面向下一代灵活光网络的数字相干光传输技术

为了适应不同颗粒度的业务需求,最大化波分复用传输系统的频谱效率,光网络正逐渐朝着更灵活、高效、节能的趋势发展.基于带宽可变收发机（BVT）的灵活光网络传输技术因而得到了广泛的关注与研究.本文概述了国内外支持灵活光网络的数字相干光传输技术的最新研究进展,包括发射端支持传输速率可变的自适应编码、调制技术以及接收端相应的调制码型识别技术,最后对灵活光网络传输的未来研究方向进行了展望.     

多界面匹配高效微波整流天线设计方法

整流天线效率对远距离微波能量传输的整体效率至关重要.针对传输系统接收整流端效率提升的需求,提出了一种多界面匹配高效微波整流天线的设计方法.首先对整流天线的效率给出了数学描述,并据此在能量波束入射界面、能量转移界面、能量转换界面、直流合成界面提出了匹配原理和方法.多界面匹配联合就形成了高效整流天线设计方法.最后,根据相关匹配原理进行了实验验证,证实了对波阻抗匹配和输入阻抗匹配的分析.     

基于信誉机制的多径源路由协议研究

为了提高无线Ｍｅｓｈ网中多径源路由协议（ＭＳＲ）的路由安全,在原协议基础上引入了信誉机制,在每个节点上维护１个信誉表．源节点在路由建立前对节点信誉度的进行验证,当节点的信誉度值低于限定值时,就孤立该转发节点．以此建立多个安全的路由路径,提高ＷＭＮ中路由的安全．仿真结果表明：在包含恶意节点的ＷＭＮ中,改进后的路由协议有较好分组投递率和较低的端到端时延．     

气象无线传感网观测节点的设计与实现

针对传统自动气象站对电力和通讯基础设施依赖性强,应用环境受到限制的问题,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气象观测节点。气象观测节点的硬件系统以CC2530芯片为核心,使用锂电池供电,通过模拟和数字接口连接气象传感器,射频部分工作在2.4 GHz。软件系统以TinyOS操作系统为基础,开发了基于LEPS协议的多跳路由协议和气象传感器驱动程序。在野外环境中对气象观测节点的功耗、通信距离、传感器及组网性能进行了测试。测试结果表明,气象观测节点在没有电力和通信基础设施的环境中能够形成一个稳定的多跳自组织数据采集与传输网络,适合在高山、海岛、沙漠等艰苦地区进行部署和应用。     

TIGGE数据接收问题分析与解决

2010年1月欧洲中期天气预报中心（ECMWF）开始提供高分辨率产品,中国气象局TIGGE （THORPEX Interactive Grand Global Ensemble）数据接收完整性受到较大影响,数据丢失量大,针对此问题,对数据接收环节进行了逐一分析,发现数据共享软件（全球气象数据共享系统）使用的TCP传输协议在高带宽、高时延网络环境下存在性能瓶颈,制约了当前网络吞吐量的提高,不能满足每天大数据量的传输要求。通过对TIGGE系统的TCP接收窗口大小进行调整,提高了TCP协议性能和当前网络吞吐量。调整后,中国气象局数据接收情况与全球其他业务中心基本一致,实现了对全球各中心数据的完整接收。     

浪涌气象数据采集系统及其关键技术

针对无人值守大规模自动气象站的数据采集特点和要求,基于无线通信网络,设计了一种浪涌气象数据采集系统,并对其关键技术进行了深入讨论.首先,分析了系统数据传输的协议结构及存在的问题,设计了基于UDP协议的可靠应用协议,并就其工作过程及可靠性传输进行了详细的讨论,解决了无线数据传输的不稳定性问题;然后,利用多线程技术和大规模通信事件响应处理技术,提出了实现数据接收线程池的方法,通过引入"数据分区管理"的概念,论述了数据并发处理缓冲区的设计,解决了大并发系统容易丢失数据、堵塞和低效率等问题;最后,通过对系统测试及其在业务中应用的分析,表明该系统实时、高效、可靠,能满足目前业务的需求,并对未来业务的发展具有同样的适应性.     

