相干水声通信技术

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2024年水声通信市场分析现状

2024年水声通信市场分析现状引言水声通信是一种利用水介质进行通信的技术，其主要应用领域包括海洋石油勘探、海洋科学研究、海底资源开发等。

本文将对水声通信市场的现状进行分析，探讨其发展趋势和面临的挑战。

市场规模目前，水声通信市场规模逐年扩大。

主要推动市场增长的因素包括海洋勘探的扩大，海底资源的开发，以及海洋科学研究的需求增加。

根据市场调研数据显示，水声通信市场在过去五年内以平均年增长率约15%的速度增长。

产业链分析水声通信产业链一般包括声源、传感器、信号处理设备和通信系统等主要环节。

其中，声源和传感器是关键的组成部分，直接影响到系统的性能和可靠性。

目前市场上主要的声源技术包括电液声源和压电声源，传感器技术主要包括声纳阵列和单元传感器。

随着技术的进步和创新，水声通信产业链不断完善，相关企业也在不断提高产品的性能和可靠性。

市场竞争格局水声通信市场存在较为激烈的竞争。

目前主要的市场竞争者包括国内外的大型企业和中小型企业。

大型企业具有较强的研发能力和市场竞争力，同时也更具有品牌优势和客户资源。

中小型企业则通常专注于某一特定领域的技术创新和应用开发。

随着市场的逐渐成熟，竞争将进一步加剧，挑战也将增多。

发展趋势分析随着技术的不断创新和应用需求的增加，水声通信市场有望继续保持快速增长。

主要的发展趋势包括： - 高性能设备的需求增加：随着海洋勘探和海底资源开发的深入，对高性能的水声通信设备的需求不断增加。

- 智能化和自动化趋势：智能化和自动化的要求推动着水声通信技术的发展，例如无人水下航行器等自动化系统的应用。

- 新兴应用领域的拓展：随着科技的不断进步，水声通信将在更多的领域得到应用，例如海洋环境监测、船舶通信等。

面临的挑战水声通信市场在发展过程中也面临一些挑战： - 技术难题：水声通信技术仍存在许多技术难题，例如数据传输速率、传感器灵敏度等问题，需要进一步研究和突破。

- 竞争压力：市场上存在的竞争对于企业来说是一大挑战，需要不断提高产品的性能和创新能力，才能在激烈的竞争中脱颖而出。

水声通信原理

水声通信原理水声通信是一种利用水介质传输信息的通信方式，它在海洋科学、海洋资源勘探、水下探测等领域有着广泛的应用。

水声通信利用水的传导性能，通过声波在水中的传播来进行信息传输，具有传输距离远、传输速度快、抗干扰能力强等优点。

本文将介绍水声通信的原理及其相关知识。

1. 声波在水中的传播特性。

声波是一种机械波，它需要介质来传播。

在水中，声波的传播速度约为1500米/秒，这个速度比空气中的声速要快得多。

由于水的密度大、分子间的相互作用力强，声波在水中的传播距离也更远。

另外，水中的声波传播还受到水温、盐度、压力等因素的影响。

2. 水声通信系统的组成。

水声通信系统通常由发射器、接收器和信号处理器组成。

发射器将电信号转换为声波信号，并将其传播到水中；接收器接收水中的声波信号，并将其转换为电信号；信号处理器用于对接收到的信号进行处理和解码，以获取所需的信息。

3. 水声通信的应用。

水声通信在海洋科学研究中有着重要的应用，比如海洋动力学、海洋地质学、海洋生物学等领域；在海洋资源勘探中，水声通信可以用于声纳探测、声呐定位等；在水下探测领域，水声通信可以用于水下声呐、水下通信等方面。

此外，水声通信还被广泛应用于水下定位、水下导航、水下通信等方面。

4. 水声通信的发展趋势。

随着科学技术的不断发展，水声通信技术也在不断进步。

未来，人们将更加关注水声通信系统的节能性能、抗干扰能力、传输速度等方面的提升，以满足更广泛的应用需求。

同时，水声通信系统的智能化、自适应性也将成为发展的重点方向。

总结。

水声通信作为一种重要的通信方式，其原理和应用具有重要的科学研究和实际应用价值。

通过对水声通信的传播特性、系统组成、应用领域和发展趋势的介绍，我们可以更好地了解水声通信技术，并为其未来的发展提供一定的参考。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。

水声通信技术研究进展与技术水平现状

水声通信技术研究进展与技术水平现状摘要：人类对海洋的深入探索和利用推动了水声通信技术的快速发展,特别是最近二十年,水声通信技术水平大幅提高,技术发展也呈现了一些新的趋势。

本文综合国内外最新发表的学术论文与实验结果,梳理了水声通信技术发展历程以及未来趋势,重点在调制方式、编码方法等方面总结出当前水声通信领域的前沿研究方向。

在此基础上,本文归纳得出当前水声通信科研实验水平和商用系统性能的上界,这对于衡量水声通信技术的发展水平具有一定的参考意义。

关键词：水声通信;单载波调制;多载波调制;信道编码1 引言人类的海洋活动日益增多,对水下信息传输提出更多更高的需求。

水下无线通信技术的发展推动了人类海洋活动模式的演进与变革,应当引起足够重视。

声波是水下无线通信首选的信息载体,水声通信一般是指水下的移动体与固定体之间,或者移动体相互之间通过声波信道进行的通信。

水声信道特性十分复杂,一般来讲具有多途、频散、环境噪声高、信道带宽窄、多普勒频移大等特点。

特别是海洋中存在各种时间和空间尺度的海洋动力过程,引起了水体的非均匀性,加之海面的随机波动性和海底的不平整性等因素,均会对水中的声波传播造成影响,因此水声信道存在显著的空间差异和时间起伏,这会严重影响到水声通信设备对信号的可靠检测和解码,实现稳健水声通信的难度很大。

