“水下通信技术最新快速发展动态研究”

本篇文章4160字，读完约10分钟

水下无线通信技术快速发展的研究

京信通信技术(广州)有限企业

作为通信技术的重要分支之一，水下无线通信技术的迅速发展也具有重要的作用。 水下无线通信技术在水下开发和探测，甚至在水下军事行业中也发挥着重要的意义。 目前水下无线电的迅速发展已成为世界各国特别是大国关注的提高各国水下作战能力的关键技术 本文主要作为拆除和展望的出发点，探讨了水下无线电快速发展面临的相关问题。

海洋占地球总面积的70%以上，蕴藏着丰富的资源。 因为人类几千年来过度开采颅底资源。 海洋正逐渐介于人类未来生存和快速发展的空之间，在整个国家的利益、安全、快速发展中占有重要地位。 作为通信技术的重要组成部分，水下无线通信的地位不容低估。 由于水下通信非常方便水下和军事行动的开发和监控，各国都在努力发展水下无线通信技术。

1 .水下无线通信技术迅速发展的基本情况

树下通信一般是指水下物体和水生实体之间的无线通信，或水下物体之间的相互通信，通信在淡水和海水中进行，与空之间或陆地通信有关。 水下通信可以分为水下无线通信和水下有线通信。 我们可以将水下无线通信细分为电磁波和非电磁波。 作者简要介绍了以下两种做法。

是一种以水为传输介质，通过不同频率的电磁波传输复制、语言、图像等相关指令的通信技术。 这里所说的电磁波是横波频带，其频率与电阻导体中的透射深度直接相关。 因此，在实际的传输过程中，频率越高，衰减的程度越大，最终其透射深度受到很大的影响。 相反，频率越低，其衰减越小，透过深度越大。 海水富含矿物质，因此是优良的导体，有很强的皮肤效果。 因为电磁波在海水中传播时可能会受到很大的影响。 原本在陆地上采用的微波、中波、短波的无线信号，在海水中表现出强烈的衰减，甚至无法传输。 因此，目前我们的水下无线传输使用极低频、超低频率、低频三个频带。 实验表明，这三个波段在水中具有较高的稳定性，相对于小深度的水中通信具有较高的特点。

1.2水声通信

我们所说的水声通信就是声波作为载体在水中传播。 目前，这是我们实现水下目标之间中远程通信的唯一手段。 现在，声波在海面附近的传输速度比电磁波在真空下的传输速度低5个数量级。 声波与电磁波相比是机械振动产生的，是纵波，所以在海水中的衰减程度相当小。 声波在海水中的传输距离一般可以达到几十公里以上。 研究结果表明，声波在海水中的传输距离可达数百公里的低频(以下)。 是的，海水中的频率衰减也得到抑制。 因此，水声通信是目前最成熟的水下通信方法，可以说具有较强的快速发展前景。

水声通信的商业原理是将拷贝、语言甚至图像等待传输的新闻转换为电信号，用编码器进行数字编码，再用水政转换器将数字新闻转换为音响信号。 音响信号在海水中传输，最后通过上述步骤恢复。 最后恢复原始语言、副本和图像。

目前，我们的无线电磁波通信方法对水中海水的穿透力非常有限。

另外，数据传输速度低，采用电磁波通信的价格也很高，传输中也容易受到各种因素和敌人的攻击。 目前水声通信是实现水下目标之间通信的唯一途径。 但是，由于多径效应、多普勒效应、海水吸收等相关因素，水声信道的传输距离只能在近距离忠实，自身的传输速度也非常有限。 今年水声通信的相关技术发展迅速，但与长距离、大容量、实时新闻传输相比显得乏力。 因此，在积极快速发展水声通信和无线电磁波通信技术的基础上，继续和扭转新通信技术的研究和快速发展已成为必然趋势。

研究表明，波长在0.45-0.55微米之间的蓝绿色光纤，在海水中的衰减程度比其他光波更有效，意味着海水中存在蓝绿色光传输窗。 之后，经过大量实验研究发现，在垂直进水的前提下，上述蓝绿色光可以穿透深层海水，同时在过程中衰减控制在10%以内。 穿透深度远远超过了世界潜水艇的潜水深度。 在这种背景下，美国于1979年率先提出了利用微米蓝绿色激光畸形与潜艇进行通信的构想。

水下无线光通信是指蓝绿色波长光的树下无线光通信。 与水声通信和无线电磁波通信技术相比，该装置的特点主要是频率高，可以承载更多的新闻。 这是因为可以构建大容量的无线链路。 其次，数据传输能力强，提供gb/s的数据传输速度，能够传输数据、图像、声音信号。 第三，其传输不受海水温度、学习、核辐射和电磁波的影响，必须具有较强的截获和抗干扰能力。第四，光波束宽度窄、方向性好，能防止敌人察觉。 年2月，伍兹霍尔海洋研究所在100米范围内实现了10 ~ (-1 )的水下光通信速度，但目前的商用水下光通信技术尚不成熟。

中微子通信是利用中微子的基础粒子来传播新闻的通信传输技术。 原子核中的质子或中子衰变时发生，存在于光、宇宙线、地球大气层、岩石碰撞中。 中微子质量极小，几乎为零，比电子质量小近十位数。 而且，中微子是一种无电荷、尺寸小、稳定的中性基本粒子。 中微子粒子束有两个特征。 第一，只涉及原子核衰变时的弱相互作用力，不涉及电磁力、引力、中子、质子之间的强相互作用力。 与其他粒子之间没有约束力。 在固体中无障碍运动，损耗小，穿透力强。 以类似于光的速度直线传播，在传播过程中无折射、反射、散射，几乎无衰减，容易透过钢铁和海水。 第二，中微子粒子束通过海水时，产生光电效应，发出微弱的蓝光，衰减小。

