研究机构

海事无线通信与水声通信实验室

“海事无线通信与水声通信实验室”,成立于2015年9月。实验室以“专注我国海洋航运科技领域的海事无线通信技术与海洋物联网领域的水声通信技术的基础理论研究与应用,提升通信技术服务于海事行业的能力”为宗旨,培养海事通信与海洋物联网领域的高水平科技人才。在提供高水平基础性科研成果的同时,将研究成果服务于行业需求。

该实验室负责人为张颖教授,隶属于信息工程学院,实验室地点为信息工程学院111室。张颖教授的介绍详见:http://cie.shmtu.edu.cn/archives/902

实验室与交通运输部海事局东海航海保障中心长期技术合作,瞄准海事无线通信与水声通信领域的重大科学、技术问题,重点研究:

① 基于中波/短波/甚高频的海上无线数字通信技术、OFDM/GMSK/FSK通信编码技术及海事无线通信组网技术;

项目实例:海事局东保中心课题:“基于HF的电子海图数据更新方案研究“,利用海岸电台既有收、发信机设备实现岸台与船台的实时数字及多媒体通信,提升现代航海保障的服务质量和服务范围等。首先将通信编码算法通过matlab仿真实现,并实地与海岸电台的收发信机设备结合,测试信道的特性和验证算法的可行性;通过矢量信号发生器、射频收发天线及频谱分析仪,搭建模拟从海岸电台收发信机获得的信道特性相似的通信信道,探寻在此信道模型下提高信息传输速率、降低传输误码率、保证信息高效可靠传输的方法;利用FPGA和ARM系统,实现承载上述算法的嵌入式系统,研制具有实时调制解调功能的岸台和船载Modem设备。

② 利用上述技术可实现的船舶航行安全保障服务的研究与实践工作;

项目实例:船舶航行中电子海图的在线实时更新服务等。

③ 上述海事通信网络、移动通信网络、公务船通信网络的信息安全技术研究;

如:网络移动节点的密钥管理策略等。

④ MIMO宽带通信技术及认知无线电技术在海事无线通信的应用;

⑤ 水声通信及水下传感网络技术等,

研究以船舶航行水下环境动态监测为目的的水下节点间及水下监测节点与水面浮标节点间的水声通信技术。水下环境的探测及动态监测可以帮助航行船舶及时了解水下环境,水声通信技术是水下传输信号的有效手段,是目前航运安全研究的重要内容之一。它主要涉及水下监测节点之间及水下监测节点与水面浮标节点间的水声通信及组网技术。

实验室目前拥有:矢量信号发生器、信号与频谱分析仪、矢量网络分析仪、数字示波器、水声通信换能器/收发器以及ARM、FPGA等相关开发设计平台及各类系统设备/实验仪器。实验室现有教授1人、副教授2人、讲师4人、硕士生超过15人。目前实验室承担4项国家自然科学基金项目(3个面上项目)、1项国际学术交流合作项目、1项上海市自然科学基金项目、3项上海市教委科研创新项目以及若干大学生、研究生科研创新项目;承担了与交通部东海航海保障中心及交通部中交通信信息中心的若干横向科研项目等。

实验室结合与交通部东海航海保障中心的实际应用项目:“基于HF的电子海图数据更新方案研究”(2016),逐步将该实验室建设成为海事无线通信技术的研究基地,且具有较好的可展示性,已先后接待了交通部上海海事局相关调研人员、美国UC Davis研究生院的Prasant院长、美国中弗罗里达大学的Jun Wang教授等的参观访问,获得了较好的评价。

与交通部中交通信信息中心合作,以第二研究单位承接了交通部“全球海上遇险与安全系统复审频谱及规则对策研究”(2015)的科研任务,并于2015年年底圆满结题,并协助中交通信信息中心在2015年的WRC大会上递交了关于VHF数字通信的两份提案,该项研究成果已正式申报2016年的中国航海协会的航海奖。

实验室与上海海图中心、中海电信通导设备维修厂、上海海岸电台、东海航海保障中心、上海海事局等多家企事业单位保持良好合作关系。

 

实验室承担科研项目包括:

[1]. 全球海上遇险与安全系统复审频谱及规则对策研究,交通部中交通信信息中心合作项目,2015;

[2]. 基于HF的电子海图数据更新方案研究,交通运输部东海航海保障中心科研项目,2016;

[3] 面向海洋环境监测的移动传感网络密钥管理与安全拓扑控制研究,国家自然科学基金面上项目,2016;

[4]. 具有块对角消息拓扑的无线分层网络自由度研究,国家自然科学基金面上项目,2013;

[5]. 海水富营养化监测中面向传感器网络的软传感器关键技术研究,国家自然科学基金面上项目,2013;

[6]. 基于非线性处理的多小区MIMO鲁棒预编码研究,国家自然科学青年基金项目,2013;

[7] 变拓扑结构下海洋环境监测传感网络关键技术研究,上海市科委国际学术合作交流项目,2013;

[8]. 海洋环境监测中基于传感器网络的软传感器研究,上海市自然科学基金面上项目,2012;

[9]. 无线MIMO预编码技术在近海海洋通信中的研究,校基金项目,2014;

[10]. 半双工无线链状中继网络的调度理论研究,上海市教委科技创新基金,2012;

[11] VTS系统脉冲多普勒雷达目标识别方法研究,企业横向项目,2016;

[12] 天线罩对被动制导雷达的性能影响分析与评估,企业横向项目,2016;

[13] 采用线性方法的多用户MIMO-OFDM系统下行传输方案研究,国家自然科学基金面上项目,2013年;

[14] 共用射频前端的制导引信一体化系统,企业横向项目,2015;

[15] 脉冲多普勒引信近场目标仿真,企业横向项目,2016;

[16] 新型无线船舶通信技术的研究,校基金项目,2015。

 

   申请相关发明专利:

[1]. 预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站,2013;

[2]. 信号处理方法及接收设备和发送设备,2012;

[3]. 酉预编码方法及装置、解码方法及装置和酉预编解码系统,2013;

[4]. 一种解决DSP与低速输出设备数据传输匹配的方法,2012;

[5]. 一种低功耗无线传感器网络节点,2011;

[6]. 一种基于混合型传感器网络的差异覆盖方法,2014;

主要仪器设备有:

矢量信号发生器

矢量信号发生器1

矢量信号发生器是为不断满足通信技术发展的数字化需求而出现的新型信号发生器,它将通信中的数字调制技术引入信号发生器技术领域,为通信设备的测试提供了必要的条件。

射频矢量网络分析仪:

网分

R&S®ZNC/ZND是高效、便携式的网络分析仪,用于开发、设计射频电路系统。它是唯一一款结合网络分析仪、频谱分析仪、功率计在单一设备中的仪器,因此可大大提高开发工作效率。

信号与频谱分析仪:

频谱分析仪

R&S®FSV是一款运行快速、功能全面的信号与频谱分析仪,其突出的射频 (RF) 特性、40MHz的信号分析带宽、以及丰富的模拟调制方式、移动无线通信和宽带通信标准分析包,让我们的实验研发变的非常高效。

数字示波器:

示波器

R&S®RTO是600 MHz 至4 GHz带宽级别示波器中的一款紧凑式仪器,它具备优异的信号保真度,高波形捕获率以及业内第一个实时数字触发系统。它提供了丰富的测量和分析功能,全面优化的触摸操控使得示波器的操作变得极其简便。

东海航海保障中心现场系统调试:

现场1

 

 

现场2

 

热忱欢迎有志于从事上述科学研究与实践的同学加入我们的实验室科研团队!