AIS基带信号的接收与处理

为了提高船舶在海上航行的安全性,根据AIS基带信号的特点,采用CMX7042调制解调芯片,结合ARM嵌入式技术,设计了AIS基带信号接收模块.对AIS基带信号接收处理,按照AIS标准语句格式打包处理,进行了AIS系统软硬件设计与实现.测试结果表明接收数据符合设计要求,同时该AIS接收模块的灵敏度与标准相比有所提高.     

一种基于互联网+的AIS载波频率智能化测量系统

为了克服AIS信号载波频率人工测量的低效率的缺点,本文搭建了基于安捷伦频谱仪N9020A的AIS信号载波频率的智能化测量系统,计算机发送SCPI指令实现与频谱仪的交互操作,并且计算机程序对频谱仪每次捕捉到的数据进行智能分析,根据AIS信号的频率和功率特征排除无效虚假信号和辨别出有效的AIS信号,记录有效AIS信号的载波频率数据,从而实现了AIS信号载波频率的智能化测量.实验表明,该系统测量可靠,效率高,无需操作人员具有专业知识,具有较高的工程实践价值,该系统非常适合互联网+仪表的运行模式,具有广阔的推广意义.     

星载AIS接收系统的多用户分离

针对星载AIS接收系统覆盖范围大而导致接收的AIS时隙碰撞以及无法有效地分离AIS信号问题,给出了碰撞概率和检测率的分析模型。同时,提出了一种多用户分离的设计方案。该方案采用基于FastICA的阵列信号处理方法从混合信号中逐步分离出一定数量的船舶信号,避免了混合信号源数估计这一难题。这种思想也符合星载AIS接收系统的需求。仿真结果验证了该方法是有效的,且算法收敛较快。     

基于北斗与ZigBee的生态环境参数实时采集系统

针对当前生态环境参数采集实时性差、智能化水平低、普通远程通信技术存在盲区等问题,设计并实现了基于北斗与ZigBee的生态环境参数实时采集系统. 系统以CC2530芯片为核心,选取温湿度、压强、光照强度、土壤含水率及负氧离子基本环境参数,结合ZigBee与北斗短报文技术,建立ZigBee监测网,在网关节点上嵌入北斗短报文模块,同时设计易于扩展且适用于短报文远程数据传输的编码,并应用于北斗移动终端,实现数据的实时显示与存储. 实验结果表明,ZigBee监测网工作正常,网关节点上北斗短报文模块的收包率高达95%以上,系统运作稳定可靠,同时还兼备扩展性,可集成其他传感器.     

船舶AIS数据快速抽取研究

随着时间的推移、航运经济的快速发展,以及AIS设备装船的数量的增加,中国沿海AIS岸基系统每年都产生海量的AIS数据,如何快速地从中找到所需的数据,成为迫在眉睫需要解决的问题。该文通过对AIS数据文件结构、AIS语句结构的研究,对比计算生成的特定船舶发出AIS报文起始字符串,大大地减少了解析数据量,从而提高了AIS报文抽取和解析效率。     

ARQ反馈中继协作水声通信系统资源分配方案

为了改善信道环境下复杂的水声通信系统性能,更好地实现资源的合理分配,采用跨层设计的思想,提出了一种基于ARQ反馈中继协作水声通信下行链路的资源分配方案.该方案利用目标端的反馈信息ACK/NAK(正确译码/错误译码),在给定目标的误包率、无法获取信源端信道的状态信息、相对复杂的水下环境以及中继会放大转发前路噪声的情况下,可以实现目标用户的调度和速率的分配.仿真结果显示,与传统的方案相比,利用所提出的方案,可以在相对复杂度较小的基础上实现较低的误比特率,达到接近信道状态已知时的性能.     

基于改进AIS系统的卫星接收机船舶检测率

为解决卫星接收AIS信号时存在多用户时隙冲突、信号传输过程中时延等问题,针对新的AIS方案,给出卫星接收机船舶正确检测率比较分析结果,同时,给出A类和B类混合分布以及不同海域下A类船舶的正确检测率.该新方案可以提高卫星接收机的船舶检测率.     

