水声通讯系统调研
水声通信技术的研究与应用
水声通信技术的研究与应用第一章：前言水声通信技术是近年来快速崛起的一种新兴通信技术，它将传统的电磁波通信转移到了水中传输媒介中。
水声通信具有传输距离远、干扰低、抗干扰能力强等优点，越来越多的人开始关注水声通信技术，特别是在海洋探测、海洋资源开发、水下环境监测等领域，其应用前景非常广阔。
本文将对水声通信技术的研究现状和应用进行深入的探讨，主要分为三个部分。
第二章：水声通信技术的基本原理2.1 水声通信技术的定义水声通信技术是指一种在水中传递信息的技术，其原理是利用水中传播的声波传递信息。
2.2 水声通信技术的传输特点（1）水声信号的传输距离远相较于电磁波，水声信号在水中的传输距离更远。
水下通信的传输失真较小，而且水声信号的频段广，从而具有较大的传输带宽。
（2）水声通信的抗干扰性能强由于水声通信基于水声信号，并不受电磁波干扰，所以能够抵御电磁波干扰，能够在高速移动的水下自由移动。
（3）水声通信的能量损失较大由于受到水中的吸收和散射，水声信号的传输严重损失能量，相对浅海而言，声波在深海中的传播效果会更加显着。
（4）水声通信的传输速率较慢相较于其他通信技术，水声通信的传输速率较慢，所以其适用于一些延迟要求低且数据量小的场景，尤其对海洋探测、海洋资源开发等领域具有较深的应用基础。
2.3 水声通信技术的基本组成水声通信技术主要由三个模块组成：信息产生模块、信号处理模块和信号发送模块，其中信息产生模块是水声通信系统的最上游，负责产生信号；信号处理模块负责对信号进行滤波、编码和解码；信号发送模块则负责通过水声信号将信号传输给接收方。
第三章：水声通信技术的应用3.1 水下通信水下通信是水声通信技术的主要应用之一。
在深海探险、海底资源开发等领域，水声通信技术可以实现远距离的通信，提高海洋资源的勘探和开发效率。
同时，水声通信技术还可应用于水下机器人通信和水下探测设备等方面。
3.2 水下声呐水下声呐是一种利用水中声波进行测距和漏洞检测的技术。
2024年水声通信市场分析现状
2024年水声通信市场分析现状引言水声通信是一种利用水介质进行通信的技术，其主要应用领域包括海洋石油勘探、海洋科学研究、海底资源开发等。
本文将对水声通信市场的现状进行分析，探讨其发展趋势和面临的挑战。
市场规模目前，水声通信市场规模逐年扩大。
主要推动市场增长的因素包括海洋勘探的扩大，海底资源的开发，以及海洋科学研究的需求增加。
根据市场调研数据显示，水声通信市场在过去五年内以平均年增长率约15%的速度增长。
产业链分析水声通信产业链一般包括声源、传感器、信号处理设备和通信系统等主要环节。
其中，声源和传感器是关键的组成部分，直接影响到系统的性能和可靠性。
目前市场上主要的声源技术包括电液声源和压电声源，传感器技术主要包括声纳阵列和单元传感器。
随着技术的进步和创新，水声通信产业链不断完善，相关企业也在不断提高产品的性能和可靠性。
市场竞争格局水声通信市场存在较为激烈的竞争。
目前主要的市场竞争者包括国内外的大型企业和中小型企业。
大型企业具有较强的研发能力和市场竞争力，同时也更具有品牌优势和客户资源。
中小型企业则通常专注于某一特定领域的技术创新和应用开发。
随着市场的逐渐成熟，竞争将进一步加剧，挑战也将增多。
发展趋势分析随着技术的不断创新和应用需求的增加，水声通信市场有望继续保持快速增长。
主要的发展趋势包括： - 高性能设备的需求增加：随着海洋勘探和海底资源开发的深入，对高性能的水声通信设备的需求不断增加。
- 智能化和自动化趋势：智能化和自动化的要求推动着水声通信技术的发展，例如无人水下航行器等自动化系统的应用。
- 新兴应用领域的拓展：随着科技的不断进步，水声通信将在更多的领域得到应用，例如海洋环境监测、船舶通信等。
