表明,采用该方法进行通信系统异常数据检测的准确概率较高,提高了船舶通信系统的抗干扰能力和信道均衡性,降低输出误码。     

物联网技术的船舶通信过程切换信号监测系统设计

传统的船舶通信切换信号监测系统很难在短时间内监测到所有的通信切换信号,监测效果差。针对这一问题,基于物联网技术设计了一种新的船舶通信过程切换信号监测系统,系统硬件由监测层、网络层和管理层3部分组成。软件由程序初始化、信号获取、信号判别、数据存储4步组成。为检测监测系统工作效果,与传统监测系统进行实验对比。结果表明,基于物联网技术设计的监测系统可以在短时间内监测到所有的船舶通信信号,监测能力强,应用价值高。     

分布式船舶通信信号系统的优化设计

传统船舶通信信号系统不仅复杂性高,而且性能差。为此优化设计了一种分布式船舶通信信号系统。分析了当前常见船舶通信信号系统的弊端,给出分布式船舶通信信号系统中地面系统和船载系统的实施方案,依据差异原则设计系统结构。介绍了系统通信控制服务器设计过程,硬件安装选用简单易实现的CBCI插卡方式。分析了容错与安全管理单元设计过程,给出FPGA内部结构和通信模块设计过程,通过通信信号供电单元为系统供电。软件设计主要包括通信接口软件与信号控制算法设计。实验结果表明,所设计系统性能优。     

基于物联网的多船舶联合通信系统设计

利用传统多船舶联合通信系统对数据信息进行传输,存在数据传输效率低,容错率低的问题。针对上述问题,设计一个基于物联网的多船舶联合通信系统。该系统设计主要分为3部分:1)构建系统整体框架;2)根据框架设计系统硬件,包括中央控制芯片设计、联合通信接口设备设计、A/D转换芯片设计;3)设计系统软件,为系统硬件提供运行逻辑,包括系统控制模块设计、联合通信接口模块设计、信息传输模块设计。结果表明:随着传输数据总量的增长,本系统传输效率和容错率一直控制在90%以上,远远高于基于CAN总线的联合通信系统、基于时变协作的联合通信系统的传输效率和容错率。     

基于神经网络的舰船混沌保密通信系统研究

以提升舰船通信安全性及同步性为出发点,设计基于神经网络的舰船混沌保密通信系统。基于舰船混沌同步保密通信系统一般模型,在系统发射端设计基于径向基函数神经网络（RBFNN）的跟踪器,跟踪舰船信息信号,通过混沌调制模块调制系统的状态量参数,并加密舰船信息信号将其混沌视为载波进行混沌掩盖后,通过信道进行传输,经噪声消除器去除信号噪声后,在混沌解调模块设计基于RBFNN的同步控制器,输出同步解调后的原始舰船信息信号传输至接收端,实现舰船信息保密同步通信。实验结果显示,该系统加密后,信息可有效掩盖信号真实情况,信号去噪后可还原信号本真,解调后可在接收端实现高精度的信号还原;且该系统应用后的信息可有效防止攻击者窃取。     

基于船联网的船舶通信网络互信认证体系设计

近几年来,互联网技术和计算机技术在通信领域的应用越来越深入,逐渐改变了传统的单一无线通信方式,且信号传输类型和传输模式的差异化程度也越来越高。本文主要针对船舶的通信网络体系设计,系统介绍船联网的通信协议、通信架构和数据链路等技术模块,并利用船联网技术设计和改进出纳表的通信网络互信认证体系,对提高船舶通信能力有重要意义。     

船舶机电系统故障信号远程通信容错诊断方法

远程通信系统是船舶机电系统故障信号传输与接收的关键。若远程通信容错率较低,则获得故障信号的完整性、精确性较差,致使故障严重性等级诊断结果失准,故提出船舶机电系统故障信号远程通信容错诊断方法研究。搭建远程通信容错架构(容错TTE模型),以此为基础,配置信息描述表结构,记录故障信号的传输与接收情况,制定远程通信容错算法,以接收的故障信号为依据,诊断机电系统故障的严重性级别,实现船舶机电系统故障信号远程通信容错的诊断。实验数据显示:应用此方法后,机电系统故障诊断严重性等级与实际严重性等级一致,充分说明该方法具备可行性。