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短波通信网络频率指配系统研制

作　者: 李长斌
导　师: 贺前华; 朱延军
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 短波通信频率指配遗传算法数据可视化
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

短波通信使用频率介乎3MHz到30MHz的无线电磁波作为通信手段。短波通信具有设备便宜、性价比高、难以被摧毁等特点,被广泛用于军事通信、民间电台、天气预报等用途。短波电离层信道属于时变色散信道，它的多径时延、幅度衰落还有噪声随着时间、频率值、天气的变化而变化[1]；频谱资源有限，短波频段上电台遍布，如果没有一个集中调配管理的平台，短波通信电台之间很容易产生互相干扰。对短波频率资源进行有效的规划和指配具有重要的现实意义。短波频率管理系统的主要职责是短波通信频率的规划以及指配优化,通过它对频率的统一管理，以达到提高短波网络整体利用效率的目的。世界各国对短波频率管理系统都有着迫切的需求，也都投入了大量资金进行研制。我国在这方面还没有实用的产品[2]。本论文所阐述的短波通信网络频率指配系统是一种短波通信频率预报、频率指配和节点覆盖分析软件，它利用ITS进行台站选址预测、工作频率及性能预测、频率覆盖范围预测、MUF预测等功能实现其对短波台站的信标频率、业务频率的分配以及节点覆盖范围的计算及显示。该系统可分为四大模块：频率优化模块、短波频率覆盖可视化模块、核心数据库模块以及数据交换接口模块。该系统所采用的核心算法为遗传算法，采用直观明了的覆盖情况可视化技术，使用数据交换接口实现上级网管软件和下级节点频管代理软件的数据通信。本文研发的频率指配系统根据短波通信的保障任务目标，结合环境条件（时间、太阳黑子值）从可用短波频率资源里选用合适频率，生成用频方案，以期达到较好的短波网络覆盖，提高短波通信的连通率及通信信噪比，并根据需要下发给对应的台站接点。同时能计算预测显示各台站节点未来的覆盖范围，显示记录各节点当前和历史的工作状态、覆盖情况记录。该频率指配系统具有在线自学习功能，能够根据历史通信经验数据积累，结合ITS预测数据，进行优化学习，生成更优的用频方案。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-12
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10
  1.3 本文完成的工作  10-12
第二章需求分析及概要设计  12-19
  2.1 短波通信网络频率指配系统需求分析  12-15
    2.1.1 组合优化  12-13
    2.1.2 可视化  13-14
    2.1.3 数据库  14
    2.1.4 数据交换接口  14-15
  2.2 短波通信网络频率指配系统概要设计  15-18
    2.2.1 Java Web 框架搭建  15-17
    2.2.2 系统各模块说明  17-18
  2.3 本章小结  18-19
第三章短波通信网络频率指配算法实现  19-37
  3.1 组合优化问题常用算法的分析比较  19-22
  3.2 遗传算法的基本原理  22-24
  3.3 基于遗传算法的频率指配算法  24-26
  3.4 频率指配优化程序实现  26-36
    3.4.1 基础数据计算线程  26-33
    3.4.2 频率优化指配线程  33-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章短波频率覆盖可视化  37-45
  4.1 数据可视化案例分析  37-38
  4.2 短波通信网络频率指配系统可视化方案  38-44
  4.3 本章小结  44-45
第五章短波通信网络频率指配系统数据库设计  45-52
  5.1 表格设计  45-49
  5.2 索引建立  49-50
  5.3 批处理实践  50-51
  5.4 本章小结  51-52
第六章短波通信网络频率指配系统数据交换接口设计  52-59
  6.1 Spring-WS 简介  52-53
  6.2 网管理接口规划及实现  53-57
  6.3 频管代理接口规划及实现  57-58
  6.4 本章小结  58-59
第七章系统测试  59-63
第八章总结  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间取得的研究成果  66-67
致谢  67-68
附件  68

短波通信网络频率指配系统研制

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