舰船无线通信中5G信道资源分配算法设计

设计船舶无线通信中5G信道资源分配算法,在增大舰船无线通信网络吞吐能力的同时,改善网络通信质量。基于非正交多址技术的上行链路D2D舰船无线通信网络模型,在D2D发送用户与若干个D2D接收用户之间建立数据通信信道,生成D2D用户组,将D2D通信网络最大吞吐量作为优化目标,构建满足蜂窝、D2D用户接收信号SINR阈值等约束条件的5G信道资源分配模型,采用用户-子信道双边匹配算法获取子信道分配策略,利用注水功率分配算法确定D2D用户组功率分配策略,实现舰船无线通信的5G信道资源分配。结果表明：该算法可实现舰船无线通信网络5G信道资源分配,允许40个D2D用户组接入到通信网络中;NOMA传输机制下的网络吞吐量高于OMA机制,数据传输速率达到220 bps以上,干扰度小。     

基于数据驱动的舰船通信网络异常行为检测方法

为了提高对舰船通信网络异常识别能力,提出基于数据驱动的舰船通信网络异常行为检测方法。采用最短路径和最大覆盖范围寻优方法构建舰船通信网络的节点覆盖模型,通过最小间隔均衡技术对舰船通信网络的信道均衡控制,提取舰船通信网络的信道传输信息特征。对舰船通信网络的行为特征参数分析,结合谱分量融合和融合聚类处理方法,实现对舰船网络异常行为的数据驱动控制。根据数据驱动的图模型参数识别和异常谱特征聚类分析,实现对舰船通信网络异常行为检测。测试结果表明,该方法能够进行舰船通信网络异常行为检测处理,提高信道均衡性能     

舰船多信道无线网络抗干扰算法设计

为提升舰船设备通信质量及稳定性,设计舰船多信道无线网络抗干扰算法。建立舰船多信道模型,获取舰船多信道网络信号,提取舰船多信道网络干扰信号特征、计算干扰信号特征数据邻域距离、可达距离和异常因子,从信号中挖掘干扰信号;改进小波阈值算法对舰船多信道无线网络干扰信号进行抑制,实现舰船多信道无线网络的抗干扰。实验结果表明：该算法应用后,舰船的多信道无线网络的频率变化稳定,抗干扰效果较好,可保证接收端完整接收发射端的信号。     

复杂电磁环境下离岸舰船无线网络信号优化

复杂电磁环境下,离岸舰船无线网络传输信号信噪比较差,因此提出复杂电磁环境下离岸舰船无线网络信号优化方法。通过获取离岸舰船无线网络矢量信号,得到组件信号压缩测量矩阵,从而完成传输信号稀疏特征提取。在信号稀疏特征已知的条件下,采用适当接收极化,抑制传输过程中噪声的干扰与影响,完成传输信号干扰优化。在传输干扰信号最优化的条件下,确定信号传输寻优范围,完成离岸舰船无线网络信号接收质量优化。设计仿真实验,对比复杂电磁环境下优化前后离岸舰船无线网络信号信噪比,证明本文方法的有效性。     

基于K-means聚类的舰船通信网络异常数据检测

为了解决海上通信环境中的干扰和传输问题,提升舰船通信网络通信质量和可靠性,提出基于Kmeans聚类的舰船通信网络异常数据检测方法。构建舰船通信网络通信多径信道模型,利用该模型获取舰船通信网络数据。使用基于超窄带滤波的舰船通信网络数据滤波处理方法去除舰船通信网络数据内的干扰噪声,将无噪声的舰船通信网络数据作为输入,使用K-means聚类算法输出舰船通信网络异常数据检测结果。结果表明,该方法采集舰船通信网络数据较为准确,并可有效去除数据内含有的干扰噪声,降低舰船通信网络数据幅值区间,同时可用聚类方式准确检测舰船通信网络异常数据,应用效果较为显著。     

舰船通信网络中的移动脆弱节点定位与实现

舰船通信网络采用节点分布式组网设计,实现与外界的无线通信和远程卫星通信,对网络中的移动脆弱节点准确定位检测,实现对网络故障的及时诊断。本文提出一种基于网络传输信道量化跟踪融合的移动脆弱节点定位方法。首先构建舰船通信网络的节点分布模型,在舰船通信网络的多径传输信道中进行节点之间传输数据的信号分析;然后采用信道量化跟踪融合方法进行移动脆弱节点的异常特征提取,实现异常脆弱节点定位;最后进行实验测试,仿真结果表明,该方法对舰船通信网络中的移动脆弱节点定位检测的准确概率较高,时间开销较小,在通信网络故障诊断中具有实用性。     

