几种数字信号处理技术在短波水上通信系统中的应用浅析

短波通信因失真少、传输距离远、抗毁性强等因素一直是海上通信的主流方式,模拟传输手段则因实现性强、成本低长期以来作为海上通信的主要传输方式。随着技术的进步和经济的发展,数字技术应用成为水上通信系统未来一段时间的主流和趋势,本文旨在通过对短波电台调制方法和语音编码方式选择的研究,探索将数字化技术引入短波水上通信系统的可能性和实现方法。     

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。     

5G环境下舰船载波通信网络信息传输延时补偿算法

舰船载波通信网络存在多个传输链路,相同载波通信间在延时补偿时容易产生互扰,导致最终的补偿差值过大。针对这一问题,在5G环境下,设计一种舰船载波通信网络信息传输延时补偿算法。首先将载波通信传输过程模拟为一个空间单元,并利用5G技术获取舰船载波信息,再采用离散时间模型描述舰船载波通信,从而判断通信网络信息延时状态。基于此,采用一阶换算处理方法计算时延载波信号误差,从而建立链路模块化补偿算法。实验结果表明:本研究设计的补偿算法的补偿差值最小。     

直扩通信系统中DQPSK解调算法的改进研究

文章在阐述DQPSK调制算法原理和实现方法的基础上,在解调器采用旋转法解差分编码,并通过鉴相器,产生控制载波捕获与跟踪用的信号,克服了载波相位模糊度问题、数字信号可能极性倒置等问题。基于DQPSK调制改进算法的分析,利用Matlab对该算法进行仿真,结果表明,所述改进算法基本满足通信要求。     

船舶保密系统的设计与实现

为了提高船舶通信中的信息安全性,进行船舶保密信息系统设计。提出一种基于椭圆曲线密码通信的船舶保密系统设计方法,采用二进制比特序列调制方法进行船舶保密信息传输的信息编码,根据Turbo码构造加密和解密密钥,运用椭圆曲线密码体制构造船舶保密通信的传输协议。在嵌入式Linux内核下进行加密算法加载,实现船舶保密系统优化设计。仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶保密通信,数据的加密性较好,抗攻击和干扰能力较强,数据信息安全性得到提高。     

船舶保密系统的设计与实现

为了提高船舶通信中的信息安全性,进行船舶保密信息系统设计.提出一种基于椭圆曲线密码通信的船舶保密系统设计方法,采用二进制比特序列调制方法进行船舶保密信息传输的信息编码,根据Turbo码构造加密和解密密钥,运用椭圆曲线密码体制构造船舶保密通信的传输协议.在嵌入式Linux内核下进行加密算法加载,实现船舶保密系统优化设计.仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶保密通信,数据的加密性较好,抗攻击和干扰能力较强,数据信息安全性得到提高.     

基于单片机的分布式船舶电站控制系统

船舶电站管理系统的性能是船舶自动化程度的重要标志，以单片机为基础的DCS控制系统以数字量传输方式代替传统的模拟量传输，便于应用计算机作为上位机对系统参数及运行状态进行监督及控制，上位机与单片机之间采用RS-485串行总线进行通信。针对系统中存在的多机通信问题给出解决方案及实现方法，设计相应的上位机监控软件。     

船舶ZigBee无线信道研究

为了实现干散货全自动清舱系统中工作站与智能清舱机间的通信,对ZigBee无线通信技术进行研究.采用对数距离损耗模型分析ZigBee的传输距离,并对传输延时以及传输速度进行测试.根据在船舱内ZigBee实验的结果,设计ZigBee应用方案.     

基于OFDM低压电力线通信技术研究

论文主要研究了低压电力线通信中OFDM调制解调技术原理及其实现过程,针对OFDM峰均功率比(PAPR)比较高的问题,提出了一种改进的OFDM调制解调技术(相位干涉法)并进行了仿真分析,使信息传输的安全性和可靠性有了很大的提高。     

船舱热温度感应系统设计与实现

为了提高船舱热温度实时采集和感应的稳定性和可靠性,提出一种基于51单片机的船舱热温度感应系统的设计方法,系统功能模块组成包括了船舱热温度采集模块、传感器模块、AD电路模块、复位电路和温度过热的中断保护模块等,采用PCI桥接芯片与51单片机进行总线传输控制,结合上位机通信模块进行船舱热温度感应后的智能分析和远传控制,采用嵌入式ARM进行系统的程序加载控制设计,提高温度感应过程中的抗干扰能力,在集成DSP环境下完成系统硬件开发设计。仿真结果表明,设计的船舱热温度感应系统具有很好的温度采集和传输控制能力。     

基于OFDM低压电力线通信技术研究

论文主要研究了低压电力线通信中OFDM调制解调技术原理及其实现过程,针对OFDM峰均功率比（PAPR）比较高的问题,提出了一种改进的OFDM调制解调技术（相位干涉法）并进行了仿真分析,使信息传输的安全性和可靠性有了很大的提高.     

