水声通信

?? 水声通信是一项在水下收发信息的技术。 水下通信有多种方法，但是最常用的是使用水声换能器。水下通信非常困难，主要是由于通道的多径效应、时变效应、可用频宽窄、信号衰减严重，特别是在长距离传输中。

水声通信是利用声波在海水里传播实现的。水声通信系统的工作原理是首先将文字、语音、图像等信息转换成电信号，并由编码器将信息数字化处理后，换能器又将电信号转换为声信号。声信号通过水这一介质，将信息传递到接收换能器，这时声信号又转换为电信号，图1水声通信系统方框图解码器将数字信息破译后，电接收机才将信息变成声音、文字及图片。声音是由于震动而产生的。在海里面，我们要把我们讲话的信息传到远处也一样，仅仅是把空气换成是海水，这一传输就要另外一个嘴巴和耳朵，即水声换能器，通过它，声能和电能相互转换，在空气中、水中、固体中任意发射和接收不同频率、不同强度的声信号。图1给出了一个完整的水声通信系统的方框图，水声信道是一个典型的时变多途衰落信道，由该信道传输后的接收信号，可视为经由不同路径到达的、具有不同时延和幅度的多个分量的叠加。

　　(1)水声通信是水面舰艇、潜艇间相互通信的重要手段。特别是潜艇处在潜航状态时，无线电和其它通信方式都将失效，唯一可能的通信方式就是水声通信。而在我国大陆架附近海域和远海域，组建可靠的、大范围的水声通信网，对于我国领海防御和未来海军远航作战必将起到重要的保障作用。

　　(2)水声反潜网络。在未来“以网络为中心的反潜战”中，水声通信和水声数据链传输将发挥重要作用，这需要在水下分布式监测器、水下无人航行体、潜艇和水面舰艇等之间建立声纳系统信息网络，传递语音、数据乃至图像等多种信息。网络通信将大大提高对水下目标的联合检测、定位和攻击的能力。

　　(3)水下潜器的命令和数据传送。这包括对水下机器人的状态控制和水下机器人的状态应答，对水下机器人的状态控制，水下采集系统的数据回送或深海目标图像的获取等。在这些场合下不宜用电缆，最好的办法是利用水声通信，需要解决的关键问题有水下潜器通信系统的低功耗设计、高性能电池的设计及使用、采用低复杂度的通信算法。

　　(4)海洋环境监测和灾难预警。建立一个庞大的全球海洋温度、海流、潮汐数据和资源监测网络，并能实现数据的可靠实时传输，将对人类认识海洋、预警灾难性气候、环境保护等方面发挥非常重要的作用。