无线传感网络的海上多信道通信技术

在现代海上通信系统中,基于多信道传输的无线通信技术因具有良好的信道吞吐容量及较高信号传输率而应用广泛。但海面多信道传输具有多径干扰及通信传输网络在多信道分布不均匀的缺点,因而基于无线传感器的信号采集及传输网络在海上开发及军事方面也得到了应用。本文在研究现代海上无线传感网络及多信道通信系统的基础上,利用分簇原理设计优化现有的多信道无线传感网中的MAC算法,并进行仿真。     

自适应信号处理在海面通信信号处理中的应用

在海面无线通信系统中,短波通信技术由于其高速的数据传输特性得到了广泛应用。但是一方面由于海面噪声引起的码间干扰由此造成的信号畸变,另一方面海面多径信道在短波通信中引起的实际无线信道系数的多变性均要求通信系统中的均衡滤波器能快速自适应进行修正。本文在研究现有自适应信号处理算法的基础上,提出一种新的基于异构补偿的自适应反馈滤波算法。最后利用此方法对短波无线通信系统进行了仿真,结果表明,此算法具有良好的稳定性及收敛性。     

光微波副载波复用相干检测系统的设计与仿真研究

设计了应用于大气光通信的OSCM(光微波副载波复用)相干检测系统,对系统的信号传输性能进行了仿真分析,在理论上验证了该方案误码率低,可同时传输多路信号,适用于大气信道.     

舰船无线通信设备的干扰建模和性能分析

利用随机几何理论建立了舰船无线通信设备的干扰模型,并在此基础上分析了多种信道参数对无线通信设备性能的影响.本文首先理论分析了在舰船环境下的无线通信干扰源分布的系统模型.其次,基于随机几何理论讨论了船体区域中的干扰对无线通信设备性能的影响,并给出了干扰和积分形式的表达式.最后仿真分析了多种无线通信信道参数对设备性能的影响.仿真结果表明,信道状况对无线通信设备的性能有很大的影响,合理部署无线通信设备可有效的改善无线通信性能.     

软件无线电技术在船舶大气光通信中的应用

船舶大气光通信中存在着通信信道狭窄的问题,为此提出软件无线电技术在船舶大气光通信中的应用研究。采用Nyquist采样定理对船舶大气光通信信道信号采集频率进行确定,以确定的信号采集频率对信道信号进行采集与处理,以上述得到的信号为基础建立船舶大气光通信信道模型,已建立的通信信道模型为基础推算出船舶大气光通信信道扩展算法,通过信道扩展算法的执行实现了软件无线技术在船舶大气光通信中的应用,并对信道进行扩展。实验结果显示,使用软件无线电技术的船舶大气光通信信道数据量比未使用的高出30T,充分说明设计的软件无线电技术具备极高的有效性。     

一种改进的Jakes’信道模型及仿真

由于无线通信环境中存在的诸多不确定因素以及其在现代无线通信系统中的重要作用，合理的无线信道成为通信系统仿真研究的重要目的。确立信道仿真模型的目的就是为了尽可能的得到实际信道的统计特性，该文针对Jakes提出的信道模型，通过仿真来分析其局限性，并参考其中的谐波叠加（sum of sinusoids，SOS）法，来建立一种采用了随机分支增益、随机初始相位和有条件的随机多普勒频率改进的信道模型。     

船舶自动识别系统中的无线局域网通信技术研究

现有的船舶自动识别通信系统(AIS)主要用于VTS领域船舶报文的传输,其无线通信网络采用STDMA技术,信道负载率符合通信网络性能要求。随着海上船舶电子设备及业务种类的增加,通信信道负载加重,无线通信网络的吞吐量较易出现堵塞,如何建立合理的通信仿真模型对船舶自动识别系统的网络性能进行仿真是解决问题的关键。本文在研究现有船舶自动识别系统网络架构的基础上,设计一套AIS网络性能仿真系统,并进行仿真测试。     

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。     

船舶无线通信信道动态子载波分配仿真研究

现有的船舶无线通信信道动态子载波分配方法存在信道容量较小的问题,为此,进行船舶无线通信信道动态子载波分配仿真研究。利用自下而上的建模方式构建船舶无线通信信道模型,根据无线通信链路组特性,采用SGA算法确定动态子载波分组情况,通过傅里叶转换选择动态子载波组,采用GA算法复用所有动态子载波组与链路组资源,根据复用信息优化动态子载波分配。实验结果表明,与现有方法相比,提出方法极大地提升了信道容量,具有实用性。     