近二十年来,研究人员在认知水声传播规律和信道特性、提高水声通信速率和距离、对抗信道衰落和起伏等方面进行了大量的研究探索;同时,得益于信号处理理论技术的突破和计算机性能的跃升,联合均衡译码[1-2]、近香农限信道编译码、多载波调制[3]、多输入多输出[4]等一系列先进的通信信号处理技术先后涌现并得以引入到水声通信领域,取得了许多性能优异的实验结果,部分技术已经开始转入工程化应用。

本文将按以下结构对当前水声通信的技术水平与技术发展趋势进行梳理:第2节,简要梳理水声通信技术发展脉络,并重点介绍当前水声通信的几个研究热点和最新进展情况。

浅谈水声数字通信技术的发展

移频键控（Ｓ是利用数字基带信号控ＦＫ｝
制不同频率的单频载波来实现信息传递，在接收端用窄带滤波器对各个单频信号进行能量检测并判决。种非相干检测（这能量检测）法对水声信道的时间和频率扩展有很方强的适应能力，因此，ＳＦＫ系统在水声通信中得到了广泛的应用。Ｆ但ＳＫ通信技术存在带宽利用率低的问题。了提高ＦＫ系统的为Ｓ带宽利用率，人们提出了多频率的ＦＳＭＦＫ（ｓ调制系统。Ｋ）如数字声遥测系统，系统带将宽划分为１个子带，个子带内采用４ｓ６每ＦＫ调制，得在系统带宽为２～３Ｋ，公里使Ｏ０Ｈｚ４的传播距离上，最大数据率为５ｂｓ由Ｄｔｋ／。ａａｓｎｃｏｉ公司和美国海军等协作研制的Ｔｌｏｉｅ￣ｎｃ统可同时提供１８单频。系２个利用这一通信技术，国多家公司提供美了自己的水声通信设备，有ＡｑａｅＥｅｔｏｕｔｃｌｒｃｎｃｉｔｄ司提供的水下通信设备ＡＱ０ｉＬｍｉ公ｅ２
３，ｅｔｏ公司的ＡＴＭ一８１Ｂｎｈｓ９。
２水声数字通信技术的发展
目前水声通信技术发展的已经较为成熟，观水声通信的发展，和无线电通信纵它的发展有非常相似的地方，为水声通信中因的很多技术源于无线电通信。期的水声通早信装置也采用模拟调制技术，但模拟系统无法克服信道衰落所带来的信号失真。入上进世纪７年代，０人们开始把数字通信技术引用到水声通信当中。照接收机的接收方式，按水声数字通信技术大致可分为频移非相干通信技术和相位相干通信技术。２１水声非相干通信技术的发展．

水声通信的新进展1

水声通信的新进展随着海洋事业的不断发展，利用水声信道来对潜艇进行远程水声通信已成为近年来国际上研究的焦点。

无人水下航行器(UUV); 水声信道恶劣的传输特性使得在海洋中实现远距离、高速率、高可靠的信息传输成为富有挑战性的研究课题。

在中远程海洋水声信道中，可用带宽窄、多途干扰强、信号起伏衰落严重等因素成为水声信息高速可靠传输的主要障碍，因此如何在远程水声信道中高速率准确地传输数据，成为水声通信技术一个难点。

随着人类利用和开发海洋活动的日益深入，人们对水声个人数字通信技术需求也日趋迫切，并且水声个人通信技术对国防建设和海洋经济的发展也有着极其深远的意义。

由于浅海水下信道受到多径传播和时变，空变的影响，声信号的畸变非常严重，为了实现水下信息安全准确和高速的传输，必须对水下信道特性，调制解调技术和水声通信中抗多径，抗衰落技术进行深入研究。

Digital Underwater Personal Communication水下个人数字通信Long Distance Underwater Acoustic Communication; 远程水声通信系统High Speed Underwater Acoustic Communication Techniquesnew underwater acoustic communication systemUWA Communication Technology Based on the Time Reversed Pattern Time Delay Shift Coding Array Processing Technology Based on the Vector-SensorUnderwater Navigation,Orientation and ComunicationVector Acoustic Field; 矢量声场;Acoustic Vector-Sensor; 声矢量传感器;Single Vector Hydrophone; 单矢量水听器;Acoustic Vector Time-reversal Mirror; 矢量反转镜;arrival Estimation; 方位估计; Time Delay Coding;时延编码shallow water channel; 浅水信道Underwater-acoustical Remote-control Buoy; 水声遥控浮标Phase-Coherent Communications and Adaptive Equalization for UWA Channels水声相位相干通信与自适应均衡;Joint Frequency and Phase Modulation Technique; 联合频率相位调制技术;Long Distance Underwater Acoustic Communication浅海水声数据传输技术研究【英文题名】Studies on Data Transmission Techniques in Shallow Water Acoustic Channels Underwater Sound Channel在人类探索和开发海洋的过程中,水声通信技术得到了迅速的发展,已经在海洋勘探、灾难预报、水下遥控、海洋信息采集、对潜通信等领域发挥着极其重要的作用。