3 .丙

随着全球对海洋的关注，水下无线通信的重要性越来越高。 目前，水下无线通信仍然面临着水下通信距离短、通信容量小、传输速度慢的问题，无法完全实现双向现实。 信息表达等问题。 但是，随着新闻技术的飞速发展和通信设备的开发，水下无线通信技术必将逐渐得到完善和提高，为水下资源开发和水下军事斗争提供有力的通信保障。

张风伟 长波通信水下通信技术最新快速发展动态研究机的设计与实现[d] 大连:大连理工大学。

张君昌、曹海鹏、谢嘉翔。 引用这篇论文的王志平、王志平、王志平.通信技术、2008、41(12 ):262-264。

孙卫华张建华 引用这篇论文的王志平、王志平、王志平.船舶电子工程，30 (02 ):24-26

徐鹏飞朱永剑 引用这篇论文的王志平、王志平、王志平.通信技术、45 (06 ):36-38。

冯国强 引力波和引力波探测实验[j]。 湖北第二师范学院学报，28 (02 ):10-12。

一、水下通信的第一种方法

水声通信以声波为传输载体，经过几十年的快速发展，其性能已经稳定。 目前，美军水声通信设备中的声传输速度约为1500 m/s，传输距离可达数公里，但传输速度仅达到千比特/s (kb/s )左右，水温、水压、盐分、多普勒效应、水中噪声等多种因素 所以只能发送声音信号，完全不能适应很多复杂的战场情况，容易被敌人的声纳侦察机探测到。 现在，

水下光通信以可见光为载波，基于水声通信提高了传输速度。 美军目前将短程光通信终端搭载在一点无人作战单元上，每秒可达到兆位( mb/s )的几个阶段，传输距离可达到100米左右，适用于水下编队的点对点传输和组网。 其缺点是，由于容易受到光散射和背景光污染的影响，光源容易被敌人的侦察手段探测到，所以通信的隐蔽性较差，但信号很难被解读。

水下微波通信是以电磁波为载体，最初是以水下为单位上浮到水面后，与警报器和卫星进行通信而设计的。 在水中采用时，其性能和参数与光通信类似，受传输介质和多径效应的影响。 其传输距离约为10米，传输速率可达到兆位/秒量级，通信隐蔽性优于光通信。 一般用于水上通信，与水面继电器通信。

磁感应通信是近年来研究的新通信方法，利用磁场作为载波，通过改变磁场强度来传输新闻，兼顾了光通信和电磁波通信的优点。 其传输距离可达100米，速度可达兆位/秒量级，隐蔽性强。 现有检测设备的准确性难以发现，受到美国国家自然科学基金的高度重视。

受诸多杂水文环境的影响，水下军事通信系统主要面临三大问题:水下通信速度、水下通信隐蔽性和水下与水面的互联。 围绕这三个问题，美军进行了一系列卓有成效的研究。

水下通信速度，美国海军现役装备不能超过水声通信、光通信、微波通信的传输速度，不能传输战场高清晰度影像等大容量数据。 目前为了提高水下通信速度，美国正在进行的研究重点是使用衰减更低、信道编码更先进的蓝绿色光通信、正交载波复用、分布式数据传输和协调。 美国密歇根大学、斯坦福大学等高校的研究人员在实验室环境下，水下光通信速度已经达到约，采用协同降噪技术的水声通信速度达到约，微波通信速度可以达到，与有源仪器相比是一大进步。 新的协议栈和链路设计大大提高了多单元网络和协作能力

在水下通信的隐蔽中，水声通信和光通信的固有保密性较差，简单的声纳和成像侦察完全可以检测目标，通信的保密性能取决于通信加密本身。 微波通信信号衰减大，只能在小范围内采用，保密性强。 但是，水下通信的采用也受到限制，多在浮出水面时被采用。 磁感应通信具有固有的安全特性，保证传输速度，检测极其困难是未来研究的重点

关于水下与水面的相互连接问题，目前美军现役的“俄亥俄”级潜艇采用水面微波通信和与水面浮标的中继通信。 近年来，美国等国在使用水面接力通信方法方面高速发展，实现了水下作战部队与水面舰艇、飞机、卫星等的接力通信。 通过拖曳式水面浮标或配置式水面浮标。 进水速度可以达到，拖曳式光纤通信浮标的水下传输速度可以达到，布设浮标的水下光传输速度可以达到，都可以支持编队组网的合作。

目前，随着无人化和智能化装备的高速发展，水下通信技术成为影响水下作战部队新闻化作战的瓶颈，不能支持许多杂战场态势新闻的实时传输诉求，面临着巨大的挑战。

首先，在传输速率上，水声通信、微波通信、光通信等传统通信方法难以突破，无法适应未来的视频传输、许多杂战场的新闻传输等新闻化作战。

其次，在传输隐蔽性方面，水声通信和光通信有着容易暴露和无法弥补自身目标的固有缺点。 磁感应通信系统的出现能够处理上述缺点。 保证传输速度和安全性，适应各种复杂的水文环境有可能成为未来水下通信系统的首选方案。

最后，关于水下与水上的相互连接，浮标进行水下与水上的通信中继已成为各国海军的共识。 目前，各国正在研究浮标的不间断供电、小型化、伪装，以增强水下目标的生存能力。

标签: #水下通信技术的最新快速发展动态研究