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??? 水聲通信是利用聲波在海水里傳播實(shí)現(xiàn)的。水聲通信系統(tǒng)的工作原理是首先將文字、語(yǔ)音、圖像等信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并由編碼器將信息數(shù)字化處理后,換能器又將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)。聲信號(hào)通過(guò)水這一介質(zhì),將信息傳遞到接收換能器,這時(shí)聲信號(hào)又轉(zhuǎn)換為電信號(hào),圖1水聲通信系統(tǒng)方框圖解碼器將數(shù)字信息破譯后,電接收機(jī)才將信息變成聲音、文字及圖片。聲音是由于震動(dòng)而產(chǎn)生的。在海里面,我們要把我們講話(huà)的信息傳到遠(yuǎn)處也一樣,僅僅是把空氣換成是海水,這一傳輸就要另外一個(gè)嘴巴和耳朵,即水聲換能器,通過(guò)它,聲能和電能相互轉(zhuǎn)換,在空氣中、水中、固體中任意發(fā)射和接收不同頻率、不同強(qiáng)度的聲信號(hào)。圖1給出了一個(gè)完整的水聲通信系統(tǒng)的方框圖,水聲信道是一個(gè)典型的時(shí)變多途衰落信道,由該信道傳輸后的接收信號(hào),可視為經(jīng)由不同路徑到達(dá)的、具有不同時(shí)延和幅度的多個(gè)分量的疊加。
(1)水聲通信是水面艦艇、潛艇間相互通信的重要手段。特別是潛艇處在潛航狀態(tài)時(shí),無(wú)線(xiàn)電和其它通信方式都將失效,唯一可能的通信方式就是水聲通信。而在我國(guó)大陸架附近海域和遠(yuǎn)海域,組建可靠的、大范圍的水聲通信網(wǎng),對(duì)于我國(guó)領(lǐng)海防御和未來(lái)海軍遠(yuǎn)航作戰(zhàn)必將起到重要的保障作用。
(2)水聲反潛網(wǎng)絡(luò)。在未來(lái)“以網(wǎng)絡(luò)為中心的反潛戰(zhàn)”中,水聲通信和水聲數(shù)據(jù)鏈傳輸將發(fā)揮重要作用,這需要在水下分布式監(jiān)測(cè)器、水下無(wú)人航行體、潛艇和水面艦艇等之間建立聲納系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò),傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)乃至圖像等多種信息。網(wǎng)絡(luò)通信將大大提高對(duì)水下目標(biāo)的聯(lián)合檢測(cè)、定位和攻擊的能力。
(3)水下潛器的命令和數(shù)據(jù)傳送。這包括對(duì)水下機(jī)器人的狀態(tài)控制和水下機(jī)器人的狀態(tài)應(yīng)答,對(duì)水下機(jī)器人的狀態(tài)控制,水下采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)回送或深海目標(biāo)圖像的獲取等。在這些場(chǎng)合下不宜用電纜,最好的辦法是利用水聲通信,需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題有水下潛器通信系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)、高性能電池的設(shè)計(jì)及使用、采用低復(fù)雜度的通信算法。
(4)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和災(zāi)難預(yù)警。建立一個(gè)龐大的全球海洋溫度、海流、潮汐數(shù)據(jù)和資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠實(shí)時(shí)傳輸,將對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)海洋、預(yù)警災(zāi)難性氣候、環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)揮非常重要的作用。