水声通信中的信号调制与解调技术研究

水声通信中的信号调制与解调技术研究在当今科技飞速发展的时代，通信技术的重要性日益凸显。

其中，水声通信作为一种特殊的通信方式，在海洋探索、水下监测、军事应用等领域发挥着至关重要的作用。

而信号的调制与解调技术则是水声通信系统中的核心环节，直接影响着通信的质量和效率。

水声通信面临着诸多独特的挑战。

首先，水声信道是一个极其复杂且多变的环境。

与电磁波在空气中传播不同，声波在水中传播时会受到吸收、散射、折射和多径效应等多种因素的影响，导致信号的衰减和失真。

其次，水下环境的噪声水平通常较高，这包括海洋生物发出的声音、水流的噪声以及船舶等机械产生的噪声。

此外，由于水的密度和压力等特性，声波的传播速度相对较慢，限制了通信的带宽和数据传输速率。

为了在如此恶劣的环境中实现可靠的通信，有效的信号调制与解调技术显得尤为关键。

信号调制是将原始信息加载到载波上的过程，其目的是使信号更适合在信道中传输。

在水声通信中，常见的调制方式包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

幅度调制是最简单的调制方式之一，通过改变载波的幅度来传递信息。

然而，由于水声信道中的衰减较大，幅度调制容易受到噪声的影响，导致信号的可靠性降低。

频率调制则是根据信息改变载波的频率。

这种调制方式在一定程度上能够抵抗信道中的噪声和衰减，因为频率的变化相对较容易检测。

但频率调制也存在一些局限性，例如占用较宽的带宽，在带宽有限的水声信道中可能不太适用。

相位调制通过改变载波的相位来传输信息。

它具有较高的频谱效率，能够在有限的带宽内传输更多的数据。

但相位调制对相位误差较为敏感，在复杂的水声信道中容易出现相位偏移，从而影响解调的准确性。

除了上述传统的调制方式，近年来，一些新型的调制技术也逐渐应用于水声通信中。

例如，正交频分复用（OFDM）技术将可用的频谱分割成多个子载波，每个子载波可以独立地进行调制和解调。

这种技术能够有效地对抗多径效应和频率选择性衰落，提高通信的可靠性和数据传输速率。

水声通信的发展现状及对国防的意义

水声通信是一种利用水传播声波进行通信和信息传输的技术。

随着现代科技的不断发展，水声通信已经成为国防领域中一项重要的技术手段，对国防安全具有重要意义。

本文将从水声通信的发展现状和对国防的意义两个方面进行全面评估，并撰写一篇高质量的文章。

一、水声通信的发展现状1.水声通信的定义和原理在现代通信技术中，水声通信是利用水介质来传播声波，进行远距离通信的一种技术手段。

其原理是利用声波在水中传播的特性，通过声波在水中的传播、反射和折射进行信息传输。

水声通信可以分为水下水声通信和水面水声通信两种类型，应用于海洋探测、海底地质勘探、海洋资源开发利用等领域。

2.技术发展历程随着现代科技的进步，水声通信技术也取得了长足的发展。

从最初的简单声呐系统，到如今的复杂水声通信网络，水声通信技术的发展经历了多个阶段。

现代水声通信系统不仅具备了高速数据传输、远距离通信等能力，还能够实现对水下环境的实时监测和控制。

3.应用领域拓展水声通信技术已经广泛应用于海洋勘测、海上通信、水下交通、海洋资源开发、水下防御等领域。

尤其在军事领域中，水声通信技术更是发挥着不可替代的作用。

我国在水声通信技术方面的研发也取得了长足的进步，具备了自主研发先进水声通信装备的能力。

二、对国防的意义1.提升海洋作战能力水声通信技术的发展对国防具有重要意义，尤其是在海洋作战方面。

现代战争中，海洋正逐渐成为重要的作战领域，而水声通信技术能够提升军事舰艇和潜艇在海洋作战中的通信能力和隐蔽性，从而提高我国的海洋作战能力。

2.加强海洋领土防御我国拥有辽阔的海洋领土，而水声通信技术对海洋领土的防御具有重要意义。

通过建设水声通信网络，能够对海洋领土进行实时监测和预警，提高海洋领土的防御能力，保障国家的海洋安全。

3.支持海洋资源开发水声通信技术的发展也为海洋资源的开发利用提供了重要支持。

通过水声通信网络，能够实现对海底资源的勘测和开发，促进海洋经济的发展，增强国家的海洋资源开发能力。

水声通信技术在水中兵器上的应用研究吴亚军

水声通信技术在水中兵器上的应用研究吴亚军发布时间：2023-07-03T09:10:53.320Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：吴亚军[导读] 本文介绍了水声通讯技术的特点。

探讨了水声通信技术发展情况，对国内外差距进行了具体分析。

研究了水声通信技术在水中兵器上应用面临的问题。

具体分析了急需解决的关键技术。

海军装备部摘要：本文介绍了水声通讯技术的特点。

探讨了水声通信技术发展情况，对国内外差距进行了具体分析。

研究了水声通信技术在水中兵器上应用面临的问题。

具体分析了急需解决的关键技术。

关键词：水声通信技术；水中兵器；应用0 引言水中兵器当前在作战使用中除了接收发射平台目标指示信息外，基本上以单兵作战模式搜索、跟踪和攻击目标，即使在齐射条件下，水中兵器之间也尚未实现数据通信。

