船舶通信系统中的信道分配算法设计

船舶通信系统的信道分配可有效均衡信道负载、节约通信开销,为此,提出基于新的船舶通信系统信道分配算法。首先建立船舶通信系统的通信能耗模型,然后采用链路节点自适应收发方法均衡控制船舶通信系统信道分配,并采用链路节点自适应收发控制模型控制不同接收阵元,建立节点和资源信息调度之间的联系,达到合理分配船舶通信系统信道,最后对船舶通信系统信道分配算法的性能进行仿真测试。结果表明,本文方法提高了船舶通信系统的吞吐量,使各信道之间的负载更加均衡,能够大幅度降低船舶通信系统通信开销,是一种有效的船舶通信系统信道分配算法。     

船舶移动网络动态流量数据资源分配算法

为了解决传统数据资源分配算法存在的分配不均衡问题,结合船舶移动网络的运行原理,提出动态流量数据资源的分配算法。首先在船舶移动网络中采集实施流量数据,经过预处理得出对应的初始采集结果。根据初始采集结果的资源特点实现动态流量数据的融合与分类,并实现不同资源类型的分层调度。最终通过选择合适的调度信道实现资源的均衡分配,并根据网络资源的动态变化实现分配结果的实时更新。经过对比实验的测试与研究得出结论:设计的动态流量数据资源分配算法在船舶移动网络环境下,可以有效提升资源分配的均衡度。     

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。     

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。     

船舶无线视频传输资源分配算法

对船舶进行视频监控可以有效了解甲板、机舱等重要部位的实时情况,提升船舶航行的安全性。船舶数量较多时,如果不对无线视频传输资源进行重新分配,容易造成数据传输不完整等问题。本文提出一种无线视频传输资源分配算法,在获得有限信道反馈的基础上,通过对子载波数量和发射功率的调节实现无线视频传输资源的调整,以满足不同船舶对于视频传输速率和误码率的要求。对建立的模型进行仿真研究,发现本文提出的分配算法误码率更低,且信道容量得到了提升。本文提出的无线视频传输资源分配算法有效降低了复杂性,提升了船舶无线视频传输效率。     

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。     

收益优化在船舶虚拟云计算中心的网络资源分配算法研究

为实现高效、可靠的信息传输,首先搭建基于云计算船舶虚拟网络,然后将多目标优化问题进行转换,通过建立模型解决多目标优化的冲突问题,最后通过仿真平台进行性能测试,对比使用收益优化算法和不使用收益优化算法的模型,得出利用云计算进行船舶虚拟网络资源分配时,考虑收益优化时能够合理地进行资源分配,实现虚拟网络收益最优。     

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。     

抵抗路由欺骗的船舶网络负载均衡化方法研究

传统船舶网络负载均衡化方法能够适用无干扰性网络中,在抵抗路由欺骗下无法平衡信道中的负载,为此提出船舶网络负载均衡化方法研究。构建IS-IS抗欺骗协议,使用完整拓扑结构消除路由欺骗效果,对ISIS抗欺骗协议头部进行优化,通过字符限制路由欺骗的发生;通过LSP负载均衡协议的设计,完成抵抗路由欺骗网络负载均衡协议的组建;使用信道模型设计网络信道负载均衡步骤,计算最佳负载分流,实现船舶网络负载均衡化。试验结果表明,设计的负载均衡化方法能够在路由欺骗下对网路负载进行均衡化处理。     

船舶传感器网络中节点定位算法设计

节点定位对于船舶传感器网络具有十分重要的意义,没有节点位置的信息是无用的,经典的船舶传感器网络节点定位算法—DV-hop算法存在定位误差大、速度慢等问题。为了提高船舶传感器网络节点定位结果,设计了改进DV-hop算法的船舶传感器网络节点定位算法。首先对当前船舶传感器网络节点定位算法的研究现状进行分析,找到引起DV-hop算法定位误差大、速度慢的原因,然后采用传感器网络发射信号强度得到节点之间的距离,在此基础上采用DV-hop算法进行船舶传感器网络节点定位,最后进行船舶传感器网络节点定位实验,实验结果表明,本文算法克服了当前船舶传感器网络节点定位误差大的缺陷,其船舶传感器网络节点定位精度不仅明显高于DV-hop算法,而且船舶传感器网络节点所耗费的时间更少,获得了整体效果更佳的船舶传感器网络节点结果。     

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%。     

移动船舶通信网络的信道均衡技术研究

信道均衡是保障移动船舶通信网络的一项关键技术,当前移动船舶通信网络信道均衡方法存在误码率高,网络数据重传次数多等不足,为了更好保证移动船舶通信网络高效工作,设计一种性能优异的移动船舶通信网络信道均衡方法。首先对当前移动船舶通信网络信道均衡技术的研究现状进行分析,设计了移动船舶通信网络信道模型,然后采用蚁群算法找到移动船舶通信网络的最优通信信道,给用户提供最优的通信信道,最后的仿真对比测试结果表明,本文方法可以降低移动船舶通信网络的数据传输误码率,改善移动船舶通信网络的数据吞吐量,具有较好的实际应用价值。     