相关瑞利衰落信道最大比合并建模仿真研究

通过建立相关瑞利衰落信道最大比合并的仿真模型,从理论上研究瑞利衰落信道中分集支路相关时最大比合并的误码性能.通过对对流层散射通信的信道进行理论分析和相应的公式推导,建立了相关瑞利衰落信道最大比合并的数学模型;基于MATLAB通过数值仿真的方法,系统地分析不同条件下误码率与信噪比之间的关系,并对分集接收中最大比合并的误码率性能进行讨论.研究结果表明采用最大比合并的分集接收策略能有效地改善瑞利衰落对无线信道传输信号的影响.同时该分析方法对于研究实际的分集接收系统具有理论指导作用.     

舰船通信网络的信道均衡化技术

当出现多个终端节点涌入一条通信信道情况后,就极易发生信道不均衡问题,导致误码率较高和传输延迟,影响数据信息传输的准确性和实时性。为此,研究一种舰船通信网络的信道均衡化技术。该研究先是将舰船通信网络简化成拓扑结构,并进行舰船信道估计,建立舰船通信网络的信道均衡问题目标函数模型;后利用遗传算法对上述模型进行求解,得出信道均衡化最优方案。结果表明,与3种前人研究的均衡化方法相比,所研究方法应用下,误码率较低,数据延迟传输时间更短,证明了所研究方法的信道均衡化效果更好。     

激光传感器的舰船通信系统

为了提高舰船通信传输的稳定性,降低通信误码和失真,进行通信系统优化设计,提出基于激光传感器量化融合跟踪和信道均衡控制的舰船通信系统。构建舰船通信系统的信道模型,采用激光传感器量化融合跟踪方法进行通信信道均衡设计,结合波特间隔均衡和最小均方误差准则进行舰船通信系统均衡器设计,在通信系统的接收端设计调制解调模块进行通信信号调制和滤波处理,完成通信系统的优化设计。系统测试结果表明,设计的舰船通信系统能提高舰船通信信道的均衡性,输出误码率较低。     

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。     

云计算环境下可重构的舰船通信数据传输研究

为提升航行过程中,相邻两舰船间通信数据传输质量,设计云计算环境下,可重构舰船通信数据传输模型。通过云总线协议分层、云环境拓扑结构搭建,完成云计算环境的搭建。通过舰船通信数据传输流程研究、可重构光纤通信传输研究、可重构舰船通信数据传输总线结构研究,完成基于云计算环境,可重构舰船通信数据传输模型的搭建。模拟模型使用环境,设计对比实验结果表明,应用新型模型后,相邻两舰船间数据传输速率提升,传输等待响应时间缩短,大大提升通信数据传输质量。     

舰船通信网络的路由安全研究

路由是保证舰船通信网络数据成功传输的重要路径,当前舰船通信网络路由受到多种类型行为攻击,舰船通信网络路由极不安全,为了保证舰船通信网络路由安全,提高舰船通信网络数据传输成功率,设计了基于攻击频率的舰船通信网络路由安全评估模型。首先研究当前舰船通信网络路由安全评估模型的工作思想,分析舰船通信网络路由安全评估误差大的原因,然后采集舰船通信网络路由攻击频率数据,利用最小二乘支持向量机根据舰船通信网络路由攻击频率数据得到舰船通信网络路由安全评估结果,最后在Matlab 2016仿真环境进行了舰船通信网络路由安全评估实验,本文模型的舰船通信网络路由安全评估误差小,克服了当前其它模型存在的局限性,而且舰船通信网络路由安全评估效果优于当前其它模型,可以有效保证舰船通信网络通信安全。     

基于无线自组织网的船舶通信信号传输质量检测方法

针对船舶通信信号传输质量研究,采用传统方法存在检测效率低的问题,提出了基于无线自组织网的船舶通信信号传输质量检测方法。构建船舶通信信号模型,检测设备连接情况,实时处理接收到的信号。保证码元周期不变,可获取接收信号表现函数。根据该函数,选择不同长度设备电缆进行测试,选取测试点,设计船舶通信信号传输质量检测流程。依据数据包检测结果,实现对船舶通信信号传输质量检测。通过实验对比结果可知,采用无线自组织网络方法检测效率最高为94%,为船舶提供良好的通信环境。     