但是，随着信息技术的飞速发展和水下“网络中心战”概念的提出与不断推进，未来海上作战已经不再是武器对武器、平台对平台的对抗，而是通过信息交互与共享转变为体系之间的对抗。

为了适应网络化体系作战，水中兵器需要具备水中兵器之间、水中兵器与水中其它装备数据通信能力。

通过有效信息交互，实现对水中大尺度高价值目标及其编队进行多水中兵器集群式协同攻击，也实现对水下重要威胁目标进行水中兵器与其它武器装备协同的网络化、体系化精确打击。

因此，水下数据通信是未来水中武器装备技术发展的重要方向。

1 水声通讯技术特点水下数据通信主要分为有线和无线两种形式。

水下有线通信指通过在水中铺设线缆等有形媒质传输信息，但是在海洋中，由于水下光缆和电缆布设难度大、成本高且易被破坏等原因，导致水下有线通信面临着巨大的障碍。

水下无线通信指通过使用无线载波，例如：电磁波、光波、声波等在水中传输数据，在一定程度上可以解决有线通信所面临的难题，因此受到各个国家的重视。

以电磁波作为媒介的陆地无线通信十分成熟，且具备传输速率高、稳定可靠等优点，但是由于海水的导电性和海水对电磁波强烈的吸收衰减作用，使得高发射功率下的超长波仅能在水中传输百米左右；光波同样受到海水的吸收和散射作用，也只能进行短距离传输。

水声通信原理

水声通信原理
水声通信是一种利用水介质传播声波进行通信的技术，它在海洋科学、水下探测、海洋资源开发等领域具有重要的应用价值。

水声通信的原理是利用水介质传播声波的特性进行信息传输，其工作原理和传输特性对于水下通信系统的设计和应用具有重要意义。

首先，水声通信利用水介质传播声波的特性进行信息传输。

在水中，声波的传播速度约为1500米/秒，远远快于空气中的声速，因此水声通信具有较远的传输距离和较高的传输速度。

此外，水声通信还受到水深、水温、盐度等环境因素的影响，需要针对不同环境条件进行信号调制和解调，以保证通信的可靠性和稳定性。

其次，水声通信的原理基于声波在水中的传播特性。

声波在水中的传播受到水的密度、压力和温度等因素的影响，因此在设计水声通信系统时需要考虑这些因素对声波传播的影响。

此外，水中存在多径传播、多普勒效应等现象，这些都会对水声通信系统的设计和性能产生影响，需要进行合理的补偿和处理。

另外，水声通信的原理还涉及到声波的调制、解调和编解码技术。

在水声通信系统中，需要对声波信号进行调制，将数字信号转
换为声波信号进行传输，同时还需要对接收到的声波信号进行解调和解码，将声波信号转换为数字信号进行处理和分析。

