全船无线通信系统网络架构与可靠性研究

分析船舶通信系统发展趋势以及发展船舶无线通信系统的必要性.根据无线传输特性和船舶内部环境,提出全船无线通信系统架构.应用试验检测和仿真方法,研究无线信号在船舶钢制环境下的传输特性,并开展可靠性分析,提出解决思路和方法.研究表明,通过合理选择通信频率,构建网络架构、优化通信协议等措施,可以建立全船可靠无线通信系统.     

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。     

水下无线通信资源数据库任务自主调度算法

传统水下无线通信资源数据调度算法在日常应用过程中,受到算法自身信号链路计算缺失影响,经常出现通信数据断流,数据库调度延时高的问题。针对此问题,提出水下无线通信资源数据库任务自主调度算法。通过引入无线POS策略算法对传统无线传输信号进行信号增强净化处理,同时配合引入EPD-C优先级调度算法,对传统调度算法调度链路计算逻辑进行修正,根据任务优先级别计算结果,实现任务的自主调度。最后,通过仿真实验对提出算法进行对比实验验证,证明提出的水下无线通信资源数据库任务自主调度算法能够有效解决传统算法因自身不足导致调度延迟高的问题。     

船舶通信系统信号采集稳定性测试模式识别

船舶之间、船舶与岸基之间的通信以无线信号为主,在船舶VAST、VHF等无线通信网络中,信号的调制与模式识别技术非常关键,决定了通信系统的信号传输精度,本文分别介绍船舶通信系统模拟信号调制和数字信号调制技术,结合时域与频域的分析方法,研究通信系统信号采集稳定性测试的模式识别技术,不仅能够提高船舶无线通信系统的信号调制和解调效率,而且对于信号的特征提取、后处理有重要意义。     

船舶无线通信网络传输节点选择算法优化

普通船舶传输节点选择算法,存在数据传输效率较低、通信节点覆盖面积有限等弊端。为解决上述问题,设计基于船舶无线通信网络的Co MP传输节点选择优化算法。通过网络信道编码、通信链路层协议选择2个步骤,完成船舶无线通信网络环境的搭建。通过Co MP传输节点选择、节点数据预编码、优化判决门限计算3个步骤,完成优化后传输节点选择算法的搭建。模拟算法运行环境,设计对比实验结果表明,优化后算法与普通算法相比,有效解决数据传输效率低下、通信节点覆盖面积有限等问题,为船舶通信数据的稳定传输提供可能。     

iMT-8000无线通信系统在轮胎吊远程控制转场中的应用

为实现轮胎吊在整个堆场作业区域内都能够远程控制转场作业,采用iMT-8000无线通信系统进行信号传输。该系统主要由无线通信天线、用户单元、扇形无线基站等组成。通过在轮胎吊上安装无线通信天线和用户单元,在堆场高杆灯上安装扇形无线基站,并对用户单元和扇形无线基站进行系统配置和网络配置,从而建立远程控制转场时轮胎吊与远程控制中心的无线通信,实现轮胎吊远程控制转场功能。实际应用表明,iMT-8000无线通信系统信号传输稳定、可靠,可满足轮胎吊转场通信需求。     

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。     

网络编码中继算法研究

中继技术作为一种能够有效提高系统传输性能的技术,在无线通信领域得到了广泛的应用。在无线传输系统中采用中继技术可以获得信息传输相应的分集增益,而结合网络编码技术可以在保证低误码率的基础上进一步提高网络编码方案的传输速率。在分析无线通信系统中中继技术和网络编码技术的使用的基础上,给出了一种进行中继选择和网络编码的算法,同时对无线系统使用中继的性能进行了理论分析和仿真验证。仿真结果验证了所提方法是正确的和有效的。     

基于无线自组织网的船舶通信信号传输质量检测方法

针对船舶通信信号传输质量研究,采用传统方法存在检测效率低的问题,提出了基于无线自组织网的船舶通信信号传输质量检测方法。构建船舶通信信号模型,检测设备连接情况,实时处理接收到的信号。保证码元周期不变,可获取接收信号表现函数。根据该函数,选择不同长度设备电缆进行测试,选取测试点,设计船舶通信信号传输质量检测流程。依据数据包检测结果,实现对船舶通信信号传输质量检测。通过实验对比结果可知,采用无线自组织网络方法检测效率最高为94%,为船舶提供良好的通信环境。     

深海领域中的无线基站覆盖范围特性分析

基站在海洋的应用越来越多,基站信号覆盖范围的广度及深度直接影响着整个海洋领域的通信质量。同时,海洋地形相对于陆地更为复杂,深海领域的地形勘探及基站部署难度更大,所以提高现有通信基站的覆盖范围及信号传输质量是优化海上通信网络的最佳途径。本文针对现有的深海领域无线基站信号覆盖特性,提出一种多载波放大信号的基站覆盖范围延伸技术方案,提高了现有深海领域无线信号的覆盖范围及通信质量。     

