船载系留气球应急通信系统LTE智能天线研究的开题报告.docx

船载系留气球应急通信系统LTE智能天线研究的开题报告
开题报告
船载系留气球应急通信系统LTE智能天线研究
一、选题背景
海上船只通信信号覆盖不均，尤其是在远离海岸的区域，海上通信漏洞严重。为了保障海上安全，增强对海上通信的掌控与管理，使用无人机和气球等高空平台悬停式无人机实现了传输塔取代了传输海底电缆。其中，以气球为载体实施空间广大，通信覆盖迎刃而解。然而，由于气流、云层、电磁干扰不利于信号搬运、传输等问题的存在，这些问题使得气球的应用受到了限制。悬停式气球作为一种新型通信媒介，其悬停高度受天气条件限制，同时其地面层数限制也很大，需要通过天线方案进行优化，以支持船舶沿海、近海通信。因此，本研究将通过对气球采用LTE智能天线来解决悬停式天气采集通信问题，并完成对系统的设计、制造和测试方法。在增强海上船舶通信能力的同时，也为悬停式气球的通信应用提供了重要的科学意义和技术支持。
二、研究目的
本研究的主要目标是探索船载系留气球应急通信系统LTE智能天线的设计和制造技术，为船舶在海上通信提供更好的支持纠错和提高通信速度。具体目的如下：
1.设计面向悬停式天气采集传输通信的LTE智能天线，提高气球通信性能；
2.结合船载系统，实现LTE智能天线的软硬件开发和集成，使其能够在海上运行；
3.研究LTE智能天线的优化算法，并进行仿真实验和实物测试来验证其性能；
4.针对LTE智能天线提出相应的调试方法，并制定完善的维护和运行管理方案。
三、研究内容
1.LTE智能天线设计与制造
根据悬停式天气采集传输通信的需求，设计一种新型的LTE智能天线，提高气球通信性能。设计过程中，需要考虑LTE智能天线与其他系统的集成，天线与气球之间的连接方式和固定方式，天线的工作频率，天线的尺寸和形状等因素，并制定详细的设计方案。
2.软硬件系统开发
将设计好的LTE智能天线，与船载系统进行软硬件集成，使其能够在海上运行。在软件方面，需要编写适用于船载系统的驱动程序、通信协议等。在硬件方面，将LTE智能天线集成入网络控制器，聚合容器等控制器中，并对其进行测试，确保其正常运行。
3.算法优化及测试验证
基于LTE智能天线的通信传输特性和母线公用原则，对其进行性能优化算法的研究，针对性能不足的问题进行优化。通过算法模拟和实验测试，验证其性能的提升。
4.调试方法及维护方案
针对LTE智能天线的调试，制定相应的调试方法，并对系统进行完善的调试测试。针对LTE智能天线提出相应的维护和运行管理方案。
四、预期研究成果
1.设计制造一种适用于悬停式气球天气采集传输通信的LTE智能天线，能达到更高效、更迅捷的通信传输；
2.完成LTE智能天线的软硬件开发和集成，使其能够在海上运行，并进行系统测试验证；
3.设计并实现适用于LTE智能天线的优化算法，提高通信性能，并进行仿真实验和实物测试；
4.提出针对LTE智能天线的调试方法，并制定完善的维护和运行管理方案。
五、拟采用研究方法
1.首先对气球通信特点或LTE天线设计原理进行研究，了解其基础理论和技术应用。
2.然后通过对气球原型的功能分析，确定LTE智能天线设计方案，并进行制造和测试。
3.在硬件方面，根据LTE天线设计方案，设计和开发适用于网络控制器、聚合容器等控制器的驱动程序。
4.在软件方面，根据LTE协议和通信协议的技术特点，编写适用于船载系统的LTE驱动程序和通信协议。
5.针对LTE智能天线的性能不足，提出相应的优化算法，并进行模拟和实物测试。
6.完善LTE智能天线的调试、维护和运行管理方案，并进行系统测试。
六、研究难点和创新性
1.完成适用于悬停式天气采集通信的LTE智能天线设计和制造，提高气球通信性能，实现高效、迅捷的通信传输；
2.将气球通信与船载系统进行软硬件集成，进行系统测试，将LTE智能天线可以应用于海上舰船通信；
3.针对LTE智能天线的性能提升及其调试、维护和运行管理方案等方面提出完善的解决方案，提高系统实现效果。
七、论文框架
1.绪论：阐述研究背景、目的、意义、思路、方法等。
2.LTE智能天线的设计与制造：详细介绍LTE智能天线的设计思路和制造过程。
3.LTE智能天线软硬件系统开发：详细阐述LTE智能天线与船载系统进行软硬件集成的过程。
4.LTE智能天线优化算法研究：针对LTE智能天线的通信传输特性和母线公用原则，研究其性能优化算法，并进行算法测试。
5.LTE智能天线调试方法与维护方案：针对LTE智能天线的调试和测试，提出相应的调试方法，并制定完善的维护和运行管理方案。
6.结论：总结研究内容，说明研究成果和学术意义，并对今后的研究提出展望。
参考文献：
[1]李明等.气球机载通信天线的应用.卫星通信,2015,(06):96-98.
[2]陈鑫等.LTE智能天线应用现状研究.电子