因此，水声通信的原理还涉及到调制解调技术、编解码技术等方面的内容。

总之，水声通信是一种利用水介质传播声波进行通信的技术，其原理基于水中声波的传播特性，涉及到声波的调制、解调和编解码等技术。

在实际应用中，需要充分考虑水下环境的特点和影响因素，合理设计水声通信系统，以实现可靠的通信和数据传输。

水声通信技术的发展将为海洋科学研究、水下探测、海洋资源开发等领域带来更多的应用和发展机遇。

水声通信的发展现状及对国防的意义

水声通信的发展现状及对国防的意义1. 概述水声通信作为一种重要的通信手段，在国防和海洋科学研究中具有重要意义。

本文将从水声通信的发展现状和对国防的意义两个方面展开探讨，并结合个人观点进行分析。

2. 水声通信的发展现状2.1 概述水声通信是指通过水介质进行通信的技术手段，其发展历史可以追溯到二战时期。

现如今，在海洋勘测、海洋科研、海洋资源开发以及军事作战等领域都有着广泛的应用。

随着技术的不断进步，水声通信的发展已经趋于多元化和智能化。

2.2 技术发展随着声纳技术和通信技术的迅速发展，水声通信在水下通信、远程探测、导航定位等方面都取得了重大突破。

近年来，声纳传感器、水声通信网络以及声学阵列等技术的广泛应用，使得水声通信的传输速度和数据容量得到大幅提升。

2.3 应用领域水声通信的应用已经覆盖了海洋科学研究、海洋资源勘测、海洋环境监测、水下作业、水下探测以及海洋防御等多个领域。

特别是在军事作战中，水声通信更是扮演着至关重要的角色。

3. 对国防的意义3.1 军事作战水声通信在军事作战中具有重要的意义。

海军可以通过水声通信系统对敌方潜艇进行追踪和定位，实现情报的及时传递和指挥调度，提高了海军作战的实时性和精准性。

3.2 海洋防御随着海洋资源的日益枯竭和海洋环境的恶化，海洋防御成为了国防建设的重要组成部分。

通过水声通信技术，可以加强对海岸线和海域的监控，保障国家海洋权益的安全。

3.3 国防现代化水声通信的发展对国防现代化具有重要意义。

通过水声通信技术，可以借助声纳系统实现对潜在威胁的监测和防范，保障国家安全和海洋战略利益。

4. 个人观点和理解在我看来，水声通信的发展对于国防和海洋利益具有重要意义。

随着科技的不断革新和应用，水声通信将在国防建设中发挥越来越重要的作用。

我认为国防领域需要加大对水声通信技术的投入和研发，提高国防现代化水平和保障国家海洋权益的安全。

5. 总结水声通信作为一种重要的通信手段，在国防和海洋科学研究中具有重要意义。

专题报告水声通信

专题报告—水声通信当今世界已进入了飞速发展的信息时代,通信是这一进程中发展最为迅速、进步最快的行业.陆地和空中通信领域包括的两个最积极、最活跃和发展最快的分支———Internet网和移动通信网日臻完善,而海中通信的发展刚刚崭露头角.有缆方式的信息传输由于目标活动范围受限制、通信缆道的安装和维护费用高昂以及对其他海洋活动(如正常航运)可能存在影响等缺点,极大地限制了它在海洋环境中的应用.另外由于在浑浊、含盐的海水中,光波、电磁波的传播衰减都非常大,即使是衰减最小的蓝绿光的衰减也达到了40dB/km,因而它们在海水中的传播距离十分有限,远不能满足人类海洋活动的需要.在非常低的频率(200Hz以下),声波在海洋中却能传播几百公里,即使20kHz的声波在水中的衰减也只有2—3dB/km,因此水下通信一般都使用声波来进行通信.而在这个频率范围内,声波在水中(包括海水)的衰减与频率的平方成正比,声波的这个特性导致了水下声信道是带宽受限的.采用声波作为信息传送的载体是目前海中实现中、远距离无线通信的唯一手段水声通信。

最初是主要应用于军事领域,最近十年,随着人类对海洋资源的不断开发和利用,如近年来环境系统的污染监测、海上石油工业的遥控以及不回收仪器设备而直接获取海底工作站记录的科学数据等等,使得水下信息通信技术的商用前景越来越广阔,相应地,也促进了水下通信技术的发展.早在第二次世界大战之后,水声通信就已出现.现在水声通信已广泛应用于潜艇之间的通信、水面舰艇与潜艇的通信、海上遥控和遥测、遥感、水下测量设备记录数据回送、水下图像传输、语音传输和水声局域互联网(ALAN)等多个方面.其具体的设备包括舰艇用水声通信机、水下通信浮标、水下应急通信设备、潜水员水声电话、水下机器人用的图像声纳和通信声纳等许多种。

海洋水下信道是一个极其复杂的时间-空间-频率变化、强多径干扰、有限频带和高噪声的信道,这是至今还存在的难度最大的无线通信信道.研究水声通信必须综合物理海洋学、声学、电子技术和信号处理等多种学科和技术的知识,现在水声通信的研究已经成为各国科学和工程技术人员研究的热点之一.另外,海洋声学技术尤其是水声通信技术是国际发达国家对我国实行封锁的领域,因此研制具有自主知识产权的水声通信技术意义深远。

水声通信网络浅析

水声通信网络浅析摘要：随着现代信息技术的飞速发展，覆盖了地面、空中、太空、水面的立体信息网已经形成并为各国的通讯、交通、资源调查、国防等各项业务服务。

近年来，随着世界各国海洋开发步伐的加快，发达国家开始对水下声通信网进行研究。

水声通信网络（UWN）承担着探测、数据通信的重要使命。

它通常由海底传感器、自主式水下运载器（AUV）和水面站组成，水面站可进一步与Internet等主干网连接，在这种环境中人们可以从多个水下远程设备提取实时数据，并把控制信息传递给各个设备。

本文将介绍水声通信网络的发展现状、关键技术、具体应用及发展前景。

关键词：水声通信网络发展现状 AUV1.发展现状目前陆上与空中的有线及无线通信已经很成熟，但是水下无线通信仍处于研究与试用阶段。

随着人类对海洋探索、开发的不断深入，无论是军用领域还是民用领域，都对水下通信有着极大的需求。

尽管在水下可以使用电缆、光缆等有线方式进行通信，但是这些方式中节点无法移动，适用对象极其有限。

电磁波在水下的衰减很大，要想在水中传播很远的距离就必须采用很低的频率，这就要求很高的传输能量和很长的天线，通常是难以实现的。

目前水下通信方式主要有长波通信、水下激光通信、中微子通信、水声通信等。

长波通信所需设备体积庞大，价格昂贵，通信效率低，目前主要用于基地与潜艇之间的远程通信；水下激光通信目前主要研究蓝绿激光水下通信系统，其穿透海水能力强，可实现基地与下潜400米以上的潜艇的通信，通信频带宽，数据传输能力强，但是灵活性不够；中微子通信是近年来新兴的技术，比较复杂，目前还仅仅停留在实验室阶段[2]。

声波是惟一一种能在水介质中进行长距离传输的能量形式。

水声通信是目前水下最合适的通信方式，得到了各发达国家研究机构和军方的高度重视。

最早的水声通信可以追溯到20世纪50年代针对模拟数据的幅度调制（AM）和单边带（SSB）水下电话。

随着VLSI（very large scale intergration，超大规模集成电路）技术的发展，在80年代早期水下数字频移键控（FSK）技术得到应用，它对信道的时间、频率扩散有一定的鲁棒性。