基于Linux和CDMA的AIS数据传输系统

以ARM9微处理器为核心,使用linux操作系统和CDMA无线通信技术设计船舶自动识别系统(AIS)的船载终端.系统的设计主要包括AT指令实现CDMA模块的网络连接过程及程序实现方法、图形界面的设计、红外无线键盘软硬件设计及AIS数据接收和处理、硬件设计.试验结果表明,整个AIS数据传输系统模块集成度高,既可以作为单独的AIS数据发送系统,也可以集成到GPS海图仪上.     

基于煤矿测量数据服务的一体化

针对煤矿测量系统数据服务整体技术进行研究,以实时数据库和大型关系数据库为核心,实现从数据接收、数据处理到数据事后无纸化判读等全过程给出一体化实现方案,并对测量数据中的关键问题数据格式的差异给出了具体实现方案.结果表明:该方案能够为煤矿测量系统提供快速、高效的数据服务.     

基于掩码匹配的报文双抽样方法

基于掩码匹配的报文抽样算法是一种实用性较强的分布式流量抽样算法,但是该算法在测量报文到达时间间隔的分布这一重要网络流量特征时性能较差。首先根据误差理论分析了产生这一问题的原因,为了降低测量的系统误差,在原算法中引入了双抽样的改进方案。考虑到改进后的算法会给测量系统带来额外的负担,提出了增加了抽样掩码位数的解决办法,并且论证了其可行性。最后基于实际的网络流量数据进行了实验验证,结果表明：改进后的算法测得的报文到达时间间隔的分布符合真实的分布情况,并且对其它网络性能指标的测量精度影响较小。     

基于北斗通信SRP机制的电力计费信息远程传输系统的设计与实现

针对在无公网覆盖的偏远地区,用电信息远程抄表这一历史性难题,文章研究了一种基于北斗短报文通信的电力远程抄表系统。研制的电表数据采集与传输设备,可以按多种工作模式抄取电力数据,并进行数据拆包(segmentation,S)和北斗协议封装处理,然后通过北斗短报文模块完成数据的远程传输;同时研制的主站端接收设备可以完成北斗短报文的接收、数据解析和组包(reassembly,R)处理,有效的补包(patching,P)操作保证了电力抄表的成功率。实际测试结果表明,该基于北斗通信SRP机制的电力计费信息远程传输系统的抄表成功率可达98.9%,可以作为偏远地区用电信息远程抄表的一种高效可靠的方案。     

水下传感器网络中避免时空不确定性影响的MAC协议

水下传感器网络中时空不确定性严重,控制报文易发生冲突.时隙预约类MAC协议中控制报文发生冲突的概率较大,且节点位置变化会给报文接收带来不利影响.在此基础上提出了一种预设收发时间的水下MAC协议——PC-MAC.在PC-MAC协议中,考虑到发送节点位置可能出现变化,接收节点将预先设定接收报文的时间窗口,发送节点以接收窗口为依据,计算报文的发送时刻,从而避免报文冲突.仿真实验表明,根据网络的数据流量合理设定PC-MAC协议的参数,可获得较为理想的网络性能.     

基于TCBF算法的TCP流长度分布统计

为提高流测量系统的运行效率,减少其所需资源的消耗,在分析了TCP连接的释放以发送FIN报文或RST报文作为结束标志的基础上,提出一种新的报文过滤算法TCBF(time-outcounting bloom filter),用于统计TCP流长度分布.通过对有结束标志的流、没有结束标志的中长流和没有结束标志的中短流分别采用不同的统计处理方式,增加了网络测量性能,提高了测量系统的资源利用率.该算法不需要收集所有报文,而是只需要抽样少量报文即可对流长度做出统计.理论分析和仿真结果表明,TCBF算法在使用较少的存储空间的条件下,可以及时准确地对TCP流长度分布做出统计,满足实际测量需要.     

