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《海洋通信的发展现状与时代挑战-中国科学信息科学-《中国科学》杂志社》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、中国科学:信息科学2017年第47卷第6期:677–695SCIENTIASINICAInformationis评述海洋通信的发展现状与时代挑战1*1,21345*夏明华,朱又敏,陈二虎,邢成文,杨婷婷,温文坤1.中山大学电子与信息工程学院,广州5100062.广东海洋大学电子与信息工程学院,湛江5240883.北京理工大学信息与电子学院,北京1000814.大连海事大学航海学院,大连1160265.中国电子科技集团公司第七研究所,广州510310*通信作者.E-mail:xiamingh@mail.sysu.edu.cn,wenwenkun@outlook.com收稿日期:2017–01
2、–16;接受日期:2017–02–15;网络出版日期:2017–06–09国家自然科学基金(批准号:61671488)和广东省科技发展专项资金(批准号:2016A050503025)资助项目摘要为了保障我国“21世纪海上丝绸之路”发展战略的顺利实施和满足日趋频繁的海事活动的需要,必须实现对相关海域的无缝、高效和可靠的通信覆盖.本文首先概述我国海洋通信网络的发展现状;其次,详细分析并比较全球范围内主流海洋通信网络,包括海上无线通信系统、海洋卫星通信系统和岸基移动通信系统;然后,根据我国南海岛礁众多的地理特点,提出了一种新型的海洋通信网络架构,并具体阐述了实施该网络架构所面临的技术挑战,包括海
3、洋信道建模、大气波导效应、微波散射效应,以及统一、高效的网络资源管理机制等.本文将为我国海洋通信政策决策人士、科研和工程人员提供一个全球视野,以准确把握全球技术发展动态,并积极推动我国海洋通信事业的建设与发展.关键词海洋通信,海上无线通信,卫星通信,岸基移动通信,海洋信道建模,大气波导效应,微波散射效应,网络资源管理1引言20世纪以来,从电缆到光缆、有线到无线、从模拟到数字、从1G到5G,陆地通信进行着日新月异的发展变革.然而,在浩瀚的海洋上,由于海洋环境复杂多变、海上施工十分困难等原因,海洋通信的发展明显滞后于陆地通信.近年来,随着我国海事活动日趋频繁和海洋经济迅猛发展,研发新一代海洋通
4、信技术与系统已经成为了学术界和工业界一个备受瞩目的焦点.尤其是我国政府在2013年10月提出的“一带一路”发展战略(包括“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”),得到了沿线引用格式:夏明华,朱又敏,陈二虎,等.海洋通信的发展现状与时代挑战.中国科学:信息科学,2017,47:677{695,doi:10.1360/N112017-00016XiaMH,ZhuYM,ChenEH,etal.Thestateoftheartandchallengesofmarinecommunications(inChinese).SciSinInform,2017,47:677{695,doi:10.1
5、360/N112017-00016⃝c2017《中国科学》杂志社www.scichina.cominfocn.scichina.com夏明华等:海洋通信的发展现状与时代挑战base图1(网络版彩图)我国海洋通信系统组成Figure1(Coloronline)ThearchitectureofmarinecommunicationssysteminChina国家的积极响应.为了保障“一带一路”发展战略的顺利实施,必须确保“21世纪海上丝绸之路”相关海域能够实现无缝、高效和可靠的通信覆盖.常规的海洋通信网络主要包括海上无线通信系统、海洋卫星通信系统和基于陆地蜂窝网络的岸基移动通信系统.由于这些
6、通信系统的通信制式互不兼容、通信带宽高低不一、覆盖范围存在盲区、缺乏高效统一的管理机制,常规海洋通信网络越来越难以满足我国日益增长的海洋活动需求,成为制约海洋开发与探索向纵深发展的重大瓶颈.因此,必须充分调研我国海洋通信的发展现状,了解世界先进海洋通信技术,探索与我国海洋环境相一致的海上信道模型,开发适合我国国情的海洋通信网络架构,最终构建一个高速率、高可靠、全覆盖、易管理、低成本的新型海洋通信网络.本文第2节介绍我国海洋通信的发展现状,具体阐述我国海洋通信系统的通信制式、通信业务和技术特点;第3节概述全球范围内主要海洋通信网络的技术特点,探寻海洋通信的发展方向,推动海洋通信技术的进步;第
7、4节则指出海洋通信面临的挑战,提出一种新型的海洋通信网络架构,具体分析了海上信道模型、大气波导效应和微波散射效应,并探索高效的海洋通信网络资源管理机制;最后一节总结全文,并对海洋通信未来的发展方向提出自己的见解.2我国海洋通信现状如图1所示,我国广泛应用的海洋通信系统主要包括海上无线通信、海洋卫星通信和岸基移动通信,它们共同构成一个基本实现海洋全覆盖的通信网络.该系统能够保障近海、远海和远洋的船舶–海岸、船舶–船舶的日常
