自组织无线通信网络系统是整个海天一体化协同通信监测网络系统的核心部分,该通信网络系统部署方便、展开迅速,并不依赖现有通信设施,能在第一时间快速建立起宽带区域通信网络,可以为特定海区的海洋环境信息和水下声学信息组网采集提供稳定可靠的传输手段。
目前,项目团队已经完成项目所需全部组网设备的研发,主要研究内容包括:低漏检率的接收机信号到达检测/同步技术、快速信道估计及补偿算法、灵活可变的HARQ重传架构设计、衰落信道下的自适应编码调制算法、复杂基带系统的FPGA架构设计、分布式高精度时间同步技术、基于链路质量的高可靠路由策略、基于认知的无线资源重用策略等。
图1 近海自组织网络监测系统测试环境
该系统不依赖现有通信基础设施(包括沿海3G/4G基站、海事卫星等),自组织地形成约3平方公里区域的宽带无线传输网,网络容量达到6Mbps,能在无GPS、北斗的外部授时条件下实现网络同步,同步精度高达100ns,并且支持节点的120公里/小时高速运动,能将采集到的海洋信息、水下声学信息、720p高清图像和语音信息等实时传送到研究中心或者指挥船上,能够通过标准的以太网接口和任何网络化数字通信系统配接。每个设备的基本结构如图 2所示,包括射频系统、数字中频子系统、数字基带子系统、MAC层、网络层、协议网关。
图2 宽带无线自组网系统
整机(10瓦) 整机(2瓦)