水声通信技术的发展及特性分析

海洋面积占据着地球总面积的70.8%，因此如何在海上通信是人们很自然就会提出的问题。

原始的海上通信方式包括烽火、信号弹、旗语等，到了电气信息时代，产生了现代化的通信手段。

现在的海上通信包括水上通信和水下通信两种形式。

由于海上通信主要是船舰、潜艇等移动物体之间的通信，因此主要是无线通信，不考虑有线通信。

而水上无线通信环境完全相似与陆地的无线通信环境，因此完全可以使用无线电通信系统。

但水下无线通信却不能再使用无线电通信系统，这是因为电磁波在水这种介质中衰落特别严重，导致无线电通信系统根本无法在水下应用。

后来人们发现声波这种信号在水中的传播距离可以达到通信的要求，因此就催生出了水下声波通信技术。

作为一个通信系统，水下声波通信技术具有通信系统的一般结构，因此跟无线电通信系统相比，它们的唯一区别就是通信所使用的波的种类不同，无线电通信系统使用电磁波实现通信，而水声通信系统使用声波实现通信。

无线电通信系统使用天线发送和接收电磁波，水声通信系统使用换能器在发送端将电信号转换成声波信号，在接收端将声波信号转换成电信号。

水声通信系统如图1所示。

图1 水声通信系统一、水声通信技术的发展概述1914年英国海军部队将研制成功的水声电报系统安装在巡洋舰上，这可以看做是水声通信技术的开端。

第二次世界大战后的1945年，美国海军将研制的水下电话应用在潜艇之间的通信上。

到了20世纪70年代，随着军事和民用对水声通信技术需求的提高，并且电子信息技术也迅速发展，数字调制技术开始应用在水声通信系统中，而在此之前水声通信系统主要使用模拟调制技术。

数字通信技术的优点提高了水声通信系统的传输速率和可靠性。

20世纪90年代至今，数字信号处理技术不断发展，一些新技术也应用在水声通信系统中，包括空间分集、码分多址、扩频技术、水下多载波调制技术、多输入多输出技术、水下通信网络技术等。

因此水下通信技术已经开始从点对点的物理层通信，往多个节点之间数据交换的网络通信方向发展。

水声通信系统中的传输性能与调制技术研究

水声通信系统中的传输性能与调制技术研究水声通信是一种利用水中传播的声波进行信息传输的通信方式。

由于水声信道特殊的传输介质和环境条件，水声通信系统的传输性能和调制技术研究一直是该领域的研究热点之一。

本文将从水声信道特点、传输性能评估和调制技术研究等方面进行讨论。

1. 水声信道特点水声信道具有多路径传播、大时延扩展和频率选择性衰落等特点。

在水中传播过程中，声波会与海底、海面、水下障碍物等物体相互作用，形成多条反射、折射路径，同时受到海流、海况等因素的影响，导致信道传输时变性和非线性特性。

这些特点使得水声信道的信号传输受到很大挑战，需要针对性地进行传输性能评估和调制技术研究。

2. 传输性能评估传输性能评估是水声通信系统设计和优化的重要环节。

主要包括信道容量、误码率、时延和带宽等指标。

针对水声信道的特殊性，常用的传输性能评估方法包括传输能量效率、频谱效率、水声链路等效带宽等指标。

此外，还需考虑水声通信系统的能耗和鲁棒性等方面。

通过对传输性能的评估，可以为系统设计和优化提供参考依据。

3. 调制技术研究调制技术是水声通信系统中的关键技术之一，直接影响到传输效果和系统性能。

目前主要的调制技术包括脉冲位置调制（PPM）、正交频分复用（OFDM）等。

脉冲位置调制是一种常用的水声通信调制技术，通过改变脉冲的位置来表示信息。

正交频分复用则通过将频谱分成多个子载波，同时传输多个符号，提高传输效率和抗干扰能力。

此外，还有基于编码的调制技术、自适应调制技术等在水声通信系统中得到广泛应用。

4. 研究进展与挑战水声通信系统的传输性能和调制技术研究取得了一定的进展，但仍面临一些挑战。

一方面，针对水声信道的复杂特性，需要进一步深入研究信道建模和等效仿真方法，提高传输性能评估的准确性；另一方面，传统的调制技术在高速、长距离传输中存在一定局限性，需要开展新型调制技术的研究，以提高系统的抗干扰能力和容量。

总之，水声通信系统中传输性能与调制技术的研究对提高水声通信的可靠性和传输效率具有重要意义。

水声通信

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OFDM
多载波并行调制；各路子载波的已调信号频谱部分重叠；正交性，接收端可完全分离。△f=1/T; 各路子载波的二次调制制度可以不同；优势：数据率高；实现：分帧+串并+编码映射+IDFT+并串+DA+混频；目前存在主要问题：频率同步（多普勒）。扩频技术 Nhomakorabea
与其它技术结合，组合调制；
高可靠性；
受信道时延扩展影响及声线弯曲影响；
数据率取决于时延估计能力及编码脉冲的相关性。
码间干扰抑制技术
自适应信道均衡；时间反转镜（空域匹配滤波）；
匹配场处理技术；
空间分集技术；定向发射或接收技术。
水声网络通信技术
信道带宽窄、声速低极大限制了水下组网能力。提高信道利用率。多址干扰抑制技术。陆网、电网不能简单扩展到水下。迄今为止，国内外的水下组网能力均也不能满足基本的应用需求。
保密通信技术
浓厚的军事背景。隐身的必要性；信道的双面性（限制与利用价值）；码书与码本。体制的保密性价值。保密的天敌—解密技术。
展望
水声通信技术是提升海上集团作战能力的关键技术环节之一。只有性能稳健的水声通信技术才有可能在水声环境中得到广泛的工程应用。科学而充分的利用信道信息及资源、建立与水声环境匹配的通信体制、调制方式及编译码策略是提升水声通信技术发展水平的希望所在。信号、信道、换能器、调制解调器、编译码及信号处理技术在工程系统中进行统筹的匹配设计，将是未来水声通信系统性能取得突破性进展的重要方向。
⑤声速远小于光速。传播时间长。 ⑥多普勒的影响。
国内外研究现状：

