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

　　國產水聲通信機
 

　　浙江大學海洋學院瞿逢重教授團隊自主研發(fā)的全平臺適配水聲通信機，在中國船舶第705研究所組織的樣機驗收鑒定中，成功實現(xiàn)了14公里收發(fā)距離3.07kbps的相干高速率數(shù)據傳輸，傳輸成功率達到90%。據悉，該試驗實現(xiàn)了目前世界上同類水聲通信機相同通信速率下可見報道的最遠距離，標志著我國自主研發(fā)高速率遠距離水聲通信機突破了海外國家技術，實現(xiàn)了技術超越。
 

　　水下無線通信是研制海洋觀測系統(tǒng)的關鍵技術，借助海洋觀測系統(tǒng)，可以采集有關海洋學的數(shù)據，監(jiān)測環(huán)境污染，氣候變化海底異常地震火山活動，探查海底目標，以及遠距離圖像傳輸。水下無線通信在軍事中也起到至關重要的作用，而且水下無線通信也是水下傳感器網絡的關鍵技術。
 

　　國產化高速率遠距離水聲通信機的研制成功，對于解決深遠海無線數(shù)據傳輸需求有著里程碑式的重要意義。水下無線通信技術是保障水下裝備互聯(lián)互通的重要技術。因電磁波很難透過海水傳播，水聲通信是當下高速遠距離水下無線通信的解決方案。
 

　　與陸地5G移動通信在高速鐵路上的應用場景類似，水下潛器應用場景中，通信收發(fā)端的相對位置移動會帶來多普勒頻移，嚴重影響通信設備的正確解碼。由于聲速遠小于電磁波速，且聲波頻率遠低于電磁波頻率，因此盡管水下潛器的運動速度遠低于高鐵的運動速度，但其對水聲通信信號造成的多普勒頻移卻是巨大的。
 

　　水下通信的應用
 

　　海洋、湖泊等水下區(qū)域不但蘊含著豐富的資源，也與人類社會的發(fā)展構成直接的關聯(lián)。在傳統(tǒng)的陸空通信網絡日趨完善的今天，水下通信的應用正在逐漸增多。有纜通信方式使目標的活動區(qū)域大大受到限制，且安裝、使用、維護繁瑣昂貴，因此不適于水下節(jié)點間的動態(tài)通信。
 

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

　　①潛水員、無人潛航器、水下機器人等水下運動單元平臺間的信息交換。
 

　　②海岸檢測、水下節(jié)點的數(shù)據采集、導航與控制、水下生態(tài)保護監(jiān)測等三維分布式傳感網應用。
 

　　③水下傳感網、水下潛航單元與水面及陸上控制或中轉平臺間的通信。
 

　　結語
 

　　由此可見，水下無線通信技術在民用、科研領域中前景廣闊。由于水下復雜的時空環(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)據率，水下傳感組網的數(shù)據率需求將超過8kps，而傳輸聲音、圖像信息則需要更高的數(shù)據傳輸速率。由于傳播媒質的不同采用陸地、空氣中常用的微波、超短波通信方式，將帶來極大的衰減。因此，尋找更速的無線通信技術，成為水下通信研究領域的核心目標之一，對于國民經濟函具意義。