陸地(dì)通(tōng)信我們已經司空(kōng)見(jiàn)慣，然而海( hǎi)洋中的(de)通(tōng)信場(chǎng)景，我們可(kě)能(néng)知(zhī)之甚少(shǎo)。人(rén)類高(gāo)效地(dì)研♣究、利用(yòng)和(hé)保護海(hǎi)洋離(lí)不(bù)開(kāi)水(shuǐ)下(xià)通(tōng)信技(jì)術(shù)和(hé)裝備，尤其ε是(shì)水(shuǐ)下(xià)無線通(tōng)信技(jì)術(shù)。随著(zhe)國(guó)家(jiā)海(hǎi)洋戰略的(de)快(kuài)速發展，海(hǎi)洋信息高(gāo)性能(néng)獲取、傳輸和(hé)處理(lǐ)更成為(wèi )海(hǎi)洋工(gōng)程、資源勘探、環境監測、國(guó)防安全等領域倍受各方關注的(de)技(jì)術(shù)制(zhì)高(gāo)點。
一(yī)般而言，水(shuǐ)下(xià)無線通(tōng)信主要(yào)可(kě)以分(fēn)成三大(dà)類：水(shuǐ)下(x'ià)電(diàn)磁波通(tōng)信、水(shuǐ)下(xià)量子(zǐ)通(tōng)信和(hé)水(shuǐ)聲通(tōng)信。
電(diàn)磁波作(zuò)為(wèi)最常用(yòng)的(de)信息載體(tǐ)和(hé)探知(zhī)手段γ，廣泛應用(yòng)于陸上(shàng)通(tōng)信、電(diàn)視(shì)、雷達、導航等領域。但(dàn)由于海(hǎi)水(shuǐ)本身(shēn)的(de)特性，導緻電(diàn)磁波在海(hǎi)水(shuǐ)中衰減極其嚴重，且頻(pín÷)率越高(gāo)衰減越大(dà)，不(bù)能(néng)滿足遠(yuǎn)距離(lí)水(shuǐ)下(xià)組網的(de)要(yà£o)求。加上(shàng)海(hǎi)水(shuǐ)運動對(duì)水(shuǐ)下(xià)電(di♥àn)磁波通(tōng)信造成很(hěn)大(dà)的(de)影(yǐng)響，因此，無線電(diàn)波隻能(néng)實現(xiàn)短(duǎn₽)距離(lí)的(de)高(gāo)速通(tōng)信，不(bù)能(néng)滿足遠(yuǎn)距離(lí)水(shuǐ)下(xià)組網的(de)↓要(yào)求。
水(shuǐ)下(xià)量子(zǐ)通(tōng)信主要(yào)包括水(shuǐ)下(xià)激光(guāng)通(tōng)信和¶(hé)水(shuǐ)下(xià)中微(wēi)子(zǐ)通(tōng)信。藍(lán)綠(lǜ)激光(guāng)通(tōng)信的(de)優勢是(sh©ì)擁有(yǒu)幾種方式中最高(gāo)的(de)傳輸速率，在超近(jìn)距離(lí)下(xià)，藍≠(lán)綠(lǜ)激光(guāng)通(tōng)信方向性好(hǎo)，接收天線較小(xiǎo)，但(dàn)由于激光(guāng)隻能(néng)進₹行(xíng)視(shì)距通(tōng)信，兩個(gè)通(tōng)信點間(jiān)容易受到(dào)散射、背景輻射的(de)幹擾 ，導緻高(gāo)精度瞄準與實時(shí)跟蹤困難，加上(shàng)光(guāng)信号在水(shuǐ)中的(de)吸收♠效應嚴重，因此激光(guāng)通(tōng)信目前主要(yào)應用(yòng)于衛星對(duì)潛通(tōng)信。中微(wēi)子(zǐ)通(tōng)信由于&技(jì)術(shù)比較複雜(zá)，目前主要(yào)停留在實驗室階段。
水(shuǐ)聲通(t∏ōng)信 (Underwater acoustic communication ) 是(shì)一(yī)項在水(shuǐ)∑下(xià)通(tōng)過聲波作(zuò)載體(tǐ)的(de)信息傳輸技(jì)術(shù)，己廣泛應用(yòng)于水(shuǐ)下($xià)通(tōng)信、傳感、探測、導航、定位等領域。聲波屬于機(jī)械波（縱波），在水(shuǐ)下(xià)傳輸的(de)↓信号衰減小(xiǎo)（其衰減率為(wèi)電(diàn)磁波的(de)千分(fēn)之一(yī)），傳輸距離(lí)遠(yuǎn)，适用(yòng)于深水(shuǐ)通(tōng)信。
