Search

Razmjena podataka između brodova i kopnenih objekata od iznimne je važnosti za potrebe sigurnosti navigacije, kao i za potrebe komercijalnih usluga. Iz tog razloga, u ovome radu su detaljno analizirani postojeći pomorski komunikacijski sustavi za prijenos podataka, u svrhu određivanja smjernica za njihovu nadogradnju, odnosno zamjenu novim komunikacijskim sustavima. Kako u pomorskim VHF komunikacijama nema razvijenog sustava za potrebe prijenosa velikih količina podataka, nužno je primjenom novih tehnologija razviti nove sustave, koji bi modernizirali GMDSS sustav, značajno rasteretili komunikacijske kanale AIS sustava, te postavili smjernice za razvoj komunikacijske infrastrukture strategije IMO-a pod nazivom E-navigacija. Jednu od novih tehnologija predstavlja i digitalna OFDM modulacija, pomoću koje je moguće, korištenjem više valova nosilaca, postići velike brzine prijenosa podataka te visoku spektralnu učinkovitost. U ovome radu sustavno je analizirana navedena tehnologija te su određene prednosti i nedostaci komunikacijskih sustava s OFDM modulacijom u odnosu na sustave s jednim valom nosiocem. Nadalje, izrađeni su analitički i simulacijski modeli pomorskog VHF OFDM komunikacijskog sustava za prijenos podataka unutar pomorskih VHF komunikacijskih kanala. Navedeni komunikacijski kanali, odnosno pojave i fenomeni koji ih karakteriziraju modelirane su Rayleighevom i Riceovom razdiobom vjerojatnosti uz pojavu aditivnog bijelog Gaussovog šuma. Postignuta brzina prijenosa podataka, spektralna učinkovitost sustava te vjerojatnost ili učestalost pojave pogrešnih bitova predstavljaju kriterije na temelju kojih su vrednovani rezultati analitičkog i simulacijskog modela. Rezultati istraživanja pokazali su da se primjenom digitalne OFDM modulacije u pomorskim VHF komunikacijskim sustavima može unaprijediti dosadašnji GMDSS sustav, postizanjem većih brzina prijenosa, a samim time i prenošenjem veće količine podataka., Data exchange between ships and land facilities is of great importance for the safety of navigation and for commercial services. For this reason, a detailed analysis of existing maritime communications systems for data transmission is conducted within this paper in order to determine the guidelines for their upgrade or replacement by new communication systems. Since there is no system in maritime VHF communications for transmitting large amounts of data, it is necessary to employ new technologies and to develop new systems that would modernize the GMDSS system, significantly relieve the AIS communication channels, and set guidelines for development of the communication infrastructure of the IMO strategy called e- Navigation. The digital OFDM modulation is a new technology, by which it is possible, using multiple carrier waves, to achieve high data transmission rates and spectral efficiency. This technology is systematically analyzed, and the advantages and disadvantages of communication systems using OFDM modulation in comparison to single carrier systems are determined in this paper. Furthermore, analytical and simulation models of the maritime VHF OFDM communication system for data transmission within the maritime VHF communication channels are developed. These communication channels, i.e. appearances and phenomena within, are modeled by Rayleigh and Rice probability distributions with the the additive white Gaussian noise. The achieved data rate, the spectral efficiency of the system, and the bit error probability or rate represent the criteria on which the results of the analytical and simulation models are evaluated. The research results showed that the application of the digital OFDM modulation in maritime VHF communications systems can improve current communications within the GMDSS system, achieving higher data transmission rates, and thus enabling transmission of large amounts of data.

Da bi se omogućio razvoj mobilnog komuniciranja, potrebno je povećavati prijenosnu brzinu u bežičnim mrežama s obzirom na zahtjevne usluge i velik broj korisnika. Jedno od rješenja je korištenje naprednih modulacijskih teknika, kao što je kvadraturna diskretna modulacija amplitude. Posebno ograničenje u modeliranju mobilnih sustava jesu velike smetnje kojima bežični kanal utječe na signal u transmisiji. Najveće smetnje nastaju djelovanjem Rayleighijevog fedinga. Zbog toga je nužno koristiti modulacijsku tehniku koja osim dobre spektralne efikasnosti ima i dobru otpornost na smetnje. Tema ovog rada je analiza performansi QAM modulacije na kanalima s Rayleighijevim fedingom. Motivacija rada jest pronaći dobar kompromis između spektralne efikasnosti, snage odašiljanja i greški koje nastaju pri prijenosu. U radu su prikazani rezultati testiranja utjecaja AWGN šuma i Rayleighijeva fedinga, i to: utjecaj na konstelacijske dijagrame QAM modulacija, utjecaj na grešku bita i grešku simbola. Također, teoretski su objašnjeni AWGN kanal, kanal s Rayleighijevim fedingom, kapaciteti navedenih kanala, osnove digitalnih modulacija i QAM modulacija. In order to facilitate the development of mobile communication, it's necessary to increase the transmission speed in wireless networks due to the demanding services and a large number of users. One solution is the use of advanced modulation technique, such as the discrete quadrature amplitude modulation. Important limitation on modeling mobile systems are great distortions affecting the signal in transmission. Rayleigh fading causes biggest distortions. It is therefore necessary to use a modulation technique that besides good spectral efficiency has good resistance to distortions. The theme of this thesis is to analyze the performance of QAM modulation in Rayleigh fading channels. It's motivation is to find a good compromise between spectral efficiency, power transmission and errors that occur during transmission. The thesis presents the results of testing the influence of AWGN noise and Rayleigh fading, including: the impact on the QAM modulation constellation diagrams, the impact on the bit error rate and symol error rate. Also, it includes theoretically explaination of the AWGN channel, the Rayleigh fading channel, the capacity of the these channels, the basics of digital modulation and QAM modulation.