海事智能感知網絡與智能海事通信研究所(海事無線通信與水聲通信實驗室)

“國家高水平學科建設——交通運輸工程學科🧑🏻‍🎄:海事智能感知網絡與智能海事通信研究所”及“海事無線通信與水聲通信實驗室”分別成立於2018年5月和2015年9月。上述實驗室以“專註我國海洋航運科技領域的海事無線通信技術🕵🏽‍♀️、海洋物聯網領域的水聲通信技術及海上目標智能檢測與識別的基礎理論研究與應用,提升通信技術服務於海事行業的能力”為宗旨,培養海事通信⬅️、海洋物聯網和機器視覺、人工智能領域的高水平科技人才👋🏿🍶。在提供高水平基礎性科研成果的同時🖊,將研究成果服務於行業需求。

該實驗室負責人為張穎教授,隸屬於意昂3娱乐🌑,實驗室地點為意昂3娱乐111室、109室。張穎教授的介紹詳見:/archives/902

實驗室與交通運輸部海事局東海航海保障中心長期技術合作,瞄準海事無線通信與水聲通信領域的重大科學、技術問題,重點研究⛰:

① 基於中波/短波/甚高頻的海上無線數字通信技術🦯、OFDM/GMSK/FSK通信編碼技術及海事無線通信組網技術🧚🏽‍♂️;

項目實例:海事局東保中心課題:“基於HF的電子海圖數據更新方案研究“🎁,利用海岸電臺既有收、發信機設備實現岸臺與船臺的實時數字及多媒體通信,提升現代航海保障的服務質量和服務範圍等。首先將通信編碼算法通過matlab仿真實現,並實地與海岸電臺的收發信機設備結合,測試信道的特性和驗證算法的可行性;通過矢量信號發生器、射頻收發天線及頻譜分析儀🙇🏻,搭建模擬從海岸電臺收發信機獲得的信道特性相似的通信信道,探尋在此信道模型下提高信息傳輸速率👋🏻、降低傳輸誤碼率、保證信息高效可靠傳輸的方法;利用FPGA和ARM系統,實現承載上述算法的嵌入式系統,研製具有實時調製解調功能的岸臺和船載Modem設備。

② 利用上述技術可實現的船舶航行安全保障服務的研究與實踐工作🚽;

項目實例🀄️:船舶航行中電子海圖的在線實時更新服務等。

③ 上述海事通信網絡😿、移動通信網絡🐭、公務船通信網絡的信息安全技術研究;

如🍳:網絡移動節點的密鑰管理策略等。

④ MIMO寬帶通信技術及認知無線電技術在海事無線通信的應用📎;

⑤ 水聲通信及水下傳感網絡技術等,

研究以船舶航行水下環境動態監測為目的的水下節點間及水下監測節點與水面浮標節點間的水聲通信技術。水下環境的探測及動態監測可以幫助航行船舶及時了解水下環境🙆🏻‍♂️,水聲通信技術是水下傳輸信號的有效手段,是目前航運安全研究的重要內容之一。它主要涉及水下監測節點之間及水下監測節點與水面浮標節點間的水聲通信及組網技術👩‍🍳。

實驗室目前擁有:機架式物聯網通信綜合測試機櫃👨‍👨‍👦‍👦、矢量信號發生器、信號與頻譜分析儀、矢量網絡分析儀🏌🏿‍♂️、數字示波器、水聲通信換能器/收發器以及ARM、FPGA等相關開發設計平臺及各類系統設備/實驗儀器。實驗室現有教授1人、副教授2人、講師4人、碩士生超過15人🧘🏻。目前實驗室承擔4項國家自然科學基金項目(3個面上項目)、1項國際學術交流合作項目、1項上海市自然科學基金項目🚔、3項上海市教委科研創新項目以及若幹大學生、研究生科研創新項目;承擔了與交通部東海航海保障中心及交通部中交通信信息中心的若幹橫向科研項目等。

實驗室結合與交通部東海航海保障中心的實際應用項目🛌🏿🏌🏻‍♂️:“基於HF的電子海圖數據更新方案研究”(2016)👨‍🌾,逐步將該實驗室建設成為海事無線通信技術的研究基地,且具有較好的可展示性🧑‍💻💂🏼,已先後接待了交通部上海海事局相關調研人員、美國UC Davis研究生院的Prasant院長🧑‍🦽、美國中弗羅裏達大學的Jun Wang教授等的參觀訪問,獲得了較好的評價。

與交通部中交通信信息中心合作🐻‍❄️😖,以第二研究單位承接了交通部“全球海上遇險與安全系統復審頻譜及規則對策研究”(2015)的科研任務🥐,並於2015年年底圓滿結題,並協助中交通信信息中心在2015年的WRC大會上遞交了關於VHF數字通信的兩份提案🎛,該項研究成果已正式申報2016年的中國航海協會的航海獎。

