基于OPNET动态调度时隙分配数据链研究及仿真

战术数据链是数字通信技术在军事方面的典型应用,时分多址接入技术是数据链里面的核心技术。针对战术数据链网络中传统时隙分配算法无法适应战场多变环境,时隙资源浪费严重,无法动态分配等问题,提出一种基于优先级调度策略的动态时隙分配算法,利用OPNET仿真平台设计实现基于此算法的舰艇海上通信仿真系统,对应用系统进行了详细网络规划,并对系统网络性能进行仿真分析和比较。     

短波自适应通信网络多址链接算法研究

传统网络通信链接算法在对短波链接计算过程中,受到算法连接协议的限制与算法对短波信号的适用性较差,导致多址链接抗干扰性下降,无法稳定分配链接地址。因此,提出短波自适应通信网络多址链接算法研究。根据短波信号特性,引入短波正交阵列策略,对短波通信数据进行链接优化计算,提升数据的抗干扰性;接着,通过引入多址时隙链接算法,对数据链接进行时间化地址分配,实现链接分配的自适应;最后,通过对比仿真实验,证明提出的算法具有实用性强、抗干扰性强、稳定性好的特点。     

海上无线数据通信网络节点的动态路由协议设计

为提高海上无线数据通信网络的覆盖能力和通信保真性,降低海上无线通信的输出误码,提出基于自适应分频转发技术的海上无线数据通信网络动态路由协议设计方法。构建海上无线数据通信网络通信系统的路由节点分布模型,结合通信链路保护协议和自适应路由分发协议构建动态路由节点的优化部署拓扑协议,进行海上无线数据通信链路的均衡设计,采用自适应分频转发技术进行路由冲突的反演控制,实现动态路由优化部署和节点最优覆盖均衡,完成动态路由协议设计优化。仿真结果表明,采用该方法进行海上无线数据通信网络节点的动态路由协议设计,提高了网络的覆盖度,海上无线数据通信的误码率降低,提高了网络通信的稳定性和保真性。     

AIS基站通信时隙的在线监测与评估

AIS采用自组织时分多址通信方式,AIS终端加入网络时,当工作在基站服务区内的船载AIS或航标AIS数量较多的情况下,可能会出现候选时隙重叠,造成时隙冲突。此文通过实时采集AIS基站数据,获得时隙占用数据;用统计分析方法进行在线监测与评估,给出了各种时隙数占用概率的统计分析结果,并对AIS时隙占用进行初步评估。分析与评估结果表明:在船舶交通密度比较大、AIS航标大量布设时,时隙冲突必然存在,将影响AIS信息的播发和接收,给船舶安全航行带来潜在危险。     

新型TDMA战术网的时隙动态分配研究

针对一种新型的有中心节点控制TDMA端到端战术通信网络结构特点，提出了一种时隙分配策略，融合了二叉树法和动态加权思想，建立了时隙资源分配模型。     

数据链分布式仿真系统的设计与实现

目前在数据链仿真中普遍采用各类网络仿真器进行集中式仿真,与实际网络脱离,缺乏数据可交互性和实时性.论文以JTIDS数据链为研究对象,在应用IEEE1588协议实现局域网内时钟同步的基础上,实现了固定时隙分配的TDMA协议仿真;通过查找SER表方法与JTIDS误码率数据进行交互,设计并实现了格式转换算法及误码仿真算法;最后在VC++开发环境下实现了分布式数据链仿真系统.对于分布式数据链仿真系统的设计和开发具有一定应用价值.     