非连通通信网络中的分布式优化算法

本文考虑了非连通通信模式下互联网网络的带宽资源优化分配问题,其目标是使得网络中每个节点独立地将流量以最优方式分配给给定的一个或多个下一跳节点.注意到用户在使用某些应用时有非弹性的服务需求,故将网络效用函数建模为非凹的函数.最大化一类非凹的效用函数,也就是要解决非凸的优化问题.为了解决上述问题,本文设计了一个序列的优化问题,该序列的优化问题的解会收敛到原问题的最优解.基于上述优化问题,设计了一种分布式的流量分配算法.本文中的结果是基于实分析和凸优化理论等理论得到的.应用本文的算法可以使得每个节点独立地更新流量分配策略,并且仅用到最少的局部信息.最后,通过数值仿真验证了算法的有效性.     

局域网典型故障及排除方法

网络作为信息传输的重要载体,已成为各级气象台重要的基础设施,随着网络技术和业务的发展,高效实时的传输网络是气象业务发展的有力保证.提供可靠、高速和易于管理的网络平台是网络管理的重要职责.作者在网络管理实践中将所遇到的典型故障进行分析并查阅相关资料,给出相应的解决办法,以更好地使用和维护网络.     

水下无线电能传输研究进展

首先对水下无线电能传输技术进行了分类,然后给出了磁感应式水下无线电能传输的基本结构和工作原理,讨论了该技术的最优工作频率、传输距离、线圈结构选择、涡流损耗与频率分裂现象.随后简要给出了磁谐振式水下无线电能传输技术和电场耦合式水下无线电能传输的研究现状.最后对水下无线电能传输技术有待研究的问题进行了展望.     

青海省气象影视节目光纤传输系统

随着网络技术的高速发展,光纤通信技术以其频带宽,传输损耗小的传输优势,广泛应用于邮电通信网、计算机网络和有线电视网,光纤传输技术是解决视频、数据、音频等信息中长距离高质量、安全传输的最有效手段。本文通过对光纤传输系统的基本构成以及光纤传输基本原理,介绍了青海省气象影视节目的光纤传输系统。     

一种新型节能无线传感节点的设计与组网

设计了一种节能无线传感节点.该设计在智能节点的平台上,完成一个小型无线传感网络的搭建,实现“节点级节能”和“网络级节能”,从2个方面同时节约能耗,达到较好的节能目标.节点节能是通过传感节点的射频功率自适应来实现的,节点可以自动选取最小必要发射功率,在保证可靠通信的基础上实现发射功率最小;而网络节能则是通过估计星型网络和分簇网络2种结构下网络通信的耗能,然后选取耗能较小的结构形式来实现的.通过仿真和实验测试,证明这种节点和由这些节点构成的网络能够顺利实现节点发射功率自适应和组网结构自适应,达到了较好的节能效果.     

一种改进的威尔金森功分器设计方法

针对无线通信中多通道收发机前端功分器模块设计中面临的端口隔离度不高、插入损耗偏大的问题,提出了一种改进的威尔金森功分器设计方法.该方法基于威尔金森功分器原理,利用1/4信号波长传输线本身的长度增大功率分配端口的间距来满足系统中对于端口间距的要求,从而减小附加传输线带来的插入损耗,并采用HFSS电磁场仿真工具获取信号在传输线中的波长,由此设计了一款1分2和1分4威尔金森功分器.仿真结果表明该方法能够有效地提高功分器端口隔离度,并降低插入损耗.     

基于仿生硬件的无线传感器网络节点自修复方法

针对现有无线传感器网络节点硬件固定,不能重新配置的问题,设计了一种全新的基于仿生硬件的无线传感器网络节点自修复方法,采用仿生硬件实现动态可重构无线传感器网络节点,以使节点能够自主地、动态地改变自身的结构和行为,在其部分硬件失效情况下进行节点的仿生自修复.该研究提出了相关节点的仿生自修复方法,研制了基于现场可编程阵列的仿生自修复节点,并通过实验验证了节点的自修复能力.对于提高无线传感器网络的鲁棒性和安全性具有重要意义.     

