基于改进SPM模型的琼州海峡NB-IoT覆盖研究
发布时间：2021-02-23 16:01
随着海南建设自由贸易区（港）,大型船只通过琼州海峡的数量将会逐年增多,随之而来的船舶污染也会更加严重,目前海事部门主要使用AIS、VTS、GPS/北斗定位、VHF甚高频通信等多种方法来对船舶进行监管,存在着覆盖范围小、体制繁杂、设备种类多、通信费昂贵等等问题,建设琼州海峡船联网能实现对监控船舶的航线、航向、航速、污水排放、压载水排放、废气排放、垃圾排放等数据的实时监管,监管传输数据量小,对网络时延、网速要求很低,适合建设NB-IoT船联网实现监管。在琼州海峡海上进行NB-IoT网络覆盖,利用其网络广覆盖、低成本、支持大规模连接的特性,并在船舶上安装NB-IoT终端,就可以有效建立起NB-IoT船联网。根据NB-IoT覆盖特点和琼州海峡对于过往船舶的监管需求,本文基于一种改进的电磁波海上传播模型,进行了琼州海峡NB-IoT网络覆盖的链路估算和覆盖仿真进行设计,验证在琼州海峡建立NB-IoT网络的可行性。首先针对电磁波海上传播的特性,比较了各种经典的传播模型,并在标准电磁波传播模型--SPM模型的基础上,提出一种改进的琼州海峡电磁波传播模型,并加入反射耗损模型、雨衰模型和大气吸收损耗模型,...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１琼州海峡航运船舶ＡＩＳ航迹图（２０１７年第二季度）??Ｆｉｇ．ｌ?ＡＩＳ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?ｍａｐ?ｏｆ?Ｑｉｏｎｇｚｈｏｕ?Ｓｔｒａｉｔ?ｓｈｉｐｐｉｎｇ?ｖｅｓｓｅｌ?（Ｑ２?２０１７）??
基于改进ＳＰＭ模型的琼州海峡ＮＢ－ＩｏＴ覆盖研究??次性使用的，同时ＭＴＣ设备不需要电路交换服务，并且设备传输数率要求比较低，??因此ＮＢ－ＩｏＴ终端的复杂度和成本都很低；??４．系统功耗较低。ＮＢ－ＩｏＴ终端电量消耗很小，可以不换电池的情况下工作十年；??５．低时延特性。ＮＢ－ＩｏＴ系统设备具有低时延的特征，在评估系统容量等方面具??有较大优势。??使用ＮＢ－ＩｏＴ技术实现琼州海峡的监管覆盖，需要重点考虑以下几个问题：??１．ＮＢ－ＩｏＴ网络需要支持独立部署，能够重新利用没有使用过的ＴＶＷＳ（ＴＶ?Ｗｈｉｔｅ??Ｓｐａｃｅ，电视白空间）频段的频谱资源，包括重复使用ＧＳＭ载波进行调制解调；??２．因为海上监控需要使用大量终端，因此终端必须要能够使用低成本ＩｏＴ产品的??电池技术。??２．?１．２?ＮＢ－ＩｏＴ网络结构??ＮＢ－ＩｏＴ系统的网络结构见图３所示，包括服务器端、ＮＢ－ｌｏＴ基站和终端等几个??部分。??
２．?２．?１物理信道??１．上行链路物理信道??在上行链路方面，其物理信道的结构图如图４所示：１８０ｋＨｚ的带宽包括４８个物??理信道，还有１０ｋＨｚ的保护带宽。??－１００?０?１００??颂率（ｋＨｚ）??图４上行信道信道化??Ｆｉｇ．４?Ｕｐｓｔｒｅａｍ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CW数据的传播模型校正[J]. 杨常清,李扬,张怡,庞博. 电子技术与软件工程. 2018(01)
[2]GSM与NB-IoT覆盖能力的对比分析[J]. 王浩年,张立武. 中国新通信. 2017(17)
[3]近海面电波传播试验与损耗模型分析[J]. 张利军,王红光,康士峰,赵振维. 微波学报. 2017(01)
[4]空间与地面菲涅尔区的特性研究[J]. 邹高翔,童创明,王童,孙华龙. 弹箭与制导学报. 2017(01)
[5]NB-IoT关键技术及应用前景[J]. 邹玉龙,丁晓进,王全全. 中兴通讯技术. 2017(01)
[6]基于速率需求的NB-IoT上行覆盖性能[J]. 何小丹,宋磊. 电信科学. 2016(S1)
[7]基于路测数据的TD-LTE传播模型校正研究[J]. 范云强,张红霞. 通讯世界. 2016(04)
[8]南海白频谱占用度的测量和分析[J]. 陈褒丹,陈星,任佳. 电视技术. 2015(19)
[9]1.8G LTE FDD无线传播模型校正研究[J]. 杨宁康,熊飞. 信息通信. 2014(01)
[10]TD-LTE传播模型校正测试与分析[J]. 王超,薛云山,崔学勇. 电信技术. 2013(10)
硕士论文
[1]物联网关键技术的研究与仿真[D]. 马惠芳.北京邮电大学 2018
[2]基于OpenCV视频监控的海事监管技术研究[D]. 王政.大连海事大学 2018
[3]NB-IoT终端RRM一致性测试平台的设计与实现[D]. 傅晓.北京邮电大学 2017
[4]成都移动TD-LTE无线传播模型校正及其应用[D]. 唐昌萍.电子科技大学 2017
[5]TVWS频段的SPM模型海上传播校正研究[D]. 陈星.海南大学 2016
[6]基于LTE系统无线传播模型校正的研究及应用[D]. 徐伟.暨南大学 2016
[7]LTE无线接入网络规划与仿真[D]. 杨群.南京邮电大学 2015
[8]无线网络在不同频段及衰落环境下的传播性及差异研究[D]. 齐凯歌.安徽大学 2015
[9]TRITON海上移动通信模型的验证与改进[D]. 赵雨薇.海南大学 2015
[10]台风特征参数及风雨联合概率模型研究[D]. 韩湘逸.湖南科技大学 2015
本文编号：3047852
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１琼州海峡航运船舶ＡＩＳ航迹图（２０１７年第二季度）??Ｆｉｇ．ｌ?ＡＩＳ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?ｍａｐ?ｏｆ?Ｑｉｏｎｇｚｈｏｕ?Ｓｔｒａｉｔ?ｓｈｉｐｐｉｎｇ?ｖｅｓｓｅｌ?（Ｑ２?２０１７）??