带收缩水道的沉箱防波堤兼OWC装置结构形式的研究*

设计一种带收缩水道的沉箱防波堤和OWC(Oscillating Water Column)波能发电装置相结合的复合结构形式,开展物理模型试验研究。通过改变水道结构形式与OWC气室参数,并分析实验数据,探讨水道形式、入射波要素和OWC气室形状参数等对该复合结构工作性能的影响,采用气室内波幅放大系数、气室顶部空气点压力和防波堤前波浪反射率作为考察参量。     

蓝绿激光下行通信大气衰减信道特性研究

蓝绿激光下行通信信道的建立可以实现对潜通信。对蓝绿激光下行通信中的大气衰减信道进行分析和研究，通过相应的数学模型和仿真曲线，得出了大气衰减信道的特性。     

空间环境因素对VLF通信系统性能的影响

VLF通信是远距离、稳定的对潜通信方式。找出了两种影响通信质量的空间因素——大气波导和大气噪声，分析了大气波导对信号场强的影响，以及大气噪声对接收机误码性能的影响，指出了提高VLF通信质量的方法。     

波浪能供电航标转换效率的实验研究

采用可再生能源中的波浪能为航标供电,是解决航标供能的有效方式。本文以为航标供电的振荡水柱式波浪能发电装置为研究对象,开展不同工况及负载对振荡水柱式波浪能发电装置转换效率影响的研究,确定最高效率下波浪能装置的各类参数值。通过物理模型试验结果表明,获得的最佳效率点在T=2.5s时,H=104mm,转换效率最大为35%。振荡水柱式波浪能发电装置的能量转换效率受负载影响较小,受波浪要素中波高和周期的影响较大,特别是受波高周期比影响较大。本试验结果对优化振荡水柱式波浪能发电装置的方向提供指导意义,有助于进一步研究。     

甚低频大气噪声中的MSK通信系统仿真

文章建立了工作在大气噪声中的甚低频MSK通信系统模型,并分析了系统的误码率性能。使用Matlab软件对甚低频MSK通信系统进行了仿真,并在模型中加入了经典的指数正态噪声模型。得到了几种不同情况下的大气噪声时域波形和系统误码率一信噪比曲线。对误码性能的分析显示了大气噪声中的两种不同成分对系统性能将产生不同的影响,验证了仿真系统的有效性和实用性。     

Developing a Spatially Enabled Inventory of Recreational Boats Using Vessel Registration Data

Effective waterway management requires information on the characteristics and locations of boats. A field-based boat census—a traditional method to obtain spatially accurate information—is relatively expensive, time-consuming, and restrictive in scope. Vessel registration data, maintained by all U.S. states, is potentially a more robust information source. This research evaluated the accuracy and reliability of vessel registration data to supply location and attribute information for boats. The study premise was to use vessel registration data, which includes the mailing address of registered boat owners, to develop a spatially enabled inventory of boats. The study area comprised 12,064 salt-water accessible property parcels in two Florida counties. An on-water census (OWC) provided location and characteristics for 5,023 vessels, which were compared to 8,681 vessel registration records linked to the study area. Discrepancies between the OWC and vessel registration data were explained by a stratified, random sample of 485 telephone survey respondents. Study results show that vessel registration data accurately located and characterized roughly 81% of the boat population; in contrast, the OWC accurately located less than 56%. A conclusion is that state vessel registration data is a better alternative than an OWC for locating and characterizing boats kept along waterways.     

基于叠加序列的信道估计的研究

通信的主要任务就是在接收的信号中恢复发送信号。这就需要知道信道的冲击响应。因此信道估计是通信系统中的重要一环。文章介绍了一种在发送序列之上叠加周期训练序列,利用周期训练序列来进行信道估计的方法,并提出了基于叠加周期训练序列的信道阶数估计方法。并对其进行了仿真分析。     

Coupled analytical-numerical approach for determining hydrodynamic responses of breakwater with multiple OWCs

A coupled analytical-numerical approach has been developed that allows one to study the hydrodynamic responses of breakwaters of arbitrary geometry that have multiple OWCs with horizontal openings. The approach incorporates the eigenfunction of the OWC fluid domain into the boundary element method, which automatically satisfy the boundary condition at the OWC opening. As a result, the exact geometry of the OWCs no longer needs to be modelled and the number of elements will be largely reduced especially when dealing with 3D breakwaters. With the present approach, a class of 2D OWC-integrated breakwater concepts in existing literature was simulated for validation and parametric study. The approach was then applied to the 3D breakwater with multiple OWCs under slender OWC assumptions, and the numerical results obtained are compared to data from a reduced scale model test. The 2D case studies show that the present approach is able to generate accurate results on reflection and transmission, wave loads, and energy extraction efficiencies with a higher efficiency than conventional boundary element method. Comparison of 3D results with the model test results shows that the prediction of the natural frequency and the wave reflection and transmission coefficients are in good agreement.