大规模数据并行问题的可扩展性分析

大规模数据并行处理的性能受到处理机数量、I/O速度、通信速度等多方面因素的制约。增加处理机数量或提高处理机的计算速度，可以提高计算机的整体处理速度，但是通信和I/O会成为影响并行效率的主要因素。为了综合分析这些因素对计算性能的影响，用一种比较典型的大规模数据并行的计算模型，具体分析了处理机数量、处理机速度与处理机间的通信延迟、通信速率以及输入输出速度之间的关系。得到了大规模并行机的通信和I/O性能与处理机速度与数量之间存在的关系。指出，增加处理机数量、提高单节点处理速度的同时，必须按照一定的关系相应增加节点间的通信性能和I/O性能。单纯以增加处理机数量、提高单处理机速度提高计算机峰值速度的方法会降低系统的计算效率，不能达到计算速度与计算机处理能力同步增长的目的。     

GPRS/CDMA无线通信技术在GPS数据传输中的应用

GPRS/CDMA作为移动通信2.5代的技术是一种成熟的行业专业数据无线传输手段。该技术具有永远在线、快速登录、按量收费等优点。从2004年10月开始,北京市气象局采用GPRS/CDMA无线通信技术开发了一套地基GPS大气水汽遥测网远程数据通信和控制系统,替代了原有的基于公众电话交换网和调制解调器的远程通信与控制系统。新开发的系统实现了准实时、全自动的数据传输功能,设备可靠性高,维护方便,安装简易。目前该系统已正式投入日常业务运行。     

基于ZigBee与GPRS的低压多回路综合监测系统设计

设计了一种低压多回路综合监测系统,它包括用于采集现场数据的传感器以及具有ZigBee通信功能的数据采集节点.数据采集节点能够通过传感器获取现场数据信息.数据采集节点通过ZigBee通信网络与数据网关连接,数据网关通过数据线与便携PC连接,便携PC能够对获取的数据信息进行存储和处理.该系统有如下优点：可同时对多个回路的电参量和开关状态实时监测,方便对电网潜在问题进行分析排查,具有很好的可靠性和实时性,具有很强的便携性,下层数据采集网络采用ZigBee架构,采集点数量多,可轻松增加节点数量,无需布线,便于现场多回路监测装置的快速部署搭建.     

基于WSN的温湿度节点研制

针对农业气象监测中,温湿度、露点等测量仪器布线困难、移动性差的难题,研制了一种基于WSN的温湿度计节点。采用高精度温湿度传感器SHT75、CC2530无线处理器、SD2003A时钟芯片以及GPS模块TU-30等电路构成了高精度温湿度测量节点,完成了各功能模块外围电路的设计。采用Zigbee协议进行组网,节点执行温湿度检测程序后,将数据无线发送到网络中。本节点可作为网络节点部署在农田、温室大棚、粮仓或者养殖场的不同位置,与其他气象网络节点共同构成为农服务监测系统,实现温度、湿度等要素的测量。     

面向云计算的网络体系结构下数据传输机制

分析目前云计算架构下的传输机制,针对网络传输机制中缺少对链路上的任务需求的耦合相关性,提出未来面向云计算的网络体系结构下数据传输机制,分别从网络传输延迟、传输可靠性和云节点存储安全性进行研究,并针对每个瓶颈提出相应的修改方法,从而构建了一个支持不同服务质量需求的云架构,该架构支持现有的网络异构融合,满足可控可管可扩展等需求,适用于新型网络通信信息基础设施.     

基于DVB/IP的气象应急卫星通信系统的设计与应用

为配合移动多普勒气象雷达车的数据传输,实现应急通讯的会商以及重大天气过程的直播和保障,利用卫星通信、计算机网络、无线通信、图像传输、多媒体制作等多种技术集成设计了DVB/IP气象应急卫星通信系统.该系统从数据收集和通信层面上立足于气象防灾减灾的需求,为气象应急保障服务和决策指挥提供了强有力的技术支撑,将对上海市气象局应急处置能力的提高起到一定推动作用.