水声通信网络问题研究-信息通信学术期刊网.PDFVIP

电信 科 学 2009 年第 10 期 研 究与开发 水声通信 网络问题研究 * 郑君杰 1 ，阮 鲲 1 ，李 延 宾 2 ，林 璐 3 （1.解放 军理 工 大 学气 象学院 南京 211101 ； 2.陆军航 空兵 学院 北京 100000 ； 3. 中国人 民解放 军 空军 司令部 北京 100000 ） 摘 要 本 文介 绍 了水 声 通 信 网络 的特 点 与 拓 扑 ，深 入 研 究 了水 声 通 信 网络 各 层 的功 能 ，分 析 了各 层 所 遇 到 的问题并 提 出 了相应 的解 决 对 策 。 关键 词 水 声 通 信 网络 ；TCM ；OFDM ；Ad-hoc 活性 不 够 ；中微 子 通 信 是 近 年 来 新 兴 的技 术 ，比较 复 杂 ， 目 1 引言 前 还仅 仅停 留在 实验 室 阶段［2］ 。 目前 陆上 与 空 中 的有 线 及 无 线 通 信 已经 很 成 熟 ， 但 是 声 波是 惟 一 一 种 能在 水 介 质 中进 行 长距 离 传 输 的能 量 水 下无 线 通 信 仍 处 于研 究 与试 用 阶段 。 随着 人 类 对 海 洋 探 形 式 。 水 声 通 信 是 目前 水 下 最合 适 的通 信 方 式 ，得 到 了各 发 索 、开 发 的不 断 深 入 ，无 论 是 军 用 领 域 还 是 民用 领 域 ，都 对 达 国家研 究 机 构 和军 方 的高度 重 视 。 最 早 的水 声 通 信 可 以 水 下 通 信 有 着极 大 的需 求［1］ 。 追 溯 到 20 世 纪 50 年 代 针 对 模 拟 数 据 的 幅度 调 制 （AM ）和 尽 管在 水 下 可 以使 用 电缆 、光 缆 等 有 线 方 式 进 行 通 信 ， 单 边 带 （SSB ） 水 下 电 话 。 随 着 VLSI （very large scale 但 是 这些 方 式 中节 点无 法 移 动 ，适 用对 象极 其 有 限 。 电磁 波 intergration ，超 大 规 模 集 成 电路 ）技 术 的发 展 ，在 80 年 代 早 在水 下 的衰减 很 大 ， 要 想 在 水 中传 播 很 远 的距 离 就 必 须 采 期 水 下 数 字 频 移 键 控 （FSK ）技 术 得 到 应 用 ，它 对 信 道 的 时 用很 低 的频 率 ，这 就要 求 很 高 的传 输 能量 和很 长 的天线 ，通 间 、频 率 扩散有 一定 的鲁棒 性 。80 年代 后期 出现 了水 声 相 干 常是 难 以实 现 的 。 目前 水 下 通 信 方 式 主要 有 长 波通 信 、水 下 通 信 ，与非 相 干通 信 相 比 ，水 声 相 干通 信 技 术 可 以提 高有 限 激 光 通 信 、中微 子 通 信 、水 声 通 信 等 。 长 波通 信 所 需 设 备 体 带 宽水 声 信 道 的带 宽效 率 ， 但 是 由于水 声 信 道 的传 播 特性 积 庞 大 ，价 格 昂贵 ，通 信 效 率 低 ， 目前 主要 用 于基 地 与 潜 艇 恶劣 ，水 声 相 干通 信 刚开始并 不 被 接受 。 之 间 的远 程 通 信 ； 水 下 激 光 通 信 目前 主要 研 究 蓝 绿 激 光 水 90