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。     

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。     

船舶通信信道负载调控技术研究

针对传统船舶通信信道负载调控过程中出现的调控精度低、响应时间长的问题,设计一种基于无线局域网的信道负载调控技术。利用无线网关协议,对信道的载频特征进行分析,在此基础上,确定信道负载状态字的输出格式,将BFP算法作为主帧定义进行信道输出状态的实时控制,实现船舶通信信道的负载调控。通过仿真实验验证了该技术的有效性,结果表明,无线局域网负载调控技术较传统负载调控技术的精度高出了24.78%,且响应时间较为合理,符合理想的信道负载调控标准。     

无线网络船舶远程快速通信系统

远程通信系统是船舶航行任务接收的重要支持,远程通信质量直接影响船舶航行执行任务,为此在无线网络的支持下,从硬件和软件2个方面,优化设计船舶远程快速通信系统。调整无线网络的拓扑结构,改装船舶通信数据无线收发器和数据处理器,通过电容耦合提高硬件系统的抗干扰性能。在硬件设备的支持下,设置无线网络通信协议,通过通信数据与可用空间的比较,选择合适的通信信道。最终在通信拥塞控制下,实现系统的远程快速通信功能。综合无干扰和有干扰2种环境中的系统测试数据统计结果,得出结论：与传统通信系统相比,设计系统的通信数据丢失量更少、受干扰程度更小,且在通信时延缩短了约2 200 ms,由此证明优化设计的远程通信系统在稳定性和通信速度方面更加具有优势。     

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。     

基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计

针对传统船舶通信网络信道估计方法调控响应性能较差的问题,提出一种基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法。在物理层LTE协议中定义导频序列,基于gold序列设计船舶通信网络信道的导频序列,通过奈奎斯特定理决定导频信号的插入密度,在设计的船舶通信网络信道导频序列中按照该密度插入导频信号,基于机器学习算法拟合不同时间点同一子帧内的信道估计值,以实现船舶通信网络的信道估计。为了证明基于机器学习算法的船舶通信网络信道估计方法的调控响应性能较强,比较该方法与传统船舶通信网络信道估方法。实验结果证明该方法的调控曲线拟合性最强,即该方法的调控响应性能优于实验中的传统方法,证明了该方法的优越性。     

移动船舶通信网络的信道均衡技术研究

信道均衡问题是移动船舶通信网络研究中的重点课题之一,目前存在的解决方法主要有2种:基于神经网络和基于遗传算法的信道均衡技术,这2种方法经实践,信道分配效果较差,导致产生了极大的误码率,影响了数据传输质量。针对上述问题,研究一种基于蚁群算法的信道均衡技术。该技术首先需要建立一个移动船舶通信网络的信道均衡模型,然后利用蚁群算法对该模型进行求解,找出最佳的信道均衡方案。结果表明:与传统基于神经网络和基于遗传算法的信道均衡技术相比,利用本技术进行信道均衡后,误码率分别降低0.32×10–5%和0.05×10–5%。     

船舶通信网络信道均衡控制技术研究

常规通信网络信道均衡控制技术应用于船舶通信网络中,存在信道均衡偏差较大的不足,为此提出船舶通信网络信道均衡控制技术研究。引入信道均衡计算机控制算法,搭建信道均衡计算机控制平台,实现船舶通信网络信道均衡控制模型的构建,基于均衡器的选择以及信道参数的确定,实现船舶通信网络信道均衡控制技术研究。仿真试验数据表明,提出的通信网络信道均衡控制技术较常规信道均衡控制技术,信道均衡偏差降低5.24%,适用于船舶通信网络的信道均衡控制。     

水下可见光通信信道空间特性研究

本文详细分析海水信道的光学特性,梳理光在海水中衰减的主要影响因素,建立以叶绿素浓度为衡量指标的生物光学模型;并通过研究高斯光源分布函数、媒介光传输函数,建立高斯光源的光束传播函数模型;以此为基础,开展多种水质情况下的仿真实验,为水下可见光通信的信道空间特性研究提供完整可行的方法参考。     

短波语音信道的Simulink仿真

Watterson模型是性能良好的短波窄带信号模型.基于Watterson模型搭建了能全面考虑短波多径时延、多普勒扩展等特性的Simulink短波语音信道模型,采用1800Hz的单音语音信号作为输入,通过分析和比较输入输出信道信号的时、频特性,验证了模型的可行性,对短波电离层语音信道的研究有一定的参考价值.     

