水声通信技术的发展及特性分析.pdf_水声通信发展资源-CSDN文库

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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。

水声通信技术从最初应用于军事领域，提供水下目标的探测、定位和识别等

服务，发展到提供通信、导航等服务阶段。随着人类海洋活动的增加和对海洋资

源利用程度的提高，水声通信技术开始应用于民用领域，为海上科学考察、水下

资源探测等人类活动提供服务。也正是这些军事和民用需求推动了水下通信技术

的发展，让水下通信技术朝着更完善、更全面的立体和智能方向发展。

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