甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)(VHF Data Exchange System,VDES)作為被國(guó)際海事組織(International Maritime Organization,IMO)認(rèn)可的未來(lái)海事通信系統(tǒng)的重要組成部分,成為了近年來(lái)海事通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在集成現(xiàn)有的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System,AIS)功能的基礎(chǔ)上,VDES增加了兩個(gè)數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)的功能:特殊應(yīng)用報(bào)文(Application Specific Message,ASM)和寬帶甚高頻數(shù)據(jù)交換(VHF Data Exchange,VDE)。其中,VDE 功能又分為 VDE 地面部分(VDE-Terrestrial,VDE-TER)與VDE衛(wèi)星部分(VDE-Satellite,VDE-SAT),本課題主要研究VDE-TER的鏈路層通信技術(shù)。VDE-TER的隨機(jī)接入信道(Random Access Channel,RACH)是在國(guó)際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union Recommendation,ITU)M.2092-0 建議書中首次引入的。VDE-TER功能中所有數(shù)據(jù)傳輸都要使用RACH來(lái)接入鏈路,所以作為VDE-TER的接入技術(shù),研究RACH的接入?yún)f(xié)議具有非常重要的意義。在VDE-TER的通信過(guò)程中,所有站臺(tái)時(shí)間同步,資源請(qǐng)求信令包在RACH上隨機(jī)發(fā)送,且發(fā)送的信令包大小相同,這些特點(diǎn)符合時(shí)隙ALOHA協(xié)議(Slotted-ALOHA,S-ALOHA)使用場(chǎng)景。在ITUM.2092-0建議書中提出VDE-TER的隨機(jī)接入技術(shù)使用S-ALOHA協(xié)議。本課題結(jié)合S-ALOHA協(xié)議與VDE-TER RACHH的特性,提出了自適應(yīng)迭代差分時(shí)隙 ALOHA 協(xié)議(Adaptive Traffic Load Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA,ATL-CRDSA)。該協(xié)議在發(fā)送信令包時(shí),會(huì)發(fā)送該信令包兩個(gè)負(fù)載內(nèi)容完全一致的副本,并隨機(jī)選擇兩個(gè)不同的時(shí)隙發(fā)送,在岸站接收信令包時(shí),會(huì)利用成功解調(diào)的信令包信息來(lái)消除副本在其他時(shí)隙上產(chǎn)生的干擾,能夠有效提高了系統(tǒng)的吞吐量。此外,為了進(jìn)一步解決高負(fù)載下系統(tǒng)吞吐量下降的問題,ATL-CRDSA協(xié)議會(huì)對(duì)鏈路的負(fù)載進(jìn)行估計(jì),并引入選擇發(fā)送概率來(lái)降低鏈路中的有效負(fù)載,使系統(tǒng)可以工作在最優(yōu)化吞吐量附近。該協(xié)議對(duì)VDE-TER鏈路層的接入?yún)f(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定有重要的參考意義。在上述研究的基礎(chǔ)上,使用C++搭建了 VDE-TER的鏈路層通信平臺(tái)。模擬了在部分時(shí)隙被AIS與ASM占用的情況下,VDE-TER鏈路層的通信流程,驗(yàn)證了 ATL-CRDSA協(xié)議的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明ATL-CRDSA的歸一化吞吐量可以達(dá)到0.55數(shù)據(jù)包/時(shí)隙,并且在RACH負(fù)載不斷增加的情況下也可以保證系統(tǒng)的吞吐量性能,保證了 VDE-TER鏈路層通信的穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