面临的挑战水声通信市场在发展过程中也面临一些挑战： - 技术难题：水声通信技术仍存在许多技术难题，例如数据传输速率、传感器灵敏度等问题，需要进一步研究和突破。
- 竞争压力：市场上存在的竞争对于企业来说是一大挑战，需要不断提高产品的性能和创新能力，才能在激烈的竞争中脱颖而出。
水声通信系统关键技术研究的开题报告
水声通信系统关键技术研究的开题报告一、选题背景和意义水声通信系统是一种利用水声信道进行通信的系统，已经被广泛应用于海洋资源勘测、海洋科学研究、水下探测和通讯等领域。
在海洋领域，水声通信系统可以提供大量的海洋科学信息和海洋环境数据，以方便科学家们进行科学研究。
在水下探测中，水声通信技术也支持水下机器人、潜艇等设备的通信和导航。
在水下通信领域，水声通信技术比其他通信技术具有更强的穿透力和海洋环境适应能力，尤其是在水下长距离通信方面优势明显。
然而，由于水声通信存在水声信道复杂性、信号衰减、多径干扰等问题，因此如何提高水声通信的传输速率、提高通信质量一直是一个挑战。
本研究旨在通过研究水声通信系统的关键技术，提高水声通信系统的传输速率和通信质量。
二、研究内容与技术路线本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 水声信道建模和分析。
水声信道的复杂性会影响信号的传播和传输质量，需要对水声信道的特性进行分析和建模。
2. 调制与解调技术的研究。
调制与解调技术是水声通信的基础，需要研究水声调制与解调的算法和实现方式。
3. 信号处理技术的研究。
水声信号会在传输过程中受到噪声、衰减和多径干扰等干扰，需要研究相应的信号处理技术，以提高通信质量。
4. 多址访问技术的研究。
多址访问技术可以在多个节点同时传输数据，需要研究相应的多址访问技术，以提高水声通信系统的传输速率。
本研究的技术路线如下：1. 水声信道建模和分析。
通过对水声信道的测量和记录，对水声信道的信号损耗、延迟和多径特性进行分析和建模。
2. 调制与解调技术的研究。
研究不同的调制与解调技术，包括单音频调制技术、相位编码调制技术和多载波调制技术等。
3. 信号处理技术的研究。
包括滤波、相位校正和均衡等信号处理技术的研究和实现。
4. 多址访问技术的研究。
研究具有时域和频域多址技术的多址访问技术，以提高水声通信系统的传输速率。
三、研究成果预期本研究的成果主要包括：1. 提出基于多址访问技术的水声通信系统，可提高水声通信传输速率。
2024年水声通信市场调查报告
2024年水声通信市场调查报告1. 引言水声通信技术是一种利用水作为传输介质进行声音传输的通信技术。
近年来，随着深海勘探和海洋科学研究的不断发展，水声通信市场呈现出蓬勃发展的趋势。
本报告旨在通过市场调查研究水声通信市场的发展现状、行业竞争态势以及市场前景，为相关公司和投资者提供参考。
2. 市场规模和增长趋势水声通信市场在过去几年持续增长，预计未来几年将继续保持增长势头。
根据市场研究数据，2019年全球水声通信市场规模达到X亿美元，预计到2025年将增长至Y亿美元。
驱动市场增长的主要因素包括深海勘探、海洋科学研究、水下无人机等领域的需求增加。
3. 市场细分根据应用领域的不同，水声通信市场可以分为几个细分市场：3.1 深海勘探深海勘探是水声通信市场的主要应用领域之一。
随着石油开采和海洋资源开发的需求增加，深海勘探活动的频率和规模都在扩大。
水声通信技术在深海勘探中发挥着不可替代的作用，因为水下声波传输更加稳定可靠。
3.2 海洋科学研究海洋科学研究是水声通信市场的另一个重要领域。
科学家们利用水声通信技术进行海洋生态系统监测、海底地质调查、水文气象观测等工作。
通过水声通信技术，海洋科学家们能够获取到更准确和详细的数据，推动海洋科学研究的进展。