水声通信技术的发展及特性分析

水声通信技术的发展及特性分析水声通信技术是一种利用水介质传输信息的通信技术。

它利用水的高传导性和低衰减特性，可以实现远距离的无线通信。

随着科技的不断发展，水声通信技术也取得了巨大的进展，并应用于海洋勘探、水下通信、海洋监测、水下无人机以及水下导航等领域。

水声通信技术发展的历程可以追溯到20世纪初，当时人们首次意识到水声可以用作信息传输的媒介。

在此基础上，人们开始研究水声信号的传输原理和技术，逐渐发展出了一系列水声通信设备和技术。

20世纪80年代以后，随着计算机和数字信号处理技术的不断发展，水声通信技术也进入了一个新的阶段。

目前，水声通信技术已经具备了高速率、高可靠性和高带宽的特点。

1.高传导性：水声通信技术利用水的高导电性和传导性，可以实现远距离的通信。

在水中的传输损耗相对较小，信号传输的损耗也较小，使得水声通信技术适用于远距离通信。

2.低频率：水声通信技术常常使用低频信号进行通信，通信频率一般在10Hz到100kHz之间。

低频信号传播损耗较小，传输距离较远，适用于海洋勘探和海洋监测等领域。

3.抗干扰性：水声通信技术在水环境中的抗干扰性较强。

由于水声信号的传播受到水体环境的影响比较大，其他类型的信号很难通过水传播，从而减小了干扰的可能性。

4.低带宽：水声通信技术的带宽相对较小，一般在几百到几千比特每秒之间。

由于水声信号的传播速度相对较慢，带宽受到限制，因此在传输大容量数据时存在一定的限制。

5.较高延时：水声通信技术的传播速度较慢，约为1500米/秒，相比于其他通信技术的传播速度较低，因此会产生较高的传输延时。

6.多径效应：在水声通信中，存在多径传播的现象，即信号会经过多个路径到达接收端，导致信号叠加和衰减。

这种多径效应对信号质量和通信性能有一定的影响。

水声通信技术的发展和特性使得它在海洋领域和水下通信领域具有重要的应用价值。

例如，在海洋勘探中，水声通信技术可以用于水下声纳、声呐和声学测深仪等设备，实现水下探测和定位。

水声通信技术在航海中的应用

水声通信技术在航海中的应用水声通信技术是航海中广泛应用的一种通信技术，它可以在水下环境中实现信息的传输和交换，为航海的安全和畅通提供了重要保障。

水声通信技术可以用于水下环境的监测和感知。

在航海中，了解水下环境是非常重要的，因为这可以帮助船只避免碰撞和破损。

而水声通信技术可以通过水下声波的传输来探测水下环境，包括水流速度、温度、盐度、地形等多种信息。

这些信息可以通过水声通信技术传输给船只，帮助船只更好地了解周围环境，避免危险情况的发生。

水声通信技术可以用于船只的定位和导航。

在海洋中，船只的定位和导航是非常重要的，因为这可以帮助船只避免迷失方向。

而水声通信技术可以通过水下声波的传输来实现船只的定位和导航。

例如，船只可以通过水声通信技术向水下预设的信标发送信号，信标接收到信号后可以向船只回传一个信号，船只可以通过接收到的信号来确定自己的位置和航向。

水声通信技术还可以用于水下环境的监测和预报。

在航海中，对水下环境的监测和预报是非常重要的，因为这可以帮助船只避免一些危险情况的发生。

而水声通信技术可以通过水下声波的传输来监测水下环境的变化，例如水流速度、温度、盐度等的变化。

这些信息可以通过水声通信技术传输给预报中心，预报中心可以根据这些信息来预测未来的海洋环境，为船只提供更加准确和及时的预报。

水声通信技术在航海中具有广泛的应用前景。

它可以实现信息的传输和交换，为航海的安全和畅通提供了重要保障。

随着技术的不断发展，相信未来水声通信技术的应用将会更加广泛和成熟。

随着科技的发展，水声通信技术已经在许多领域得到了广泛的应用，包括海洋资源开发、水下考古、军事侦察和环境监测等。

本文将介绍水声通信技术的发展现状、研究进展以及未来的发展趋势。

水声通信技术是一种利用声波在水下进行信息传输的技术。

近年来，随着信号处理技术和通信技术的发展，水声通信技术的速度、距离和可靠性都有了显著的提高。

目前，水声通信技术已经实现了超远距离的通信。

水声通信技术

水声通信技术水声通信是海洋中无线信息传输的主要技术手段。

水声通信技术在海洋环境监测、水下航行器/载人潜水器作业等方面有着广泛应用。

水声通信及网络可灵活地用于不同的速率载荷、覆盖距离、水体深度、网络结构的情景，可广泛地应用于海洋环境观测，实现水下不同空间位置多个观测设备之间的信息交互。

同时，水声信道传输状态多变、海洋作业环境恶劣，对通信算法和设备可靠性有较高要求，水声通信及组网成为目前的研究热点。

水声通信网络在国外已有20a发展历史，开展较早且具有代表性的是美国的Seaweb网络。

美国的Seaweb网络经过多年的试验，实现了多固定节点的组网、自适应节点路由初始化、潜艇和AUV的数据接入、利用固定节点对AUV定位、分簇网络等多种功能，在基于卫星浮标的远海观测网、港口近岸的水下侦查网络及军用水下航行器指令传输及定位等应用中展示了很好的应用效果和技术先进性。