實驗室與上海海圖中心🧏🏼☃️、中海電信通導設備維修廠✍🏼、上海海岸電臺🥷🏽🦹🏼‍♀️、東海航海保障中心、上海海事局、國家海洋局東海標準計量中心、國家海洋局東海環境監測中心👳🏼‍♂️、國家海洋局東海信息中心等多家企事業單位保持良好合作關系🐋。

實驗室承擔的科研項目包括:

[1]. 全球海上遇險與安全系統復審頻譜及規則對策研究,交通部中交通信信息中心合作項目🧙🏿,2015🤙🏽🥢;

[2]. 基於HF的電子海圖數據更新方案研究😚,交通運輸部東海航海保障中心科研項目👋,2016🦗;

[3] 面向海洋環境監測的移動傳感網絡密鑰管理與安全拓撲控製研究,國家自然科學基金面上項目🤾,2016;

[4]. 具有塊對角消息拓撲的無線分層網絡自由度研究,國家自然科學基金面上項目,2013🤛;

[5]. 海水富營養化監測中面向傳感器網絡的軟傳感器關鍵技術研究,國家自然科學基金面上項目,2013;

[6]. 基於非線性處理的多小區MIMO魯棒預編碼研究🏫,國家自然科學青年基金項目😝,2013🤹🏼;

[7] 變拓撲結構下海洋環境監測傳感網絡關鍵技術研究🩲,上海市科委國際學術合作交流項目,2013;

[8]. 海洋環境監測中基於傳感器網絡的軟傳感器研究,上海市自然科學基金面上項目,2012;

[9]. 無線MIMO預編碼技術在近海海洋通信中的研究☄️,校基金項目,2014👩🏻‍🦽‍➡️;

[10]. 半雙工無線鏈狀中繼網絡的調度理論研究,上海市教委科技創新基金,2012;

[11] VTS系統脈沖多普勒雷達目標識別方法研究,企業橫向項目🍑,2016👨‍👩‍👧‍👧;

[12] 天線罩對被動製導雷達的性能影響分析與評估,企業橫向項目🧖‍♀️,2016🎅🏽;

[13] 采用線性方法的多用戶MIMO-OFDM系統下行傳輸方案研究🪩,國家自然科學基金面上項目,2013年;

[14] 共用射頻前端的製導引信一體化系統,企業橫向項目🏃,2015;

[15] 脈沖多普勒引信近場目標仿真🧙🏼‍♀️,企業橫向項目,2016;

[16] 新型無線船舶通信技術的研究,校基金項目🧙🏽,2015。

   申請相關發明專利👱🏼‍♀️:

[1]. 一種基於混合型傳感器網絡的差異覆蓋方法☢️,2018

[2] 基於非測距的水下無線傳感器網絡節點定位方法及系統😾,2019

[3] 一種網絡入侵檢測模型建立方法及網絡入侵檢測方法,2019

[4] 預編碼矩陣的提供方法、解碼矩陣的提供方法和基站🏋️,2013🔖;

[5]. 信號處理方法及接收設備和發送設備,2012;

[6]. 酉預編碼方法及裝置、解碼方法及裝置和酉預編解碼系統,2013;

[7]. 一種解決DSP與低速輸出設備數據傳輸匹配的方法,2012;

[8]. 一種低功耗無線傳感器網絡節點🧎‍♂️🏷,2011;

主要儀器設備有🙍🏿:

機架式物聯網通信綜合測試機櫃🤦🏼:

矢量信號發生器

矢量信號發生器1

矢量信號發生器是為不斷滿足通信技術發展的數字化需求而出現的新型信號發生器,它將通信中的數字調製技術引入信號發生器技術領域,為通信設備的測試提供了必要的條件。

射頻矢量網絡分析儀:

網分

R&S®ZNC/ZND是高效💻、便攜式的網絡分析儀,用於開發✍🏼、設計射頻電路系統🤹🏽‍♂️。它是唯一一款結合網絡分析儀、頻譜分析儀🫸🏽、功率計在單一設備中的儀器👳🏼‍♂️,因此可大大提高開發工作效率。

信號與頻譜分析儀:

頻譜分析儀

R&S®FSV是一款運行快速、功能全面的信號與頻譜分析儀🚴🏻‍♂️🆎,其突出的射頻 (RF) 特性、40MHz的信號分析帶寬、以及豐富的模擬調製方式🌔、移動無線通信和寬帶通信標準分析包,讓我們的實驗研發變的非常高效。

數字示波器:

示波器

R&S®RTO是600 MHz 至4 GHz帶寬級別示波器中的一款緊湊式儀器,它具備優異的信號保真度,高波形捕獲率以及業內第一個實時數字觸發系統。它提供了豐富的測量和分析功能👨🏻‍🦳🚭,全面優化的觸摸操控使得示波器的操作變得極其簡便。

在國家海事局東海航海保障中心現場進行系統調試:

現場1
現場2

熱忱歡迎有誌於從事上述科研與實踐的同學加入科研團隊🚶🏻‍➡️!

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