MIMO技术在船舶通信平台的技术研究及仿真

在现有的船舶通信平台中,多输入输出系统(MIMO)平台已经得到广泛研究。但是在船舶MIMO通信系统中,由于海面噪声及多径干扰的影响,利用基于陆面无线通信的一些技术,如频分复用、多进制相移调制调解技术以及传统的信道编解码并不能满足通信系统对容错性能的要求。本文在研究了现有的MIMO通信系统的基础上,设计了一个两发射天线的MIMO船舶通信平台,通过特定的时空及信道编码及正交频分复用技术,较好地解决了海面噪声及多径干扰问题。     

浅谈下一代无线通信技术:大规模MIMO技术

当今,不管对于固定或移动用户,对无线通信业务吞吐量的需求将会不断增大,提高第四代无线通信频谱效率的呼声越来越大。大规模MIMO(Multiple Input-Multiple output,MIMO)技术是一个能够满足这种需求有希望潜在的技术,本文强调了大规模MIMO技术优势,认为它能比第四代(4G)无线通信明显提高频谱效率,最后给出了当前其相关研究难题与未来研究方向。     

抗干扰技术在短波通信中的应用

一直以来,信号干扰与无线通信是相生相克的存在,为保证无线通信的质量,对于抗干扰技术的研究与无线通信技术的研究在通信领域都处于重要的地位,特别是主要用于长距离传输的短波通信,更易受到气候、电磁等不确定干扰因素的影响,其通信的稳定性和可靠性会容易变差。因此,掌握干扰的原理、影响因素及相应抗干扰技术对于短波通信质量提升尤为重要。本文结合广州通信中心短波通信抗干扰的应用工作,阐述干扰原理、抗干扰重要性及技术发展。     

多天线MIMO技术在海面通信容量应用中的解决方案

目前,随着多天线阵列技术的发展,MIMO多输入输出系统已在移动通信领域得到深入研究及应用,其核心是在通信系统的接收和发射端都利用多天线技术。但由于海面通信系统的风速、海面折射反射及多径干扰,造成海面通信系统在MIMO多天线阵列信道解析的误码率较高,降低了海面通信容量。本文在研究MIMO多天线阵列的基础上,重点研究现有的天线分集技术,提出MIMO天线的方向对海面通信信道容量的定性影响模型,最后给出仿真结果。     

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。     

船联网的异构网络信号变换及其预测技术研究

船舶在海上航行时,与其他船舶及基站的通信方式以无线通信为主,其中,VHF超高频无线通信的通信效果最好,应用也最为广泛。与此同时,VHF通信也存在着一定的问题,包括通信带宽相对较窄,同一时间段可传递的数据量难以满足日益增长的通信需求等。船联网是一种基于无线通信模式的新型通信网络,充分结合了物联网技术,对实现海上航运智能化、人性化等有重要的作用。本文以船联网为研究对象,重点介绍了船联网中的异构网络信号变换技术和信号预测技术,对改善船联网的通信能力有重要意义。     

二维扩频算法在海上抗干扰无线通信系统中的应用

在海上舰船电子作战领域中,通信系统敌对双方具有对抗特性。如何能够快速准确的对对方信息进行准确获取,而且同时能够保障自身的电子通信系统具有抗干扰特性,是保证整个海上电子战争成败的关键。由于通信系统网络的发展,传统的仅仅针对单台通信系统的抗干扰技术已经不能满足现代海上作战的网络化需求,而要求整个海上电子信息网络具有综合对抗特性。本文在研究现有通信网络的基础上,提出了综合化的网络对抗技术及模型,提高了海上无线通信网络中的抗干扰性能。     

通信测距复合系统发射平台的硬件设计与实现

随着无线通信电磁环境的复杂化和对通信系统性能要求的提升，传统的单码通信测距复合系统已经不能满足实际需求。提出一个基于DSP、FPGA及DDS技术的改进的通信测距复合系统发射平台的实现方案，为进一步研究通信测距复合系统提供了一个通用的数字化可扩展平台。     

基于多天线技术的无线信道容量解决方案

以提高无线信道容量为目的,对基于分集、MIMO及自适应天线阵列技术的通信系统的信道容量及特点进行了分析.对比单输入单输出(SISO)系统,对基于分集技术、多输入多输出(MIMO)技术及自适应天线阵列技术的多天线通信系统的结构组成、不同阵元之间的信号相关性、发射端的编码技术及接收端的信号处理技术等几方面进行了分析,并对其各自的特点及局限性进行了讨论,得出了基于分集技术、MIMO技术以及自适应天线阵列技术的多天线系统均比SISO系统有着更高的信道容量,在实际应用中应根据系统特点并结合不同需求加以选择的结论.     

