现代水声通信技术发展探讨

现代水声通信技术发展探讨

近年来，随着各种新技术的层出不穷，对我国各行业的发展建设都起到了重要推进作用。尤其是在通信技术方面水声技术的发展也越来越成熟，国内外对其研究也越来越重视。目前水声通信主要有以下几种方式，如OFDM、扩频以及其他方式等都是比较常见的，且随着信息技术的不断创新与发展，利用网络技术进行无线电水声通信的研发已经进入比较成熟的阶段，对于实现海洋全方位监测有着不可忽视的重要影响，下面文章就其现代水声通信技术的发展现状进行详细地分析与阐述，希望可以为相关人员提供一定的参考。

标签：水声通信；相干通信；非相干通信

Abstract：In recent years，with the endless emergence of various new technologies，it has played an important role in promoting the development and construction of various industries in China. Especially in communication technology，the development of underwater acoustic technology is becoming more and more mature，and more attention has been paid to the research of underwater acoustic technology at home and abroad. At present，underwater acoustic communication mainly has the following several ways，such as OFDM，spread spectrum and other methods are relatively common，and with the continuous innovation and development of information technology，The research and development of radio underwater acoustic communication using network technology has entered a relatively mature stage，which has an important impact on the realization of marine all-directional monitoring. The following article carries on the detailed analysis and the elaboration to its modern underwater acoustic communication technology development present situation，in order to provide the certain reference for the related personnel.

Keywords：underwater acoustic communication；coherent communication；incoherent communication

1 水聲通信技术的发展

早在欧美发达国家就已经将水声通信技术应用于军事和民用两方面，甚至随着计算机技术的发展，在国外一些机构组织研究中已经将计算机技术彻底融入至水声通信技术中并形成了水声通信网络化。水声技术作为海洋开发的重要技术之一，对于海洋的研究及开发有着不可忽视的重要影响。利用水声通信技术可以有效对海底各种信息的传输及数据进行精准分析，对于海洋资源的开发及运用都起到了很重要的影响。通过水声通信技术可以有规律的了解到海洋的全天候的变化和信息资料的收集，作为海洋系统之一水声通信技术的建立和水声通信网络的完善，可以为不同海洋开发客户资源提供全面的检测。甚至能够精准测出环境对海洋资源的影响和自然灾害的发生。在我国在水声通信网络计划方面还处于初级研究阶段，相信在不久的将来，同样可以结合各种先进技术，建立完善的水声通信

体系。

全世界很多科研机构都在对通信技术的扩展进行大量的数据研究和实验，在对如何提高系统带宽和速度传输的同时，也对其他技术进行了深入的研究。就如同水声通信技术发展至今，有两种形式被人们广泛应用于海洋监测中。一种是非相干通信技术；另一种是相干通信技术。两者在使用的过程中其原理是相同的，但也有其不同之处，如非相干通信技术，它接收抗干扰信号的能力远远要高于相干通信技术，且极易被解调，算法也比较简单并不需要知道发射机的承载频率就能够直接对其进行相位确定；而相干通信技术是必须在确定接收机发出频率之后方能对相位做出判断，虽然相干通信的结构以及算法没有非相干通信那样简便，但是它带宽利用率较高，且通信速度也较快。相关研究表明，在这两种通信技术的使用过程中，会依据不同的实际需要进行合理化的技术创新与应用，这就在很大程度上使得他们都能够发挥应用的效用。对于数据的传输以及利用率来讲都是相对较高的，在这方面也得到了理论上和技术上的突破。甚至越来越多的新技术融入其中，使得水声通信技术越来越成熟。下面就其两种技术进行详细地分析。

2 非相干通信技术

在上文的论述中，我们已经清晰地了解到非相干通信技术的优缺点，但是对其原理还不是很清晰，下面就其原理进行阐述：通常情况下，非相干通信技术主要是利用频移键控和多进制频移键控进行非相干调制。这两种调制相比较传统的调制技术而言可信度和敏感度都比较精准。其最大的优点则是正在通信的过程中可靠性极高，数据传输稳定。特别是针对较远距离、环境较差的信号传输或是在接收命令时，都能第一时间做出反馈。所以在选择上可以从可靠度和数据的稳定性等两方面对其进行参考。现阶段对于非相干通信技术的应用也是进入了一个创新的阶段，研究人员发现如果是针对低码率、高可靠性的数据传输且满足在水下航行而获得数据，就要采取此种技术。因为在水声通信技术中，这种技术能够精准的对其数据传输做出判断。3 相干通信技术

相干通信技术主要针对非相干通信技术而言，它主要是靠相移键调试来确定水声通信传输的具体位置。其中常见的几种技术主要有：相移键控；差分相移键控；派生相干调制等。在进行通信信号解调时，必须对通信发射机的相位及幅度进行精准定位后，方能做出判断。否则就会导致数据传输错误。

目前，相干通信的解调方法有：自适应线性均衡、自适应决策反馈均衡（DFE）以及最大似然序列估计和最小均方信道估计的联合处理。在严重的多途时延扩展（通常为几十至几百个码元周期）、快速的信道起伏与严重的频率选择性衰落条件下，可以说DFE 是迄今在水下应用中最为成功的一种解调技术。实验表明，无论信道特性如何，DFE 均衡器在各种水声信道都显示出满意的性能。

虽然相干通信技术对其通信数据传输的相位要求比较精准，但它能够大大减少噪音在传输过程中对其距离产生的影响，甚至是信号的影响。这就大大提高了数据的可靠性。尤其是在高速传输过程中，通常情况下会与自适应均衡技术相结合共同测试出数据的传输距离和减少噪音对其数据调制的影响，通过实验表明，