基于改进ＳＰＭ模型的琼州海峡ＮＢ－ＩｏＴ覆盖研究??次性使用的，同时ＭＴＣ设备不需要电路交换服务，并且设备传输数率要求比较低，??因此ＮＢ－ＩｏＴ终端的复杂度和成本都很低；??４．系统功耗较低。ＮＢ－ＩｏＴ终端电量消耗很小，可以不换电池的情况下工作十年；??５．低时延特性。ＮＢ－ＩｏＴ系统设备具有低时延的特征，在评估系统容量等方面具??有较大优势。??使用ＮＢ－ＩｏＴ技术实现琼州海峡的监管覆盖，需要重点考虑以下几个问题：??１．ＮＢ－ＩｏＴ网络需要支持独立部署，能够重新利用没有使用过的ＴＶＷＳ（ＴＶ?Ｗｈｉｔｅ??Ｓｐａｃｅ，电视白空间）频段的频谱资源，包括重复使用ＧＳＭ载波进行调制解调；??２．因为海上监控需要使用大量终端，因此终端必须要能够使用低成本ＩｏＴ产品的??电池技术。??２．?１．２?ＮＢ－ＩｏＴ网络结构??ＮＢ－ＩｏＴ系统的网络结构见图３所示，包括服务器端、ＮＢ－ｌｏＴ基站和终端等几个??部分。??
２．?２．?１物理信道??１．上行链路物理信道??在上行链路方面，其物理信道的结构图如图４所示：１８０ｋＨｚ的带宽包括４８个物??理信道，还有１０ｋＨｚ的保护带宽。??－１００?０?１００??颂率（ｋＨｚ）??图４上行信道信道化??Ｆｉｇ．４?Ｕｐｓｔｒｅａｍ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CW数据的传播模型校正[J]. 杨常清,李扬,张怡,庞博. 电子技术与软件工程. 2018(01)
[2]GSM与NB-IoT覆盖能力的对比分析[J]. 王浩年,张立武. 中国新通信. 2017(17)
[3]近海面电波传播试验与损耗模型分析[J]. 张利军,王红光,康士峰,赵振维. 微波学报. 2017(01)
[4]空间与地面菲涅尔区的特性研究[J]. 邹高翔,童创明,王童,孙华龙. 弹箭与制导学报. 2017(01)
[5]NB-IoT关键技术及应用前景[J]. 邹玉龙,丁晓进,王全全. 中兴通讯技术. 2017(01)
[6]基于速率需求的NB-IoT上行覆盖性能[J]. 何小丹,宋磊. 电信科学. 2016(S1)
[7]基于路测数据的TD-LTE传播模型校正研究[J]. 范云强,张红霞. 通讯世界. 2016(04)
[8]南海白频谱占用度的测量和分析[J]. 陈褒丹,陈星,任佳. 电视技术. 2015(19)
[9]1.8G LTE FDD无线传播模型校正研究[J]. 杨宁康,熊飞. 信息通信. 2014(01)
[10]TD-LTE传播模型校正测试与分析[J]. 王超,薛云山,崔学勇. 电信技术. 2013(10)
硕士论文
[1]物联网关键技术的研究与仿真[D]. 马惠芳.北京邮电大学 2018
[2]基于OpenCV视频监控的海事监管技术研究[D]. 王政.大连海事大学 2018
[3]NB-IoT终端RRM一致性测试平台的设计与实现[D]. 傅晓.北京邮电大学 2017
[4]成都移动TD-LTE无线传播模型校正及其应用[D]. 唐昌萍.电子科技大学 2017
[5]TVWS频段的SPM模型海上传播校正研究[D]. 陈星.海南大学 2016
[6]基于LTE系统无线传播模型校正的研究及应用[D]. 徐伟.暨南大学 2016
[7]LTE无线接入网络规划与仿真[D]. 杨群.南京邮电大学 2015
[8]无线网络在不同频段及衰落环境下的传播性及差异研究[D]. 齐凯歌.安徽大学 2015
[9]TRITON海上移动通信模型的验证与改进[D]. 赵雨薇.海南大学 2015
[10]台风特征参数及风雨联合概率模型研究[D]. 韩湘逸.湖南科技大学 2015
本文编号：3047852
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