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世界首个水下全双工水声通信机研制成功

2016-05-30 15:33
铁马老言
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  据工信部网站消息,近日,哈尔滨工程大学水声学院乔钢教授所在的科研团队顺利完成了承担的“远程、矢量、全双工水声通信技术”国家“863”计划项目,发明了水下多用户、全双工的声波通信方法,并研制了国际上首创的具有全双工通信能力和组网能力的水声通信机,解决了过去水下声通信中收发不能同时工作的问题,是水下声通信领域的重大技术进步。

  

  全双工水声通信样机

  近日,科研人员在对样机的实验中,成功实现了5公里距离的双向同步数据传输。这一水下声通信领域的重大技术突破,意味着未来水下通信有望告别“对讲机”时代,实现像在陆地上打电话一样的体验。

  因为海水对无线电波有较强的吸收作用,所以无线电波在水下传播一般不超过百米而声波在水下能以1.5千米/秒的速度传播上千公里。但由于水下复杂环境和水声信道的限制,水下声波通信在质量、效率和组网能力等方面远落后于当前飞速发展的无线电通信,难以满足人们探索海洋和拓展水下空间的需求。目前在水下通信领域广泛使用的设备分为无缆和有缆两种。无缆通信设备采用半双工通信方式,通话效果类似于对讲机,双向通信效率低下。有缆设备可实现全双工通信,可以像打电话一样双向说话,但设备的移动会受到线缆限制。

  乔钢教授科研团队所攻克的水下声波通信技术,能克服目前水下有缆通信的弱点,大大提高获取数据的灵活性、时效性,降低风险和费用。同时也是对目前无缆半双工水下通信设备的创新和提升。在国际上首次实现了单传感器的水下定向通信和双用户通信,极大提高了网络效率和信息吞吐量,攻克了超宽带通信中非一致性多普勒补偿的难题,提高了水声通信系统的稳定性。

  水声通信是唯一可在水下进行远程信息传输的通信形式,其自身的技术特点和独特优势,使其成为海洋资源开发和海洋环境立体监测系统中的重要技术之一,在海洋技术与海洋工程、灾害预防和环境保护、航海等领域具有重要的应用价值。

  水声通信技术是当今海洋高技术领域最前沿的技术之一,但由于水声通信技术的敏感性以及巨大应用价值,国外长期将之列为禁止出口中国的高技术产品,目前仍严格控制。上世纪90年代初,我国863计划访问团在法国考察,有一次当中国专家谈起水声通信技术时,法国人却声称“什么都能谈,就是水声通信不能谈。”

  中科院声学所此前经过攻关,研发了用于“蛟龙”号深潜器的水声通信系统。此次哈工程的科研成果,无疑使我国在水声通信领域获得了飞跃性的进展。

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