水(shuǐ)聲通(tōng)信的(de)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是(shì)首先将文(wén)字、語音(yīn)、圖像等信息經過編碼、調制(zhì)處理(lǐ)後，由功∞率放(fàng)大(dà)器(qì)推動聲學換能(néng)器(qì)将電(diàn)信号轉換為(wèi)聲信号。聲信号通(tōng)過水(shuǐ)這(zhè)一(yī)介質，将信息傳遞到(dào¶)遠(yuǎn)方的(de)接收換能(néng)器(qì)，這(zhè)時(shí)聲信号又(yòu)轉換為(wèi)電(diàn)信♦号，經過放(fàng)大(dà)、濾波和(hé)數(shù)字化(huà)後，數(shù)字信号處理(lǐ)器(qì)對(duì)信号進行(xíng)自(zì) 适應均衡、糾錯(cuò)等處理(lǐ)，還(hái)原成聲音(yīn)、文(wén)字及圖片，在水(shu€ǐ)中進行(xíng)傳播，完成系統的(de)數(shù)據傳輸。
水(shuǐ)，尤其是(shì)海(hǎi)水(shuǐ)，電(d✔iàn)導率大(dà)，對(duì)光(guāng)波的(de)吸收量也(yě)大(dà)，因此電(diàn)磁波或光(guāng)波在水(shuǐ)下(xià)的↔(de)傳播損耗都(dōu)很(hěn)大(dà)，無法遠(yuǎn)距離(lí)傳輸，作(zuò)為(wèi)海(hǎ<i)底通(tōng)信載體(tǐ)存在一(yī)定局限性。聲波傳輸距離(lí)遠(yuǎn)，使用(yòng)範圍可(kě)從(cóng)幾十至上(shàng)百公裡(lǐ)，加上(shàn♠g)水(shuǐ)聲通(tōng)信成本低(dī)、靈活性高(gāo)、傳輸較穩定，因此聲波通(tōng)信是(shì)目前水(shuǐ)下(xià)中、遠(yuǎn)程雙向無線通(tōng)信的(de)唯一(yī)有(yǒu)效和(hé)成熟的(de)手段，并可(kě)進行(xíng)廣泛的(de)推廣與應用(yòng)。
水(shuǐ)聲信道(dào)一(yī)個(gè)十分(fēn)複雜(zá)的(de)多(duō)徑傳輸的(de)信道(dào)，而且環境噪聲高→(gāo)、帶寬窄、可(kě)适用(yòng)的(de)載波頻(pín)率低(dī)、傳輸的(de)時(shí)延大(dà)。為(w☆èi)了(le)克服這(zhè)些(xiē)不(bù)利因素，并盡可(kě)能(néng)地(dì)提高(gāo)帶寬利用(yòng)效率¥，已經出現(xiàn)多(duō)種水(shuǐ)聲通(tōng)信技(jì)術(shù)。
智慧海(hǎi)洋科(kē)技(jì)的(de)Ω水(shuǐ)下(xià)無線通(tōng)信控制(zhì)網絡系統突破了(le)水(shuǐ)下(xià)高(gāo)速無線通(tōng)信、定位與同步技(jì)術(shù)，智能(né¶ng)感知(zhī)與前端數(shù)據處理(lǐ)技(jì)術(shù)，智能(néng)數(shù)據集成分(fēn)☆析與呈現(xiàn)技(jì)術(shù)，海(hǎi)底管線自(zì)主巡檢與對(duì)接補給技(jì)術(shù)，水(shuǐ)下(xià)常駐 作(zuò)業(yè)網絡化(huà)智能(néng)監控技(jì)術(shù)等關鍵技(jì)術( shù)，其網絡系統可(kě)靈活處于不(bù)同的(de)速率載荷、覆蓋距離(lí)、水(shuǐ)體(tǐ)深度、網絡結構等情景，廣泛地(dì)應用(yònγg)于海(hǎi)洋環境中，實現(xiàn)水(shuǐ)下(xià)不(bù)同空(kōng)間(jiān)位置多(duō)個(gè)觀測設備之間(jiān↔)的(de)信息交互，解決了(le)水(shuǐ)下(xià)無線通(tōng)信和(hé)組網的(de)世界性難題。£
21世紀開(kāi)啓了(le)人(rén)類全面開(kāi)發、利☆用(yòng)海(hǎi)洋資源的(de)新紀元，世界各國(guó)始終高(gāo)度重視(shì)此領域的(de)研究。作(zuò)為(wèi)當今最為(w£èi)複雜(zá)的(de)通(tōng)信技(jì)術(shù)之一(yī)，水(shuǐ)聲通(tōng)信技(jì)術(shù)目前₩還(hái)存在著(zhe)諸多(duō)有(yǒu)待攻克的(de)難題，通(tōng)信的(de)算(suàn)法和(hé)可(kě₽)靠性也(yě)有(yǒu)了(le)更高(gāo)的(de)要(yào)求，因此水(shuǐ)聲通(tōng)信和(hé)組網技(jì)術(shù§)在很(hěn)長(cháng)時(shí)間(jiān)內(nèi)都(dōu)将會(huì)是(shì)海(hǎi)洋領域的(de)研究熱(rè)點♦。
