【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和漁業中扮演重要的角色，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，成功實現了14公里收發距離3.07kbps的相干高速率數據傳輸，傳輸成功率達到90%。據悉，該試驗實現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高速率遠距離水聲通信機突破了海外國家技術，實現了技術超越。
 

　　水下無線通信是研制海洋觀測系統的關鍵技術，借助海洋觀測系統，可以采集有關海洋學的數據，監測環境污染，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、湖泊等水下區域不但蘊含著豐富的資源，也與人類社會的發展構成直接的關聯。在傳統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，因此不適于水下節點間的動態通信。
 

　　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、水下節點的數據采集、導航與控制、水下生態保護監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境，通信系統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以上的數據率，水下傳感組網的數據率需求將超過8kps，而傳輸聲音、圖像信息則需要更高的數據傳輸速率。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。