SOTDMA在船载AIS中的应用

分析了自组织时分多址接续（SOTDMA）技术在船载自动识别系统（AIS）中的应用。通过硬件设计和软件编程，实现了SOTDMA的时隙划分、时隙同步和访问。     

基于数字信号处理的舰船短波通信设备研究

计算机技术和通信技术迅速发展,舰船通信技术越来越向着模块化、智能化和信息化方向发展。由于短波通信传输速率高、信号稳定好,目前大部分舰船上信息传递和数据采集均采用短波通信方式。本文针对舰船的短波通信设备,系统介绍基于TMS320C6713和PCI协议的数字信号处理技术,并利用数字信号处理技术对舰船短波通信设备进行优化。     

基于响应时间的时隙需求与仿真分析

响应时间是描述数据链网络实时性以及分析网络能否满足作战要求的重要指标,其大小与分配的时隙数量有关。文章针对随机性消息的特点,运用排队论研究了时分多址数据链网络满足实时性要求的时隙需求,并构建了作战平台消息的产生、排队等候及发送过程的仿真模型。结果表明,理论计算与仿真结果得到的平均响应时间基本吻合,但仿真显示,不同消息的响应时间相差较大,有些消息甚至不能满足作战要求。所以,时隙需求数量必须进行仿真验证并据此进行调整,以获得最佳的分配方案。文章给出的时隙需求分析理论及仿真平台能用于数据链网络设计及仿真验证工作。     

海上船舶短波通信系统的链路设计和功率速率控制技术研究

海上舰船的短波通信方式具有稳定性高、船舶功率低、成本低等优点,是海上船舶近距离通信的重要方式。传统船舶的短波通信受到通信协议的限制,无法满足船舶日常通信过程中对数据量和传输速率的要求,针对这一问题,本文开发了一种新型船舶短波通信系统,引入了第三代数据传输协议,并对该短波通信系统的工作原理、功率控制和链路设计等内容进行介绍。本研究开发的短波通信系统能够显著提高通信系统的数据传输容量和速率,有重要的实际应用价值。     

基于跨层的战术栅格通信网络体系结构分析

战术栅格通信网络必须首先保证重要数据能够安全、准确、平稳地传输,其网络通信需要高效可靠的通信体系架构,而海战场的通信环境十分复杂,论文以提高舰艇内和大型舰艇编队节点间通信的可靠性以及业务服务质量(QoS)的可保障能力,降低通信延迟,提高网络带宽为目的,通过研究海上战术栅格无线通信网中网络层AODV协议与链路层Spatial-TDMA数据服务质量保障技术及数据传输结构和涉及的相关关键技术,研究基于跨层协议的战术栅格无线网络系统数据处理流程,构建跨层的战术栅格通信网络架构,为新时期海军航母编队作战群执行多样化作战任务时提供可靠、高效的网络通信保障。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

我国常用的船舶通信网络技术难以满足当前持续增长的海量信息量数据通信需求,易造成信息传递延时问题,严重影响船舶航行安全。因此结合网络优化调度算法对船舶通信系统进行分析和设计,以达到提高船舶网络信息通信质量和网络通信的传输速率,有效保障船舶航行安全的目的。为检验网络优化调度算法对船舶网络通信的实时性影响,对应用于船舶通信网络系统中常见的延时问题进行实验检测,以此考察在交换式船舶通信网络通信效果。数据检测结果表明网络优化调度算法可有效提高船舶通信效果,有效解决网络信息传输延时问题,满足船舶在航行过程中对网络通信的实时性需求。     

节点移动路由协议在舰船通信网络中的应用研究

随着海上通信数据量的不断增多,以及数据终端的逐渐普及,数据通信逐渐成为海上通信的主要方式。在港口、海峡等海域中,多艘舰船通常组成舰船数据通信网进行数据传输,由于船舶的移动性以及海洋严苛的通信环境,传统的点到点数据通信难以适应对通信可靠性和灵活性的需求。为此本文提出一种新型的节点移动路由协议,该协议通过选择最佳的中继节点,完成舰船通信网络中的多跳传输,能够方便的部署和实现,并能够实现较好地负载均衡和可靠传输。最后通过仿真实验证明本文提出的路由协议具有较好的性能。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

针对船舶大数据通信存在的通信障碍问题,提出一种基于网络优化调度算法的船舶大数据通信方案。结合网络优化调度算法对船舶大数据通信特征信息进行采集,并划分通信数据的特征类别,以保证在复杂还有环境下船舶通信的有效性。利用网络优化调度技术,对船舶通信数据进行有效调度,进行数据类别划分和去噪清洗处理。为了保证数据处理效果,对数据处理步骤进行优化,并按照网络数据结构及链路进行数据分组传输,保证船舶数据通信的有效性。最后通过实验证实,相对于传统船舶通信方法而言,网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用效果明显更优,能显著提高船舶通信数据调度任务的执行和传输效率,有效解决现有通信障碍问题。     