舰船通信网络对抗过程中抗毁性估计模型仿真

为了提高舰船通信网络对抗过程中的生存能力,提出一种基于自适应信道调制的舰船通信网络对抗过程中抗毁性估计模型。构建舰船通信网络的数据传输信道模型,采用跨层分布路由协议进行舰船通信网络组网设计,采用信道均衡控制方法进行通信网络的自适应信道调制,提高网络的负载均衡性能。仿真结果表明,采用该方法进行舰船通信网络组网设计和信道均衡调制,能有效提高对抗过程中的抗毁性能,网络的寿命周期提高,信道的抗干扰能力增强,网络鲁棒性得到改善。     

舰船通信网络的主动防御技术研究

针对传统舰船通信网络防御模型数据加密性较差的问题,设计新型舰船通信网络的主动防御技术模型。通过风暴通信数据截获、精准捕获参数计算2个步骤,完成舰船通信网络的入侵因子获取。在此基础上,通过防御特征路径长度确定、通信网络效率计算、防御流程完善3个步骤,完成新型模型的搭建,实现舰船通信网络的主动防御技术研究。对比实验结果表明,与传统防御模型相比,应用新型舰船通信网络的主动防御技术模型后,网络自身稳定性得到大幅提升、加密传输时长明显缩短,数据加密性较差问题得到有效解决。     

强干扰下舰船通信网络信号传输质量检测方法

为解决舰船通信网络信号质量检测区间受限的问题,提出强干扰下的新型舰船通信网络信号传输质量检测方法。通过信号波形特征提取、干扰算子定义2个步骤,完成强干扰下舰船通信网络的信号识别。在此基础上,通过传输信号质量的抖动幅值定义、传输时间间隔误差计算、检测相位算子求解3个步骤,完成新型信号传输质量检测方法的搭建。对比实验结果表明,与传统检测方法相比,应用强干扰下舰船通信网络信号传输质量检测方法后,待检测信号质量算子的最大值超过9.50 Mb,最小值低于2.00 Mb,整个检测区间长度得到明显扩充。     

基于MESH网络的舰船无线通信多信道分配方法

舰船通信受海上环境的影响,导致其噪声以及信号不稳定,传统的舰船无线通信多信道分配方法已经无法满足舰船通信要求,出现网络吞吐量差的问题。为此,设计一种基于MESH网络的舰船无线通信多信道分配方法。引入干扰模型对舰船无线通信多信道的当前状态进行评估,并优先考虑负载量较大的链路分配更多的带宽,判断信道负载以及节点优先级,设定舰船无线通信多信道分配标准,以此完成舰船无线通信多信道分配。经实验证明,此次设计的基于MESH网络的舰船无线通信多信道分配方法比传统方法网络吞吐量高,能够满足舰船无线通信多信道分配需求。     

基于神经网络的舰船通信网络信道均衡控制研究

舰船通信系统的信号噪声源包括外界干扰噪声、码间干扰噪声和设备白噪声等,这些噪声信号会降低船舶通信系统的精度,因此,采用恰当的策略进行舰船通信系统的信号处理是一项热点研究。本文介绍舰船通信网络的信道均衡化原理,基于模糊神经网络算法设计了通信网络的均衡化控制器,并进行了通信网络的信道均衡化特性仿真试验,取得良好的效果。     

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。     

负载均衡的舰船网络最短路径路由算法

为了提升舰船网络的吞吐量,降低网络的带宽阻塞率和时间成本,在负载均衡技术的支持下,提出舰船网络最短路径路由算法。结合舰船网络的运行原理和拓扑结构,构建舰船网络模型。在该模型下,选择混合路由协议作为网络传输协议。判定舰船网络节点负载状态,根据判定结果实现对舰船网络节点负载的均衡控制,并通过最短路径的计算与选择,实现舰船网络最短路径路由。经过与传统路由算法的对比实验得出结论:设计路由算法的带宽阻塞率和时间成本有所降低,吞吐量降低了约29.65 MB。