【摘 要】
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随着在人类海洋探索和开发过程中无人装备的占比不断加大,海上无人智能装备的业务范围将不断拓展至更加宽广的海域,同时海上无人智能装备也将面对更复杂的海洋环境,这就对未来海上通信技术提出了更高的要求。本文立足于无人艇近远海网络通信的现实需求,总结传统海洋通信技术的优势与不足,进而针对性地设计了地海空一体化的无人艇海洋通信网络系统。在此基础上设计了一型无人艇指挥通信方舱系统。并根据无人艇海洋通信网络的技术
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随着在人类海洋探索和开发过程中无人装备的占比不断加大,海上无人智能装备的业务范围将不断拓展至更加宽广的海域,同时海上无人智能装备也将面对更复杂的海洋环境,这就对未来海上通信技术提出了更高的要求。本文立足于无人艇近远海网络通信的现实需求,总结传统海洋通信技术的优势与不足,进而针对性地设计了地海空一体化的无人艇海洋通信网络系统。在此基础上设计了一型无人艇指挥通信方舱系统。并根据无人艇海洋通信网络的技术特点,重点从无人艇通信系统异构网络垂直切换的可靠性、稳定性方面入手为无人艇异构通信系统设计了一套高可靠自适应的网络切换的机制,有效解决了无人艇海上通信过程中多种通信方式之间切换衔接不畅造成通信延时陡增或网络来回乒乓切换造成网络资源浪费的问题。论文的主要工作如下:（1）首先对当前海上无人艇通信通用方案进行了研究论证,获得了无人艇海面通信的现实确切需求。在经过需求分析后,完成了无人艇指挥通信系统硬件结构的设计研制工作;（2）根据无人艇通信系统实际工作场景,本文设计了一套包含北斗通信、天通通信、4G通信以及无线自组网电台通信设备构成的无人艇异构通信系统;（3）为保证通信系统链路切换稳健便捷,设计了基于层次分析法和多属性代价函数法相结合的异构网络链路切换逻辑,并利用Matlab软件对方舱通信系统进行了建模仿真,并通过实际测试不断改进仿真数据;（4）为验证通信方舱实际野外保障工作能力,对方舱系统进行了实验室测试、河道测试以及海洋测试工作。实验结果表明方舱可以迅速完成网络切换,且在切换过程中,切换果断不会发生乒乓切换的情况。结合各项功能平台,通信方舱系统完全满足了无人艇海上通信各项保障需求;本文经过充分任务分析、方案论证、系统实施以及设计改进等一系列基础工作后,完成了无人艇指挥通信方舱的研制并设计了一个符合系统特点的异构网络垂直切换逻辑。并通过仿真、实践测试证实通信方舱的各项指标均能满足预期设计。
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