位置与标识分离的网络访问控制机制

在位置与标识分离的体系结构(LISA)的基础上,提出位置与标识分离的体系结构的网络访问控制机制(LISA-NAC).该机制包括基于标识的访问控制(IBAC)模型和自验证标识.IBAC模型提供了更加精确和高效的网络访问控制,并能适应移动节点的访问控制.自验证标识使得报文接收方可以不依赖第三方认证,直接根据报文携带的信息来验证报文源归属,从而减少标识欺骗的可能性.基于原型系统的实验结果表明,LISA-NAC带来的传输性能下降和系统开销较小,具有可行性.     

一种全数字解扩解调方法的性能仿真和技术实现研究

给出基于软件无线电的扩频通信接收系统实现方案．研究了采用全数字解扩解调方法及其在技术实现过程中对系统误比特率的影响，并与其他方法的扩频通信系统误比特率进行了MATLAB仿真分析比较．实验结果表明，所给方法在相同输入信噪比下，通过合理选取采样率、有效设计低通滤波器，系统误码性能最优．     

船载自动识别系统设计

为了实现船载自动识别系统中报文校验、解析和格式转化功能,采用无线调制解调芯片和微控制器的典型连接方式对其报文接收模块进行硬件设计.通过基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ来实现软件编程把μC/OS-Ⅱ移植到ARM控制器中,按μC/OS-Ⅱ操作系统的编程规范创建任务,合理利用资源,较好实现了船载自动识别系统中报文接收模块的功能.     

嵌入式PC104在不接触电法测量中的应用

在不接触电法测量中,为了清晰精确地观测发射机发出的经过空间和地下介质耦合的微弱信号,设计了不接触电法测量仪器的嵌入式智能化系统.该系统以嵌入式PC104计算机作主控单元,采用可编程逻辑器件作为硬件接口电路,在Borland C 环境下,编制了基于UCDOS的控制、采集驱动和数据处理程序.通过实验数据表明,该仪器接收到的信号是地下介质的真实反映.基于嵌入式PC104的系统设计方案可用于更多其他控制过程较复杂、工作环境恶劣和背景噪声大的测量控制场合.     

基于六量子态的高容量量子秘密共享方案

为了提高一方到多方量子秘密共享方案的量子比特容量,提出了一种基于六量子态的新方案.发送方首先根据共享秘密对初始的光子序列进行相应的酉操作,然后进行随机的酉操作并发送给接收方.接收方依次进行随机的酉操作,最后一位接收方将光子序列返回给发送方.发送方选用正确的测量基进行测量,并公布与测量结果有关的信息;接收方则根据该信息和各自的酉操作获得共享秘密.理论分析结果表明,当存在n位接收方时,所提方案的量子比特容量为1,而已有的类似方案为1/n,故前者具有容量高、所需量子资源少的优点.此外,所提方案中发送方负责测量,所有接收方只需执行酉操作,因此对接收方的设备要求低,特别适用于发送方设备条件远超过接收方的情况.     

大质量物体间引力常数测量设计方案

设计了一种新的测量大质量物体间万有引力常数G的实验方案,笔者先阐述了该方案总体设计结构,然后分析了预期的理论观察值.设计分析表明：该方案中被照物投影在接收屏上将会出现3.75 mm的预期位移.最后提出了降低测量误差的方法.     

在WiFi干扰下的ZigBee网络可靠性研究

WiFi系统和ZigBee无线传感器网络系统均主要工作在2.4GHz的ISM频段.同一区域同时部署两种网络的场景越来越多,如何有效地避免干扰,是目前亟待解决的问题.从理论上讲,当两者共存时,都会对彼此产生一定程度的干扰.主要研究WiFi网络对ZigBee网络的干扰.通过对两者共存时的同频干扰问题进行详细地分析,搭建反映ZigBee和WiFi共存的网络仿真模型,提出了一种在强干扰下的基于改进的频率捷变的干扰避免方法,该方法检测到干扰之后,自适应地将节点切换到安全信道上来避免WiFi干扰.ZigBee网络在WiFi干扰下的网络性能根据误比特率BER和误包率PER来进行评估.仿真结果表明所设计的方案能够有效地减轻WiFi干扰的影响,进而能够提高ZigBee网络的性能.