《通信技术》word版

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1、通信技术　　虽然AUV能够自主工作，但是它仍然需要与母船保持联系，进行数据通信。从整个潜水过程来看，在出发下潜时AUV要从母船接收任务，并且确保系统处于准备状态能够正常工作；在水下执行任务时，AUV通过与母船的通信来检查自身的工作状态，向母船传输作业数据；当完成任务上浮时，AUV还要与母船进行通信来确保安全回收。　　在这个过程中，当AUV出发下潜和完成任务返回时，采用无线通信方式。由Dataradio有限公司制造的使用400MHzUHF频段的通信数率9600bit/s的无线电台，可以和母船达到2～3km的通信距离。在水下作业时，数据传输的方式主要有水声通信、蓝绿激光通信、光纤通信等。众所周

2、知，由于电磁波在海水介质中衰减严重，但是波长为500nm左右的蓝绿激光在水中的衰减系数很低，可以支持短距离（1000m）的高数据率（每秒百万比特）数据传输，但远距离传输的效果就差多了，而声波在浅水中可传播数十公里，因此，作为水下唯一能进行远距离信息传输的载体，水下潜器需要依靠水声来完成与母艇的通信。水声通信作为水下通信最常用的方式，一些关键技术包括：　　水声信道编码技术　　由于水声信道受到水下环境复杂多变的影响具有较窄的带宽，因此如何充分利用带宽的信道编码仍是今后研究的方向。优秀的信道编码不仅可以增加信道的容量，而且可抗多途效应。　　近年来，为达到高速率的传输，相移键控（PSK）、多相移键

3、控（MPSK）和差分相移键控（DPSK）被广泛用于有限通信带宽内的高容量信道编码，这已经成为当前水声通信的主流方向，国外很多系统都采用这些编码。　　自适应均衡技术　　自适应均衡技术广泛应用于卫星和无线电通信系统中，用来解决信道的多途干扰。水声信道也借鉴采用这种方法，来消除严重的多途干扰。深海垂直信道是近似理想的信道，自适应信道均衡技术在深海垂直信道通信中得到了较好的应用效果，日本在深海垂直信道传输彩色电视图像时就采用了信道均衡技术。　　时反通信技术　　时反镜（TRM）是目前引起广泛关注的一种新概念技术。它的原理很直观，对于复杂的多途传播环境，不必了解其传输特性，只要对接收基阵实际接收的声场

4、数据按时间反转形式重发，则在声源处就会形成声能的聚焦，聚焦区的尺寸可达到波长的几分之一。由于时间反转相当于频谱取共勒，所以，时反通信有时也称为相位共勒通信。　　声通信的技术难度很大，应当采用抗多途干扰能力强的方案，采用有效的多普勒补偿措施，确保低误码率，努力提高传输速率和作用距离，用于军用目的的还要考虑信息传递的安全和多址接入等问题。短距离的水声通信传输率可达几百千波特率，但水声通信受环境影响很大，远距离水声通信就只能采用低传输率进行。目前声通信已经实现了较高的数据传输率和很低的误码率，未来的无人水下航行器有可能摆脱对光纤的严重依赖，单靠声通信手段即可具备远距离接收/发射的水下通信能力。根

5、据加拿大Ise公司水声遥测的数据表明，在以通信速率为150bit/s的水平上通信时，要有足够宽的通信带宽来周期性的监测AUV，并且传输一些高级指令，所传输的数据量大小与AUV上搭载的测量设备有关。通信速率达到2400bit/s就可以对AUV进行基本的航行控制和测量功能控制。通信速率越高对AUV实现的操控越精确。　　美国海军水下战中心已经为提高无人水下运载体的声通信能力开发并应用了两种主要技术：一种技术可以在通信内容被传送前，首先对其进行初步的处理和压缩，以减少必须传送的数据量。另一种更核心的技术将声信号的传送速率从1000bit/s提高到30000bit/s。　　声通信领域有两大传统制造商

6、，美国的Benthos有限公司和法国的ORCAInstruments公司。另外LinkQuest有限公司最近也开始生产类似的产品。这些公司的产品广泛采用移频或扩谱通信技术，在深海通信速率可以达到4800~9600bit/s。Benthos有限公司的ATM系列水声通信系统，工作频带为15～20kHz，在1000m以上深度作业时，换能器波束宽度为60o，在深海作业时换能器波束宽度为35o。