水下无线通信

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海洋覆盖着地球三分之二的表面积，它是人类探索和研究的最前沿的领域之一。海洋不仅在国际商业和渔业中扮演重要的角色，而且还包含了有关气候的信息，以及大量急待开发的资源。

水下无线通信是研制海洋观测系统的关键技术，借助海洋观测系统，可以采集有关海洋学的数据，监测环境污染，气候变化海底异常地震火山活动，探查海底目标，以及远距离图像传输。水下无线通信在军事中也起到至关重要的作用，而且水下无线通信也是水下传感器网络的关键技术。

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水下无线通信主要可以分成三大类：水下电磁波通信、水声通信和水下量子通信，它们具有不同的特性及应用场合。

水声信道一个十分复杂的多径传输的信道，而且环境噪声高带宽窄可适用的载波频率低以及传输的时延大。为了克服这些不利因素，并尽可能地提高带宽利用效率，已经出现多种水声通信技术。

（1）单边带调制技术。世界上第一个水声通信系统是美国海军水声实验室于1945 年研制的水下电话，主要用于潜艇之间的通信。该模拟通信系统使用单边带调制技术，载波频段为 8-15kHz，工作距离可达几公里。

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（2）频移键控（FSK）。频移键控的通信系统从上世纪70年代后期开始出现到目前，在技术上逐渐提高频移键控需要较宽的频带宽度，单位带宽的通信速率低，并要求有较高的信噪比。

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（3）相移键控（PSK）。上世纪80 年代初，水下声通信中开始使用相移键控调制方式。 相移键控系统大多使用差分相移键控方式进行调制，接收端可以用差分相干方式解调。采用差分相干的差分调相不需要相干载波，而且在抗频漂、抗多径效应及抗相位慢抖动方面，都优于采用非相干解调的绝对调相。但由于参考相位中噪声的影响，抗噪声能力有所下降。

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近年来，水声通信在以下两个方面取得了很大的进步：

（4）多载波调制技术。

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（5）多输入多输出技术。

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