一種水下模擬語音通信系統的實現*

惠 輝 王宏偉

（北京信息科技大學理學院 北京 100192）

1 引言

伴隨著人類海洋活動的日漸頻繁，水下通信系統的研發已經不僅僅局限于軍事領域，而慢慢拓展到了廣闊的民用領域。軍事領域中要求對水下武器進行控制指揮通信，例如：沿海岸基指揮中心與水下潛艇的通信，對于其他水下航行器的監測與導航，艦艇與其他水下作戰平臺的通信指揮。民用領域中，如水下語音通信、工業用水下機器人與海上平臺的遙控指揮、海底水文信息的采集等等，而這些應用無不加大了水下通信的需求。其中又因為海水為良性導體，電磁波在水下傳播衰減嚴重，很難實現遠距離通信，而聲波是人類至今已知唯一能在水中遠距離傳播的能量形式[1～5]，在海水的通信距離可達數十公里之遠，因而水聲技術慢慢成為海洋開發利用的主導技術之一，其中水下語音通信在海洋科學考察，海洋資源探測以及軍事潛艇艦船訓練等方面有廣泛的作用。

傳統有線通信方式雖然在傳輸距離與傳輸的實時性方面都有巨大的優勢，但水下應用場景中存在部署困難、部署區域受限、線纜水密性要求高等明顯缺點，難以大規模應用。而聲波具有良好的水下傳播特性，其中10kHz的聲波在海水中衰減系數約為0.06dB/m[6]。傳輸的信號僅需通過換能器進行電、聲的轉換即可以輕松發射，因此水聲通信具有傳輸距離長，設備較為簡單的優點。本文因此設計完成了一套水下模擬語音通信系統，將雙邊帶調制方法應用于水聲語音通信技術之中，最終對于該系統進行測試，該語音通信系統能提供較高質量的語音通信。……