國外水聲通信技術(shù)的發(fā)展

最早的水聲通信系統(tǒng)是采用模擬技術(shù)的水聲電話，二戰(zhàn)期間就已在潛艇上裝備，目前仍廣泛應(yīng)用于潛艇以及潛水員的通話。但其明顯的缺點是功能相對單一，即主要傳輸語音，也有的在語音基礎(chǔ)上增加了低速的數(shù)傳功能。

非相干水聲通信技術(shù)。首先發(fā)展起來的數(shù)字式水聲通信系統(tǒng)采用非相干水聲通信技術(shù)。非相干水聲通信技術(shù)用不同頻率信號的能量變化或其組合來傳輸信息。當(dāng)前多采用多頻移鍵控信號（MFSK）加編碼以及保護間隔和循環(huán)前綴的技術(shù)克服多途引起的符號間干擾和頻率選擇性衰落，其帶寬利用率較低，傳輸速率一般為數(shù)百?bits/s。這種技術(shù)在?20?世紀(jì)?90?年代中期已發(fā)展得比較完善。代表性產(chǎn)品是美國?Datasonics公司（后被?Benthos?公司收購）的?ATM?系列水聲通信機。由于其魯棒性好，得到了廣泛應(yīng)用。

相干水聲通信技術(shù)。該技術(shù)是利用信號的相位變化來傳輸信息，帶寬利用率比非相干技術(shù)提高了一個數(shù)量級。由于聲波信號失真嚴(yán)重，相位的畸變比頻率和幅度要嚴(yán)重得多。直到自適應(yīng)技術(shù)發(fā)展起來，能夠自動修正信道的影響，相干水聲通信技術(shù)才成為可能。與水聲信道特性相匹配的自適應(yīng)均衡器技術(shù)是相干水聲通信的核心技術(shù)。20?世紀(jì)?90?年代美國?Scripps?海洋研究所率先發(fā)展出了單載波相干通信技術(shù)，采用多相移鍵控信號（MPSK）、空間分集、自適應(yīng)均衡器、糾錯編碼和多普勒補償?shù)燃夹g(shù)。目前單載波通信技術(shù)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，在一些商業(yè)產(chǎn)品上已經(jīng)支持單載波通信模式，用于高速傳輸。但其成熟度還比不上非相干通信技術(shù)，對信道條件的依賴性相對較高，技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展完善中。

正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。這是一種多載波的相干通信技術(shù)，頻帶利用效率高，在無線電通信中得到了廣泛的應(yīng)用。從?20?世紀(jì)?90?年代中后期開始，才逐漸有人開始將?OFDM?技術(shù)應(yīng)用于水下通信的研究。由于水聲信道的復(fù)雜性，OFDM?技術(shù)在水下遇到了很多問題，目前距離實用還有一定距離。

其他技術(shù)。美國?Scripps?海洋研究所從?1999?年起進行了時反水聲通信技術(shù)的研究。在?2000?年前后，美國麻省理工學(xué)院等單位開展了基于空間調(diào)制的多輸入多輸出（MIMO）水聲通信技術(shù)研究。這些技術(shù)的思路都是利用了聲波在水聲信道中的多途傳播特性來實現(xiàn)高速、可靠、多用戶通信。目前這些技術(shù)還處于原理性研究階段，距離實用還有較大差距。

在點對點水聲通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，20?世紀(jì)?90?年代起美國、歐盟等國家和地區(qū)開展了水聲通信網(wǎng)技術(shù)研究，目的是實現(xiàn)水下設(shè)備間的互聯(lián)互通，以用于海洋觀測、水下偵查預(yù)警、潛艇協(xié)同作戰(zhàn)等方面。受水聲通信速率和距離之間矛盾的限制，目前還主要在科學(xué)研究方面有所應(yīng)用，沒有軍事上實戰(zhàn)應(yīng)用的報道。

相關(guān)文章