【儀表網(wǎng) 儀表深度】導(dǎo)讀：海洋覆蓋著地球三分之二的表面積，它是人類(lèi)探索和研究的前沿領(lǐng)域之一。海洋不僅在國(guó)際商業(yè)和漁業(yè)中扮演重要的角色，而且還包含了有關(guān)氣候的信息，以及大量急待開(kāi)發(fā)的資源。
 

　　國(guó)產(chǎn)水聲通信機(jī)
 

　　浙江大學(xué)海洋學(xué)院瞿逢重教授團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的全平臺(tái)適配水聲通信機(jī)，在中國(guó)船舶第705研究所組織的樣機(jī)驗(yàn)收鑒定中，成功實(shí)現(xiàn)了14公里收發(fā)距離3.07kbps的相干高速率數(shù)據(jù)傳輸，傳輸成功率達(dá)到90%。據(jù)悉，該試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了目前世界上同類(lèi)水聲通信機(jī)相同通信速率下可見(jiàn)報(bào)道的最遠(yuǎn)距離，標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)高速率遠(yuǎn)距離水聲通信機(jī)突破了海外國(guó)家技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)超越。
 

　　水下無(wú)線通信是研制海洋觀測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，借助海洋觀測(cè)系統(tǒng)，可以采集有關(guān)海洋學(xué)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)環(huán)境污染，氣候變化海底異常地震火山活動(dòng)，探查海底目標(biāo)，以及遠(yuǎn)距離圖像傳輸。水下無(wú)線通信在軍事中也起到至關(guān)重要的作用，而且水下無(wú)線通信也是水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。
 

　　國(guó)產(chǎn)化高速率遠(yuǎn)距離水聲通信機(jī)的研制成功，對(duì)于解決深遠(yuǎn)海無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸需求有著里程碑式的重要意義。水下無(wú)線通信技術(shù)是保障水下裝備互聯(lián)互通的重要技術(shù)。因電磁波很難透過(guò)海水傳播，水聲通信是當(dāng)下高速遠(yuǎn)距離水下無(wú)線通信的解決方案。
 

　　與陸地5G移動(dòng)通信在高速鐵路上的應(yīng)用場(chǎng)景類(lèi)似，水下潛器應(yīng)用場(chǎng)景中，通信收發(fā)端的相對(duì)位置移動(dòng)會(huì)帶來(lái)多普勒頻移，嚴(yán)重影響通信設(shè)備的正確解碼。由于聲速遠(yuǎn)小于電磁波速，且聲波頻率遠(yuǎn)低于電磁波頻率，因此盡管水下潛器的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)低于高鐵的運(yùn)動(dòng)速度，但其對(duì)水聲通信信號(hào)造成的多普勒頻移卻是巨大的。
 

　　水下通信的應(yīng)用
 

　　海洋、湖泊等水下區(qū)域不但蘊(yùn)含著豐富的資源，也與人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展構(gòu)成直接的關(guān)聯(lián)。在傳統(tǒng)的陸空通信網(wǎng)絡(luò)日趨完善的今天，水下通信的應(yīng)用正在逐漸增多。有纜通信方式使目標(biāo)的活動(dòng)區(qū)域大大受到限制，且安裝、使用、維護(hù)繁瑣昂貴，因此不適于水下節(jié)點(diǎn)間的動(dòng)態(tài)通信。
 

　　水下無(wú)線通信是以水為媒質(zhì)，利用不同形式的載波傳輸數(shù)據(jù)、指令、語(yǔ)音、圖像等信息的技術(shù)，其應(yīng)用方向主要有：
 

　　①潛水員、無(wú)人潛航器、水下機(jī)器人等水下運(yùn)動(dòng)單元平臺(tái)間的信息交換。
 

　　②海岸檢測(cè)、水下節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)航與控制、水下生態(tài)保護(hù)監(jiān)測(cè)等三維分布式傳感網(wǎng)應(yīng)用。
 

　　③水下傳感網(wǎng)、水下潛航單元與水面及陸上控制或中轉(zhuǎn)平臺(tái)間的通信。
 

　　結(jié)語(yǔ)
 

　　由此可見(jiàn)，水下無(wú)線通信技術(shù)在民用、科研領(lǐng)域中前景廣闊。由于水下復(fù)雜的時(shí)空環(huán)境，通信系統(tǒng)的有效信息傳輸率往往成為瓶頸，這與不斷增長(zhǎng)的水下通信需求形成矛盾。例如，潛航器的控制需要100bps以上的數(shù)據(jù)率，水下傳感組網(wǎng)的數(shù)據(jù)率需求將超過(guò)8kps，而傳輸聲音、圖像信息則需要更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于傳播媒質(zhì)的不同采用陸地、空氣中常用的微波、超短波通信方式，將帶來(lái)極大的衰減。因此，尋找更速的無(wú)線通信技術(shù)，成為水下通信研究領(lǐng)域的核心目標(biāo)之一，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)函具意義。