船舶导航一体化网络路由算法的设计与实现

为保证船舶航行安全,提高航行效率,提出一种船舶导航一体化网络布线算法的设计方法,通过对船舶导航一体化网络布线设备结构的优化,有效地提高了航迹数据采集和处理的精度,并对航迹障碍干扰进行数值计算,根据航迹障碍距离和航迹障碍参数确定最佳航迹选择,有效地解决了航迹选择不佳导致船舶在航迹上布线费时的问题。经实现验证,该算法与传统方法相比,有较大的实用价值,在实际应用过程中,大大提高了船舶航行安全性和航行效率,从而证明了所提出的船舶导航一体化网络路由算法具有较好的性能,完全可以满足研究的需要。     

网络优化调度算法在船舶数据通信中的应用

传统船舶数据通信方法能完成低频带数据通信任务,但针对频带超过500 MHz数据通信,存在数据信号不稳定传输失真率较高的问题。为此提出网络优化调度算法在船舶数据通信中的应用。在网络优化调度算法中导入TPS事务处理系统,使用PMS过程监视系统对船舶数据通信链进行监控调度,采用IC外围控制方式对整合数据流进行合理分配,实现船舶数据通信结构层优化;利用全频段连接方法以及数据分离法,实现船舶数据通信性能的提升。实验数据表明,设计网络优化调度算法导入船舶数据通信中,比传统方法在全频带环境下信号稳定度提升6%,数据失真率下降37.89%。     

船舶导航一体化网络路由算法的设计与实现

传统船舶导航路由算法,会随着船舶导航数据的增加,出现数据传输混乱、算法执行时间过长等现象。为解决上述问题,引入一体化网络原理,设计基于一体化网络的船舶导航路由算法。通过一体化网络模型的搭建、四叉树路由协议编址,完成一体化网络分层路由协议的搭建。通过预编码矩阵的选择、DTN船舶导航编码,完成新型船舶导航路由算法的搭建。设计对比实验结果表明,新型算法与传统算法相比,大幅改善船舶数据传输混乱情况,缩短算法执行时间。     

船舶无线传感网络的能耗均衡路由算法设计

为了提高船舶无线传感网络的连通性能,针对传统量化传导协议容易导致路由冲突的问题,提出一种基于能耗均衡的路由算法。构建船舶无线传感网络的节点分布拓扑结构,根据传感网络各个节点的能量开销构建路由连通性代价约束参量模型,采用拥塞控制方法进行船舶无线传感网络路由的防冲突设计,以能耗均衡为控制目标函数,实现船舶无线传感网络的能耗均衡拓扑控制,实现路由优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船舶无线传感网络的路由算法设计,能有效降低各个节点的能量开销,提高网络的寿命和连通性。     

船舶电网重构网络中的粒子群算法研究

船舶电网重构是船舶电网控制的重要功能之一。本文在深入研究船舶电网结构和需求的基础上,提出一种有效的电网重构方法。选择粒子群算法(Selective Particle Swarm Optimization,SPSO)作为电网重构的优化方法,并将最小化电网重构的功率损失作为优化目标。选择粒子群算法是二分粒子群算法(BPSO)的改进方法,相比于BPSO,本文采用的SPSO能够实现更好的优化性能。最后在多种不同电网负载情况下,比较SPSO和BPSO算法的网络重构效果,证明本文提出的方法具有较好的性能。     

船舶网络中的高精度入侵检测方法设计

网络入侵对船舶网络安全具有严重的危害,针对当前船舶网络入侵方法存在检测精度低、检测速度慢等不足,设计了一种船舶网络中的高精度入侵检测方法。首先对当前船舶网络入侵检测研究现状进行分析,找到船舶网络入侵检测效果差的原因,然后采用改进支持向量机设计船舶网络入侵检测分类器,最后通过具体船舶网络入侵检测仿真测试,结果表明本文方法的船舶网络入侵检测精度超过95%,不但远远高于船舶网络安全要求的85%,而且船舶网络入侵检测时间更短,入侵检测速度要明显快于其它船舶网络入侵检测方法。     

船舶监控网络中的冗余设计和实现

当前船舶自动化的发展方向是用计算机网络实现船舶机电设备与航海仪器的综合监视、控制和管理，即实现数字化船舶监控。作者结合三年多来在系统设计、软硬件开发和实际工程应用方面的经验，提出了下层使用现场总线、上层使用以大网实现船舶综合网络监控的系统设计方案，给出了其中上层计算机网络的系统组成、软件分布和确保系统高性能运行的一些技术手段，详细论述了系统中所采用的各种软硬件冗余功能和实现原理，给出了部分实现代码。