欧洲也开展了试验研究。

近年来，在国家“863”计划、军方、国家自然科学基金等支持下，我国水声通信领域在通信算法、通信机研制、网络协议仿真、组网应用试验、协议规范制定等方面取得长足进步。

本文主要介绍面向海洋环境监测的水声通信网技术，并对未来的技术趋势进行展望。

水声通信信道是复杂的信道，信道带宽窄、传播速度慢、时变性强、频率选择性衰落、噪声严重等不利因素在水声通信信道中都很明显。

如何针对水声信道特点，采取高性能、可实现的通信算法，是水声通信领域的关键问题。

物理层主要解决利用信道进行点对点的可靠通信的问题，物理层技术方案主要包括调制解调和纠错码两部分内容。

对于水声通信中的调制解调技术，一般根据接收端是否恢复原始载波相位可划分为相干通信和非相干通信。

一、相干水声通信相干通信需要在接收端恢复原始载波相位信息，一般应用于信道不太恶劣的情况。

相干通信信道利用率高，一般超过1bps/Hz，即传输比特速率超过信道频率宽度。

如果信道衰落严重，采用多阵元接收的方式获得空间分集。

水声通信技术的研究与应用

水声通信技术的研究与应用一、引言地球是一个由大约70%水覆盖的行星，而水声通信技术则被广泛运用在海洋探测、油气勘探、水下工程等领域中，具有广阔的应用前景。

二、水声通信技术的研究进展水声通信技术是指利用水作为传播介质，通过声波传播信息的技术。

水声通信的频率范围从几赫兹到数千赫兹，与空气声波的频率范围相似，但是由于海洋环境的复杂性，水声通信技术相对困难，需要针对环境进行相应的研究。

从早期的单频调制到现在的多载波调制技术，水声通信技术的应用领域越来越广泛。

与此同时，相关研究机构和企业也在不断研究和推出新的水声通信技术和设备。

例如，挪威科技公司Kongsberg Maritime推出的Hydroid REMUS 100水下机器人，可以通过水声通信与水面设备和控制中心进行远距离通信。

在海底光缆故障检测中，水声通信也起到了重要的作用。

中国科学技术大学研究团队使用了基于相干检测和基于反射和散射的技术，实现了对光缆故障点位置的高精度定位。

三、水声通信技术在海洋工程中的应用海洋是人类研究和开发的重要领域，水声通信技术的应用也与之密切相关。

在石油勘探中，水声通信技术可以用于实现声呐信号的传送，大大增强勘探设备的响应时间和精度。

在海洋环境监测中，水声通信技术可以用于传送多种传感器的数据，对海洋环境进行实时监测和数据采集。

另外，水声通信技术在海洋工程中也具有广泛应用，例如水下测量、水下定位、水下机器人控制等。

在深海蓝色经济领域中，水声通信技术的发展也具备广阔的空间。

四、未来展望随着人们对海洋资源开发的需求不断增加，水声通信技术的应用也会不断扩展。

目前国内外研究机构和企业也在研究和推行新的水声通信技术和设备，开发更高效、更精确的水声通信系统。

总体来说，虽然水声通信技术具有一定的局限性，但是在未来将会在海洋工程、海洋资源开发、海洋环境监测等方面发挥越来越重要的作用。

水声通信中差分相干检测及其相位补偿方法

水声通信中差分相干检测及其相位补偿方法
冉茂华;黄建国;韩晶;阎振华
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2009()10
【摘要】水声通信中的多普勒(Doppler)频移和水声信道的时变性等因素影响着载波跟踪效果,最终使得接收机性能下降。

常规差分相干检测技术能为PSK调制提供天然的载波同步但抗码间干扰能力很差且当载波偏移较大时的性能也受到很大影响。

针对这一问题,提出了一种自适应差分相干检测算法及其相位补偿方法。

该算法将
线性均衡器和差分相干检测器有机结合,降低了检测的均方误差并成功地抑制了多
径的影响。

利用一种新的相位补偿方法对均衡前的信号先进行相位补偿,跟踪信道
引起的相位变化,进一步提高了系统抗载波频偏的能力。

在实际湖试信道条件下的
4DPSK性能仿真表明:在10Km的距离上,应用常规的相干检测算法无法对存在标
准频率偏移在0.01以上的情况进行正确检测,但自适应差分相干检测算法经过相位补偿后,处理存在大频偏(标准频率偏移在0.02到0.04之间)的情况时,同样误码率
下比原来节省2～4dB的信噪比。

【总页数】4页(P3006-3008)
【作者】冉茂华;黄建国;韩晶;阎振华
【作者单位】西北工业大学航海学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.多载波相干水声通信中的多普勒处理方法
2.相干调制水声数字通信中的一种盲符号估计方法
3.差分二次平均修正的频域相位补偿线谱检测方法
4.微波通信中连续相位调制的非相干检测算法
5.高速水声通信中的相位补偿研究
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