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水聲通信技術難點及進展

發(fā)布時間:2019-04-09 16:16:31  |  來源:中國網·中國發(fā)展門戶網  |  作者:朱敏 武巖波  |  責任編輯:趙斌宇
關鍵詞:水聲通信,水聲通信網,發(fā)展現(xiàn)狀

國內水聲通信技術進展

國內水聲通信技術的起步

20?世紀?70?年代,中國船舶重工集團公司第?715?所(以下簡稱“715?所”)和?612?廠就共同開發(fā)了我國的第一代模擬通信聲吶。我國是在?20?世紀?80?年代中期開展數(shù)字水聲通信技術研究的,但當時國家的支持力度不大,只有一些零星的原理性的研究。

20?世紀?90?年代初,我國“863”計劃訪問團在法國考察,作為中方團長的中國科學院聲學研究所(以下簡稱“聲學所”)老所長汪德昭院士在和法方討論時,法國人明確表示“什么都能談,就是水聲通信不能談!”。此事對汪院士觸動很大。汪院士回國后,大力推動國內開展水聲通信技術的研究,促成了國家在“863”計劃自動化領域智能機器人主題中立項予以支持(當時“863”計劃還沒有設立海洋領域)。

“七五”計劃期間“863”自動化領域智能機器人主題重點項目“探索者號?1?000?米水下機器人”中支持了非相干水聲通信機的研制,聲學所朱維慶團隊研制了水聲通信機試驗裝置,中心頻率?17.5?kHz,工作帶寬?5?kHz,傳輸速率?0.6?kbps。進行了水池和海上試驗,在淺水?2.5?km?距離接收信號和聲像聲吶的記錄,位誤差概率為?10-4,試驗結果良好,與當時美國?Woods Hole?海洋研究所的結果相近。在此基礎上該團隊于“八五”計劃期間研制出了與美國的?ATM850?水聲通信機性能相近的非相干水聲通信機。

“八五”計劃期間國家“863”計劃自動化領域智能機器人主題于?1995?年支持了“空間分集相關-自適應均衡-糾錯編碼在水聲通信技術中的應用”(863-512-26-02)課題,1998?年支持了“用于作業(yè)型?AUV?高速水聲通信自適應快速信號處理方法關鍵技術”(863-512-9804-04)課題,研究水聲相干通信技術。朱維慶團隊提出了快速自優(yōu)化最小均方算法(FOLMS)和快速自最佳最小均方相位估計算法(FOLMSPE)聯(lián)合工作的自最佳自適應判決反饋均衡器技術,樣機中心頻率?17.5?kHz,工作帶寬?5?kHz,在湖試中作用距離?4?km,傳輸速率?10?kbps,位誤碼率為10-4—10-5,達到了當時國際先進水平。

2000?年聲學所在中國科學院知識創(chuàng)新工程二期中對水聲相干通信技術研究給予了支持,主要研究水下載體運動引起的多普勒頻移的補償技術。通過研究,提出了多普勒頻移估計和補償技術,通過多普勒頻移粗補償和自適應均衡器相位跟蹤相結合,很好地解決了多普勒頻移的問題。

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