?ＶＤＥ－ＴＥＲ鏈路層通信技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)???２０１６?２０１７?２０１８?２０１９?２０２０?２０２１?２０２２?２０２３??ＡＩＳ＋ＡＳＭ?｜?ＶＤＥＳ地面部?ＶＤＥＳ全方位??語(yǔ)擇服務(wù)１分基本完成?運(yùn)行能乃??、ＩＳ?，——ＡＩＳ，?？?＾Ｓ２??ＡＩＳ＋ＡＳＭ＾?ＡＳＭ?＾?Ａ１Ｓ??１?ＪＭ?？?Ｊ?ＶＤＥ－ＴＥＲ?？此：服??衛(wèi)星上彳?ＶＤＥ－ＳＡＴｆ?ＸＳＭ１??ＡＳＭ?Ｌ?ＡＳＭ２??ＶＤＥ＾ＳＡＴ???上／下行鏈路??圖１．１?ＶＤＥＳ發(fā)展規(guī)劃??Ｆｉｇ．?１．１?ＶＤＥＳ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｐｌａｎ??按照?qǐng)D中的任務(wù)規(guī)劃與進(jìn)度安排，ＶＤＥＳ技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定并正式發(fā)布時(shí)，海上數(shù)字通??信的相關(guān)業(yè)務(wù)會(huì)極大地變革，高速的的數(shù)據(jù)通信能力，全球范圍的覆蓋能力，將會(huì)極大??降低因通信鏈路不穩(wěn)定造成的安全風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)大大促進(jìn)航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，對(duì)無(wú)人船與智能??船舶應(yīng)用等相關(guān)的領(lǐng)域都具有極大地促進(jìn)作用［１５］。??１．２．２接入?yún)f(xié)議研究現(xiàn)狀??在ＶＤＥ－ＴＥＲ中，由于其傳輸數(shù)據(jù)的容量較大，傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)概率較大，在ＩＴＵ－Ｒ??Ｍ．２０９２建議書中提出隨機(jī)信道的接入?yún)f(xié)議使用Ｓ－ＡＬＯＨＡ。在２０世紀(jì)七十年夏威夷大??學(xué)試驗(yàn)成功隨機(jī)接入?yún)f(xié)議Ｓ－ＡＬＯＨＡ，在Ｓ－ＡＬＯＨＡ的應(yīng)用環(huán)境中，所有終端隨機(jī)接入，??系統(tǒng)允許大量間斷性傳輸數(shù)據(jù)的的終端共用單一信道，并且要求所有終端進(jìn)行時(shí)間同??步，且每個(gè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度必須等于一時(shí)隙，在理想環(huán)境中Ｓ－ＡＬＯＨＡ的吞吐量可以達(dá)到??０．３６８數(shù)據(jù)包／時(shí)隙ＷＵＳ－ＡＬＯＨＡ的應(yīng)用條件與ＶＤＥ－ＴＥＲ中船站發(fā)送數(shù)據(jù)的條件非常相??似，所以該協(xié)議有一定的使用基矗??為了繼

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???２?ＶＤＥ－ＴＥＲ鏈路層特性??根據(jù)ＶＤＥＳ技術(shù)特性建議書ＩＴＵ－Ｒ?Ｍ．２０９２－０與ＶＤＥＳ技術(shù)規(guī)范Ｇ１１３９這兩份文件??的內(nèi)容，本章首先介紹了?ＶＤＥＳ的框架，在此基礎(chǔ)上對(duì)ＶＤＥ－ＴＥＲ的技術(shù)特性進(jìn)行具體??的描述，包括ＶＤＥ－ＴＥＲ的信道參數(shù)、時(shí)隙結(jié)構(gòu)、邏輯信道以及傳輸流程等四個(gè)方面，??對(duì)ＶＤＥ－ＴＥＲ的鏈路層進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。??２．?１?ＶＤＥＳ總體架構(gòu)??ＶＤＥＳ為海事基站（船站、岸站、衛(wèi)星）之間的通信提供了多種方式，在近海范圍??內(nèi)地面岸站與移動(dòng)船站組成網(wǎng)絡(luò)保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸，在岸站無(wú)法覆蓋的水域移動(dòng)船??站通過(guò)海事衛(wèi)星進(jìn)行組網(wǎng)。在功能上，通過(guò)保留ＡＩＳ專用頻段，設(shè)置數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)別等方??式保證了?ＡＩＳ功能的完整性，進(jìn)一步保障了船舶航行安全。與此同時(shí)，在ＡＩＳ的已有頻??段的基礎(chǔ)上為ＶＤＥＳ申請(qǐng)了多個(gè)新的頻段，分配給ＡＳＭ、ＶＤＥ－ＴＥＲ、ＶＤＥ－ＳＡＴ進(jìn)行??數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)系統(tǒng)組成模型可以預(yù)測(cè)，未來(lái)的ＶＤＥＳ將發(fā)展出多種設(shè)備類型，比如單??一支持?ＡＩＳ?類型，ＡＩＳ＋ＡＳＭ?類型、ＡＩＳ＋ＡＳＭ＋ＶＤＥ－ＴＥＲ、ＶＤＥ－ＳＡＴ?等多種組合，應(yīng)??用于不同場(chǎng)景。ＶＤＥＳ中具體的通信模式如圖２．１所示［２６］。??ｇＳＭＩ?ＶＤＥ?ＡＩＳ?：長(zhǎng)轉(zhuǎn)衛(wèi)星部分???ｊ￣￣?｜?｜?Ｌ??；?！??ＡＳＭ?ＡＳＭ??船站?ＶＤＥ：?ＶＤＥ?船站??ＡＩＳ?＇?￣?＂?ＡＩＳ?［長(zhǎng)距離??ＡＳＭ?ＡＩＳ??厗站??圖２．１?ＶＤＥＳ整體架構(gòu)??Ｆｉｇ．?２．１?ＶＤＥＳ?ｏｖｅｒａｌｌ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??７??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???（?刑臺(tái)）???＜＾息，排序發(fā)送，等?????是??資源請(qǐng)求＃９０，等＞??源分配＃４，等彳???＾＾３１２???－＋Ｔ？??＜???????發(fā)送數(shù)據(jù)包??＃７４，?＃７５，?＃７６??＜＜＾Ｋ／ＮＡＣＫ?＃?１３判????曰??＜包個(gè)數(shù)大于?????＾否???去??（釋放傳輸鏈ｇ＾）??圖２．６發(fā)送端數(shù)據(jù)傳輸流程??Ｆｉｇ．?２．６?Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ?ｄａｔａ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１５??
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃竹筠;國(guó)際海上衛(wèi)星船站系統(tǒng)在船—岸通信中的應(yīng)用及其應(yīng)用前景[J];世界海運(yùn);2004年04期