嵌入式软件在舰艇短波通信抗干扰中的应用

由于海上干扰信号类型较多,应用传统的抗干扰方法难以彻底解决舰艇短波通信网络误码率和丢包率高的问题。为此,设计嵌入式抗干扰软件。利用舰艇短波通信原理采集实时通信信号,并根据不同干扰信号的特征,确定采样信号中的干扰信号类型与威胁等级。针对不同类型的干扰信号,采用对应的抑制滤波程序和数字陷波器实现舰艇短波通信的抗干扰功能。实验结果表明,与传统抗干扰方法相比,应用嵌入式抗干扰软件能够有效地降低通信网络的误码率和丢包率,说明其抗干扰性能更强。     

舰船动力网络控制系统时间同步技术研究与实现

为满足舰船动力网络控制系统的实时性、时间确定性和时间同步的要求,本文对现有的网络时间协议进行了研究和分析,根据网络控制系统高实时性、短报文、简单实现以及低负载的特点,实现了一种简化的网络时间同步技术。试验结果表明,该技术能满足舰船动力网络控制系统的要求,并能为网络控制系统提供毫秒级的同步精度。     

舰船通信网络高机密数据传输协议方法研究

舰船通信网络高机密数据传输协议是确保舰船通信数据安全的保障,数据传输效率对高机密数据的传输有着非常重要的影响。传统的舰船通信网络高机密数据传输协议方法由于各种原因,仍然存在加密/解密时间消耗较长等缺点,不利于高机密数据的高效传输。基于此,提出一种舰船通信网络高机密数据传输协议方法。通过协议初始化、用户注册登录和高机密数据传输等步骤,完成舰船通信网络高机密数据传输协议方法的设计。通过对比实验,与传统的方法作对比。实验结果表明,与传统的方法相比,提出的协议方法的加密/解密所用时间缩短了数倍,大大提高了高机密数据的传输效率。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

船舶通信数据量的激增,导致船舶通信障碍加大,为了有效降低船舶大数据通信阻隔,设计基于网络优化调度算法,提出了新型船舶大数据通信技术。读入原始通信数据,根据数据链条进行数据拆分,实现网络优化调度,提取当前通信数据负载量,应用中央分配算法,执行中央通信任务分区,确保各分区负载均衡,改变传统通信框架,优先执行分区内通信函数,重新进行线程规划,并将通信传输作为单独线程连接通信终端,实现船舶大数据通信。通过实验数据可以确定,应用网络优化调度算法后的大数据通信技术,比传统通信技术任务执行内存提高了27%,数据并发量提高23%,可以有效缓解当前通信阻隔。     

基于以太网的船舶通信系统实时性分析

为了有效提高针对当前以太网船舶通信系统信息通信实时性分析准确性,以船舶通信CAN总线结构为目标,设计了TTCAN分析协议。定义L1和L2两个不同层级的总线通信系统同步应用精度,通过当前通信节点时钟,确定实时性参考帧,构建分析协议主节点,接收参考帧生成当前通信系统实时性调度线,根据调度线和参考帧,划定当前通信系统实时性时间窗和扩展窗,以此为核心调整整个通信系统的分析组态,划定当前通信系统的标准帧和扩展帧,进行分析比对,实现当前通信系统实时性情况判定。实验研究证明,应用该分析协议,节点实时性传输判定准确率提高22%,总线传输实时性判定准确率提高27%,具有明显的应用优势。     

通用自动识别系统的SOTDMA通信模型初探

以未来船舶通信导航系统中(AIS)采用的SOTDMA数字通信技术为基础，介绍了SOTDMA时隙预约算法和帧结构图谱，简化了SOTDMA数据链系统协议，提出了PC机运行环境下的时隙预约仿真模型。