船舶无线网络通信路径最优规划方法分析

为了解决传统船舶无线网络通信信息传输速率慢的问题,提出船舶无线网络通信路径最优规划方法。建立EECN和TECN双网结构,获取不同长度的通信链路数据流信息,提出TGP路径算法,根据通信数据流信息计算所有无线通信路径,最后设置评估参数量和对应权重,对各路径进行传输评估,根据评估结果选取最优路径,实现无线网络通信路径最优规划。实验数据表明,与传统规划方式相比,应用设计通信路径最优规划方法,无线网络通信数据接收速率提高19.5%,数据发送速率提高22%,可以明显提高船舶无线网络通信传输效率。     

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。     

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。     

舰上无线传感器网络设计与应用方法研究

无线传感器网络(WSN)被广泛应用在多个领域,然而其在船舶上的应用研究却相对较少。相比于传统的应用场景,一方面船舶中封闭结构较多,会导致无线信号的衰减;另一方面海上气候条件多变,也会对无线通信产生较大干扰。本文通过研究无线传感器网络在船舶上的具体环境,提出一种舰上无线传感器网络的设计方案,通过采用Zig Bee技术,构建舰上无线传感器节点的P2P通信模式,提高舰上无线传感器网络的有效性和可靠性,并通过实验数据证明本文提出的方法具有较好的可用性。     

舰船网络保密通信的椭圆曲线优化编码技术

在舰船网络保密通信中,通过对传输数据信息进行优化编码,提高数据加密性能。传统的舰船网络保密通信的编码技术采用随机码幅度调制的信息编码算法,在舰船网络通信密钥扩展过程中,随着信噪比的降低,窃听者可破解全部密钥,加密性能不好。提出一种基于椭圆曲线加密的舰船网络保密通信优化编码算法。设计安全网络编码方案,采用椭圆曲线加密技术实现对通信数据的算术编码与加密,通过多个字符序列进行算术编码,产生加密所需的一个参数密钥,使用改进型Logistic映射得到舰船网络保密通信的信息编码的散列值,分别恢复出信源的编码矢量,得到舰船网络保密通信椭圆曲线加密密钥排列图,实现优化编码通信。仿真结果表明,采用该算法进行舰船网络保密通信数据编码,具有较好的数据加密传输性能,对网络攻击具有较好的抵御效果,适用于舰船保密通信系统设计中。     

一种海上异构传感器网络的自适应控制方法

海上无线通信系统由多个异构网络组成,如卫星通信、短波通信、微波通信及无线传感网络等,这些通信系统载波频段、调制调解及编码方式各不相同,如何对通信资源进行统一管理并确保通信质量(Qos)是现代海上通信管理系统研究的重要方向之一。本文根据海上通信系统的业务特点,对异构网络进行划分,提出了一种海上异构传感网络自适应控制方法,将业务类型与Qos进行动态映射,充分保证了海上通信资源的利用率,最后进行仿真实验。     

差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用

为保障船舶航行过程中的通信安全,有效抑制通信网络噪声干扰,避免信道衰减问题,对差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用情况进行研究,通过对差分跳频通信校正矩阵进行选择,采用无线编码技术对通信数据进行均衡控制和编码调制处理,从而有效生成适合于信道传输的脉冲波形,并将通信过程中的数据信道传输误码率和丢包率为评价指标,检验差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中的应用效果,通过实验证明,差分跳频通信技术在通信网络信道均衡控制中应用效果明显更好,能有效地降低数据传输误码率和丢包率,保证船舶通用通信的安全性和可靠性。     

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。     

海面无线局域传感网络的数据通信协议研究

无线传感网络的应用已经逐渐由陆地发展到海洋。海洋观测数据与水下声学感知信息实时、高效、精准上传至岸基或母船,离不开无线传感网络中的数据传输系统与通信协议的协调搭配。通过软件仿真分析无线电台传输频率与系统数据通信协议传输误码率间的关系,搭建无线数据传输系统,实现数据收发功能,完成了外场湖面单节点无线电台拉锯通信。根据测试结果进行了多节点无线电台收发数据拥塞、信号串扰以及数据价值等相关领域研究。最后对海面无线数据传输系统进行功能分析,基于系统完备性的数据通信协议满足无线数据传输系统通信距离大于6 km的性能指标需求,为进一步实现海洋无线局域多传感器网络融合、打造智慧海洋提供有力支撑。     

基于动态聚簇结构的无线传感网络在海上通信中的应用

无线传感网络在海上无线通信系统中的应用越来越广泛,而受到海上环境的影响,网络的能量消耗及生命周期是衡量海上无线传感网络最重要的性能参数。传统无线传感网络的数据传输在单个节点之间进行传递,效率较低,而现有的基于簇结构的无线传感网络,把传感网络中的所有传感器节点按照一定的逻辑结构进行划分,增加了系统的传输效率。本文在研究现有的无线传感网络基础上,提出一种基于动态聚簇结构的无线传感网络,并进行仿真。