2 劉紅屏;海事衛(wèi)星移動(dòng)船站的配備與經(jīng)濟(jì)效益[J];世界海運(yùn);1996年01期

3 陳放;李建民;張英俊;;海事衛(wèi)星船站數(shù)據(jù)傳輸信道選擇的優(yōu)化控制[J];中國(guó)航海;2008年04期

4 趙洪;;海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)及其船站[J];計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò);1986年02期

5 李建民;張仲超;張剛;;基于3020C終端實(shí)現(xiàn)保安報(bào)警船站指令的分析與研究[J];航海技術(shù);2009年02期

6 萬(wàn)里;巧租游船[J];數(shù)學(xué)小靈通;2004年Z2期

7 楊永康;有關(guān)INMARSAT-B的幾個(gè)專業(yè)問題[J];航海技術(shù);2001年06期

8 陳偉;海事衛(wèi)星C標(biāo)準(zhǔn)船站性能研究[J];水運(yùn)科技信息;1998年03期

9 柳邦聲;1NMARSAT-C系統(tǒng)幾項(xiàng)特殊通信業(yè)務(wù)的應(yīng)用[J];航海技術(shù);1999年02期

10 符強(qiáng);GMDSS設(shè)備實(shí)操培訓(xùn)初探[J];集美航海學(xué)院學(xué)報(bào);1997年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張兆豐;移動(dòng)隨機(jī)接入研究[D];華南理工大學(xué);2003年

2 韓會(huì)梅;巨連接大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的導(dǎo)頻隨機(jī)接入方案研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

3 袁建濤;LTE-U系統(tǒng)的隨機(jī)接入和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)制設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化[D];浙江大學(xué);2019年

4 花敏;頻偏對(duì)基于Zadoff-Chu序列的隨機(jī)接入信號(hào)的性能影響分析[D];南京理工大學(xué);2018年

5 黃銚;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入控制策略研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

6 侯睿;光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中沖突解決方法的研究[D];華中科技大學(xué);2006年

7 馬柯;延遲容忍網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

8 Munir Said Suleiman;信息通信技術(shù)的有效預(yù)測(cè)、使用和生產(chǎn)率[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

9 Muhammad Waqar;信息與通信技術(shù)對(duì)巴基斯坦柑橘價(jià)值鏈的影響研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

10 ZAHID LATIF（扎哈德）;巴基斯坦農(nóng)村地區(qū)信息通信技術(shù)評(píng)估研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄭揚(yáng);VDE-TER鏈路層通信技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2020年

2 李蒙蒙;AIS船站時(shí)間同步技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2014年

3 彭曉星;構(gòu)建于LAN網(wǎng)的F船站話音模擬通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];上海海事大學(xué);2005年

4 劉凱;基于NB-IOT的接入優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廈門大學(xué);2019年

5 邸俊杰;面向海量用戶的大規(guī)模MIMO隨機(jī)接入機(jī)制研究[D];北京交通大學(xué);2019年

6 何功成;LTE-Advanced中M2M終端的接入擁塞控制和資源分配研究[D];重慶郵電大學(xué);2018年

7 周述淇;LTE-A Pro測(cè)試終端系統(tǒng)MAC層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2018年

8 屈元遠(yuǎn);NB-IoT系統(tǒng)隨機(jī)接入過(guò)程的研究和實(shí)現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

9 張發(fā);面向超級(jí)基站的5G協(xié)議棧MAC層的研究和實(shí)現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

10 吳雨珊;衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)隨機(jī)接入?yún)f(xié)議研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2862213