基于无线局域网的船舶通信信道负载率调控方法分析

传统船舶通信信道负载率调控方法,可以对通信信道负载率进行调控,但由于调控精度等级低,造成调控不及时的问题影响通信质量。为此提出基于无线局域网的船舶通信信道负载率调控方法。利用无线网络网关协议,接入无线网络环境,通过CLM多部分载频分析,完成无线局域网船舶通信信道模块的构建;依据BFP通信算法,完成信道负载状态字的输出,采用ACD调控模式,实现基于无线局域网的船舶通信信道负载率调控。实验数据表明,该设计调控方法较传统调控方法综合调控能力提升24.78%,其保证通信质量良好运行。     

工业无线网络标准WIA-PA协议在船舶通信系统的应用

无线网络是舰船通信系统进行数据传输的重要媒介,近年来,随着海上航运业的不断发展,船舶的数量不断增加,相对应的海上航线也更加复杂,船舶在正常营运过程中每天都会产生大量的数据信息,给传统的舰船通信系统带来了压力。本文针对这一问题,引入一种工业无线网络WIA-PA技术,并基于工业无线网络WIAPA对船舶的通信系统进行软件和硬件方面的优化。后期的测试效果证明,基于工业无线网络WIA-PA的船舶通信系统具有较好的性能。     

无线网络的海上智能通信电网技术

传统海上智能通信电网技术仅能在有线高速通信网络构建环境下进行多传感器之间的数据交互,在应用过程中,无法实现数据的远程传输与远端数据的更新交换,导致电网通信本地化严重,整体控制完善度较差。为了适应电网通信的智能化发展,解决通信数据本地化导致的控制完整度差问题,结合无线网络通信技术,提出无线网络的海上智能通信电网技术。首先,根据电网分布特点建立电网通信的无线网络分布模型;然后,根据模型分布特征对通信网络线程池进行电网通信特征量的优化;最后,通过数据调试的方式对提出技术的有效性进行测试,通过多组测试指标量的对比,证明提出技术具有控制性好、控制精度高、适应性强的特点。     

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。     

基于物联网技术的舰船电子通信多代理模式优化

舰船电子通信多代理模式优化方法通信数据发送成功率较低,导致接收数据延时过长。为了解决上述问题,应用物联网技术,研究一种新的舰船电子通信多代理模式优化方法,建立舰船通信多代理调度模型,在舰船电子通信链路上,添加一定数量的控制节点,确保控制节点与网络节点数量相同。引入物联网技术,连接舰船通信数据拓扑节点,分析舰船电子通信强度,优化舰船通信信息数据传输,分析舰船通信路径上的控制节点,实现舰船电子通信多代理模式优化。实验结果表明,应用物联网技术的舰船电子通信多代理模式优化方法可以有效提高发送成功率,减少接收数据延时。     

OFDM技术海上移动通信中的仿真

航运业及军事信息化对海上移动通信的性能要求越来越高,带宽及误码率是移动通信系统两大性能指标,分别代表着信号传输速率及质量。另一方面,由于受到海风、海浪及复杂地形环境影响,相比于陆地环境海洋通信信道衰落更为严重,码间误码率更高。OFDM是一种正交频分复用技术,多载波正交处理大大提高了系统通信带宽,但是误码率还存在。本文研究海上OFDM通信系统模型,提出一种解决OFDM信道衰减的FTCA-BEM技术,减少了通信系统误码率。