OFDM技术在船舶载波通信系统中的应用

随着船舶各种智能化网络设备的增长和通信数据的爆发式增加,船舶和海陆之间的通信需求变得更加急迫,而传统的无线通信方式已经不能满足这种需求,随之出现的OFDM技术能够实现频率资源的高效利用,同时也具备了一定的技术基础,有利于降低成本,通过稍加改进即可用于船舶载波通信系统中。本文对船舶OFDM通信技术的实现原理进行简要叙述,同时优化OFDM的通信流程,通过傅里叶变换,简化通信的流程和数据处理方式,进一步提升船舶载波通信的数据传输能力。     

海上无线通信系统的干扰抑制算法

随着网络通信系统传输模式的升级,双全工数据传输模式已成为当下通信数据传输标准。受到数据传输模式由半全工到双全工改变的影响,数据干扰波形态与特征随之发生改变,原始干扰波对应的时间量在双全工模式下,数据干扰系数增大,造成传统抑制算法对干扰噪声的抑制范围相对缩小,无法达到预期的抑制效果。因此,提出海上无线通信系统的干扰抑制算法。采用多区域分算整合的方式,用不同算法针对性解决一个问题中不同区域的问题。首先,对双全工模式下的数据干扰量进行建模,获得当前系统网络中的干扰量分布情况;采用双全工信道干扰估计算法,对干扰量进行范围估计,为抑制计算确定抑制范围;采用动态频谱波抑制算法,对信道干扰噪声进行抑制计算,平衡信道载波量,稳定数据传输状态。通过仿真数据对比测试,证明提出算法的可行性。     

无线编码技术在船用通信系统的应用

船舶通信系统是基于无线编码技术的通信技术,在通信过程中,信号的编码方式决定了通信的质量与抗干扰能力。经过日常应用发现,传统无线编码技术已经无法满足高速无线通信数据的编码任务,在多数据任务流下,编码质量明显下降,输出信号的抗干扰能力削弱严重。为了增强无线通信网络抗干扰能力,需要对传统无线编码技术进行编码算法的优化,提出无线编码技术在船用通信系统的应用。通过优化通信传输参量与压缩策略,提升无线通信网络的交互效率与抗干扰能力。通过与优化前的无线编码信号的抗干扰测试对比表明,采用提出编码方式的信号,在传输质量、传输效率与抗干扰能力,皆优于传统无线编码技术。     

船岸通信中数据传输方法研究

传统的船舶与陆地的数据传输主要集中于传真、电话及电报等技术。这些技术都属于模拟传输方法,因此传输效率低下,传输系统容量较小,且通常为点对点的单端通信。随着船舶与陆面间通信需求的增加,需要有新的数据传输方法,具有更高的数据传输效率。近年来随着无线通信技术的飞速发展,船岸间的通信有了更多的方法,这些方法极大地满足了日益增长的需求。而新的传输方法应用不同的通信设备、通信协议,为了解决同一舰船系统中不同通信设备与数据传输方法的协同性,高效利用这些设备,本文提出了新的数据传输方法及多态整合系统。通过船岸数据综合传输系统可以将当前使用的通信设施综合到一起,可以降低数据传输的单位成本压力,并且提高数据传输的安全性。     

船舶认知无线通信网络跨层安全架构研究

为使船舶主机在行进过程中的通信安全性得到有效保障,研究船舶认知的无线通信网络跨层安全架构。通过划分通信数据安全等级的方式,评估数据信息的跨层传输风险,分析船舶认知无线通信网络安全需求。完善无线通信网络底层拓扑结构,根据通信数据传输协议,确定网络访问安全机制,实现无线通信网络的跨层安全架构搭建。实验结果表明,该架构体系能够保障船舶主机的通信安全性,提高通信数据波信号传输强度。     

海上数据通信中的物联网交互技术研究

随着现代船用电子信息系统的发展,各电子设备之间及与设备与信息中心的数据交互越加频繁,交互量越来越大,传统的基于无线通信架构的数据通信系统已经越来越不能满足海上大量数据的交互性能要求。物联网是一种全新的互联结构,其数据采集﹑传输是基于RFID射频技术﹑传感器技术及无线传感网络技术,能够高效的对船用通信数据进行处理。本文研究海上无线通信网络与物联网结构,提出基于物联网结构的拥塞算法,极大提高了海上通信网络系统容量。     

浅谈MIMO双向中继系统性能分析的研究进展

为了提高无线通信系统的性能,提出了多输入多输出(Multiple-Input MultipleOutput,MIMO)技术与双向中继协作结合的方案。MIMO与双向中继转发技术的结合有覆盖范围大,传输速率快和效率高等优点。然后结合对不同发射策略系统性能进行仿真,仿真结果表明,相比传统直接的传输模式该系统方案可提高系统性能。最后概述了该系统方案性能分析的研究进展。     

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。     

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。     

跳频通信主要干扰模式及抗干扰方法研究

跳频技术以其良好的抗干扰性成为战术通信领域应用最广的一种抗干扰手段。本文主要介绍了五种对跳频通信系统影响较大的干扰模式,分别给出其干扰原理,分析上述干扰对跳频通信的影响,在充分了解干扰的基础上,提出几种能够抑制上述干扰的有效措施。     

谈谈如何提高南海海域通信履约服务能力

随着通信技术的不断进步,海上通信方式也日新月异,当前海岸电台的通信技术与通信方式已不能很好地满足广大航船的通信需求。为了更好地满足船舶航行安全需求,作为承担南中国海域的船舶遇险安全通信值守任务的广州海岸电台应该想方设法,主动拓展通信业务,不断提高南海海域通信履约服务能力。