基于电力线载波技术的船舶通信研究

本文分析了在船舶电网环境下采用电力线通信的可行性,解决了电力线载波通信在船舶通信中应用的关键技术——采用OFDM调制解调技术解决电力线传输噪声的问题。     

舰船通信网络数据多路径嵌入式传输方法

针对舰船通信网络数据拥塞,传输不完整的问题,提出了舰船通信网络数据多路径嵌入式传输方法。预测数据平稳性,清除噪声数据,确保传输数据均在传输通道内,计算通信网络节点和感知目标之间的距离,根据最短距离确定最佳路径,独立维护子集和元数据,并根据任务顺序进行存储资源分配;采用嵌入式终端对数据进行重构,查询、读取数据,结合自适应传输方式进行数据传输。实验结果表明,该方法数据传输完整,且数据传输拥塞控制结果与理想值相差3 bit,具有高效、完整的传输效果。     

船用局域网络信息传输时延的优化和控制

船用局域网络信息传输的多普勒衰减产生传输时延,为了提高传输的时效性和数据输出的实时性,提出一种基于自适应波特间隔均衡的船用局域网络信息传输时延控制方法。构建船用局域网络信息传输信道模型,采用直接序列扩频调制方法进行多普勒衰减抑制,提高数据传输的带宽扩频能力,采用波特间隔均衡方法进行传输链路层的信道均衡设计,在数据输出终端采用随机序列码进行调制解调处理,由此实现船用局域网络信息传输时延控制。仿真结果表明,采用该方法进行船用局域网络信息传输,时延较小,输出数据的正确比特率较高,抗干扰能力较强,在船舶网络通信中具有很好的应用性能。     

船舱内异常压力警戒监控平台的设计与实现

传统方法一般基于物联网技术对船舱内的异常压力警戎监控,且主要通过增加数据分析模块来缩短监控时间,却忽略了监控领域对监控性能的影响,存在监控不准确、效率低及性能差的问题。提出一种船舱异常压力警戒监控的无线网络平台。对硬件部分的警戒模块、接口模块、电源模块、控制模块、传输模块、采集模块进行分析,通过采集模块对船舱异常压力警戒监控数据进行采集,利用传输模块将所得数据进行传输,借助接口模块对各模块进行接口设置,电源模块提供电源,警戒模块主要是对船舱内异常压力进行警戒,并设计无线网络平台软件部分。实验结果证明,所设计的监控无线网络平台其监控所需时间更短、准确度更高,具有更好的性能。     

大数据环境下舰船监控信息传输路径规划算法

以往传输路径规划算法受到噪声影响,存在规划效果差的问题,为了解决该问题,提出大数据环境下舰船监控信息传输路径规划算法研究。通过组建通信链路干扰线路,可计算不同信道干扰电平,由此获取信道分配权重阈值,得到干扰最小信道。在该信道内,构建信息拓扑结构,保证每个信息节点有且仅有一个父节点,使用启发函数来指导搜索方向,采用优先队列key值更新权值大小,将所有目标节点状态变为连续状态,由此实现监控信息传输路径规划。通过实验对比结果可知,该算法规划效果较好,为舰船监控信息传输节省时间。     

进人数字系统时代的水下通信

水下通信采用模拟调制技术已经数十年了。移动通信的飞速发展使人们对尚未完成的数字语音通信系统寄予厚望，相信在不久的将来一定会实现。数字通信的优点是显著的。它抗干扰性强；可以加密传输；可以进行图像传输；未来的系统甚至允许多用户同时访问。预测了未来数字通信系统将逐步地实现上述功能，并说明了要做的工作主要是改变编码方式。以后的改进工作毫不例外地会采用软件升级的方式。如果考虑使用数字系统，最重要的问题是硬件的安装，特别是语音阵列的选择。     

船联网数据分发的路径时延模型研究

近年来由于信息传输时延问题导致船舶航行事故频发,为减小船舶航行安全事故发生的概率,对船舶航行过程中数据分发路径传输时延问题的有效处理成为当前亟待解决的问题,逐渐受到了广泛关注。在船联网数据分发通信过程中,需要通过多层网络对不同船舶的通信状态进行传输和接收,由于舰船数据分发网络路径的结构层次复杂,且易受到外界因素干扰,信息传输频率不同,造成信息传输特征存在延时、错误等问题,会对通信效果造成不良影响。因此,针对船联网数据分发的路径时延模型进行研究,提出采用信息重排的网络性能优化算法对船舶数据分发向量进行重新排列,以便提高数据集成优化程度,实现网络数据分发路径成优化评估信息,保障信息传输质量。为检验该方法的有效性和灵敏度,分别进行数据分发延时检测实验和误差检测实验,实验结果证实基于信息重排的网络性能优化算法设计的船联网数据分发的路径时延模型信息传输性能及抗干扰能力均优于传统方法,有较高的参考价值。     

舰载网络中未知协议识别方法研究与仿真

舰载网络通信中,由于舰船的自组织特性和过往船只的不确定性,通常会受到未知协议的通信求情,对舰载网络中的未知协议有效识别,提高舰载网络通信链路存活性和稳定性。目前舰载网络未知协议识别采用的是端口路由分层识别方法,存在通信信号传输的保真度不好,路由开销大等问题,提出一种基于高阶谱包络调制的舰载网络中的未知协议识别方法。构建舰载网络通信的系统模型,对舰载网络进行路由分簇设计,对舰载网络通信中的未知协议进行多接口多信道的自组织网络分配,采用高阶谱包络调制方法对通信信号进行特征提取和动态融合,实现对舰载网络中的未知协议的优化识别。仿真结果表明,采用该算法能有效实现舰载网络中的未知协议的特征提取和识别,提高了通信链路的存活时间,降低舰载网络通信的误码率。     

水下通信中单边带调制电路的设计与实现

针对水下通信载波频率很低的特点,设计相应的载频移相网络,低频宽带移相网络和相乘器电路实现单边带调制,通过Multisim 10对电路进行仿真。通过对实际电路进行测试,电路的边带抑制比可达到34 dB,满足水下通信系统的要求,为低载频段用移相法实现单边带调制技术的实际应用提供了参考。