基于STDMA技术的CWDSS数据通信系统的研究

论文摘要

鉴于我国日益严峻的水上交通安全形势,为减少水上交通事故的发生,庞福文教授提出建立一种与国际GMDSS系统兼容、在中国沿海的A1海区和内河、湖泊实施的中国水上遇险与安全系统(Chinese Waterborne Distress and Safety System—CWDSS)。 CWDSS数据通信系统作为CWDSS的一个子系统,主要功能是将船舶自动识别信息、常规数据通信信息以及遇险与安全信息通过VHF数据链路,广播给周围的船舶,以实现与附近水域的其它船台、岸台之间的通信。本文试依据我国国情和现有条件,构建基于STDMA技术的CWDSS数据通信系统。该系统综合船舶自动识别信息、常规数据通信信息以及遇险与安全等信息,可以充分利用我国现有基础设施和条件资源,最大限度的减少或防止水上事故的发生。 CWDSS数据通信系统采用符合国际标准化组织开放系统互连基本参考模型的自组织时分多址无线通信协议。它把信道时间分成固定间隔的时隙。2250个时隙构成一帧。一帧持续一分钟并与国际协调时(UTC)同步。所有这些时隙都可以由工作在数据链路上的电台使用。CWDSS数据通信系统的自组织通信是通过在它的每一个传输报文中都包含下一次传输的时间信息,以便通知数据链路上的其它台不要占用这个时隙,因而为自己预留了下一次广播的时隙来实现的。此外,CWDSS数据通信系统还通过在3到8分钟的时间范围内重新选择时隙,来解决链路上因电台移动而可能存在的通信碰撞。同时,CWDSS数据通信系统通过主动的时隙复用来处理因通信链路容量过载而产生的通信碰撞。 CWDSS数据通信系统在未来水运领域会有广泛的应用前景。它会给未来的沿岸船舶监控、船舶避碰、水上搜寻与救助、港口及狭水道引航、水上交通管制和海洋环境保护带来革命性的进步。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 GMDSS的缺陷
• 1.1.2 CWDSS的提出
• 1.2 CWDSS的概念和基本功能
• 1.2.1 CWDSS的基本概念
• 1.2.2 CWDSS的基本功能
• 1.3 CWDSS概述
• 1.3.1 CWDSS的系统组成
• 1.3.2 CWDSS的通信设施
• 第二章 基于STDMA技术的CWDSS数据通信系统
• 2.1 自组织时分多址（STDMA）通信技术的国际发展现状
• 2.1.1 瑞典STDMA技术发展现状
• 2.1.2 欧盟STDMA技术发展现状
• 2.1.3 俄罗斯等国STDMA技术发展现状
• 2.2 CWDSS数据通信系统
• 2.2.1 CWDSS数据通信系统的基本组成
• 2.2.2 CWDSS数据信息
• 2.2.3 CWDSS数据通信规则
• 2.3 CWDSS数据通信系统的时分多址（TDMA）通信原理
• 2.3.1 CWDSS数据通信系统的时分多址（TDMA）帧结构
• 2.3.2 CWDSS数据通信系统的数据链路定时技术
• 2.3.3 CWDSS数据通信系统数据链路上的消息结构
• 2.3.4 CWDSS数据通信系统数据链路的接入方式
• 2.4 CWDSS数据通信系统的自组织通信原理
• 2.4.1 概述
• 2.4.2 时隙选择方法
• 2.4.3 自组织通信算法
• 2.4.4 时隙复用
• 第三章 CWDSS数据通信系统的软件设计
• 3.1 CWDSS数据通信系统软件的总体设计
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 CWDSS数据通信系统的网络层次模块设计
• 3.2 CWDSS数据通信系统的程序模块设计
• 3.2.1 初始化模块设计
• 3.2.2 链路管理模块设计
• 3.2.3 命令识别模块
• 3.2.4 报文生成模块
• 3.2.5 自主报文生成模块
• 3.2.6 报文接收模块
• 3.2.7 高层报文接收处理模块
• 3.2.8 时隙状态表维护模块
• 3.2.9 同步控制模块设计
• 3.2.10 信道管理模块设计
• 3.2.11 数据显示模块设计
• 3.2.12 操作终端模块
• 3.2.13 系统中的其它功能模块设计
• 第四章 水上自组织无线数据链路的性能分析
• 4.1 水上自组织无线数据链路的电磁传播特性
• 4.1.1 地球曲率效应
• 4.1.2 自由空间传输损耗
• 4.1.3 通信冲突分析
• 4.2 水上自组织无线数据链路的自组织通信特性
• 4.2.1 蜂窝区相遇初期的通信自组织性分析
• 4.2.2 数据链路过载时通信自组织性分析
• 第五章 结论
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 研究生履历