3.3 水下无人机随着水下无人机技术的快速发展，对水声通信技术的需求也在增加。
水下无人机在海洋资源勘探、海底管道维护等领域具有广阔的应用前景，而水声通信技术是实现无人机与控制中心之间通信的关键。
4. 市场竞争态势水声通信市场竞争激烈，目前存在着多家主要供应商。
这些供应商通过不断创新和技术升级来提升产品性能和市场竞争力。
主要的市场竞争策略包括提供高品质的水声通信设备、提供定制化解决方案以满足不同客户的需求、与行业用户建立紧密的合作关系等。
5. 市场前景未来几年，水声通信市场将继续保持快速增长。
随着深海勘探、海洋科学研究和水下无人机等领域的不断发展，对水声通信技术的需求将不断增加。
水声通信系统中的信号调制技术研究
水声通信系统中的信号调制技术研究随着现代水下勘测和海洋石油的快速发展，水声通信系统越来越成为海洋领域中不可或缺的一环。
在水下环境中，水一直是一种非常有效的介质。
但是，由于水下环境的恶劣特性，如信噪比低、通信距离短、易受多路径干扰等，使水声通信系统面临着巨大的挑战和难题。
因此，研究水声通信技术，特别是信号调制技术，增强水声通信系统的可靠性和性能，成为了海洋领域中的一项重要研究课题。
一、水声通信系统概述水声通信的信号调制技术是指将信息信号转换成适合水声通信的信号形式，并且在传输中保持传输性能的技术。
在水声通信中，需要将二进制数字信号调制成为适合水下传输的模拟信号，通常采用调幅（AM)、调频（FM）和调相(PSK）等调制方式。
在水声通信中，传输带宽常受限制，因此需要在设计调制方案时，充分考虑数据传输速率和可靠性之间的平衡。
信号调制技术可分为基带调制和带通调制两种。
基带调制，直接将二进制数据转换成相应的基带模拟信号。
该方法具有简洁、易于实现等特点，但是对环境干扰非常敏感。
带通调制，将二进制数据经过调制器调制成为窄带信号或宽带信号，再经过载波调制器进行正交振幅调制（QAM）或相位偏移键控调制（PSK）等方式，进而传输。
这种方法对环境干扰减弱，同时能够获得更高的数据传输速率和可靠性。
二、水声通信信号调制技术的研究现状1、传统水声调制技术采用普通的模拟电子调制和数字调制技术，如正弦波调制、频移调制、脉冲编码调制（PCM）等方式。
这种技术的优点是实现简单，可以通过硬件电路实现，但是需要频繁调整参数，且受到水下环境噪声、马达振动等因素的干扰。
2、OFDM技术正交频分复用（OFDM）技术，是近几年来水声通信抗干扰能力得到提高的一种技术。
使用OFDM调制技术可以多重载波下进行，并且不同载波之间正交，有效增加了数据传输通道的使用率和数据传输速率。
此方法具有抵御多路径干扰的能力，有效提高了数据传输的可靠性。
3、扩频技术扩频技术用于信噪比很低的水声通信中，具有较好的抗差性，能够通过时间域和频域通过多径干扰的影响，有效抵御噪声干扰。
水声通信系统中的定位与跟踪技术研究
水声通信系统中的定位与跟踪技术研究在当今的科技领域中，水声通信系统扮演着至关重要的角色。
它在海洋探索、水下军事行动、资源开发以及科学研究等众多方面都有着广泛的应用。
而在水声通信系统中，定位与跟踪技术则是其关键组成部分，对于实现高效、准确的水下信息传输和目标监测具有不可替代的作用。
首先，我们来了解一下水声通信系统的基本原理。
简单来说，它就像是在水下的“无线电通信”，但由于水的物理特性与空气有很大的不同，使得水声通信面临着诸多独特的挑战。
水对声音的吸收、散射以及多径传播等现象，都会严重影响声音信号的传播质量和距离。
在这样复杂的环境中，要实现对目标的准确定位与跟踪并非易事。
定位技术主要依靠测量目标发出或反射的声音信号的到达时间、到达角度、信号强度等参数来确定目标的位置。
常见的定位方法包括基于时间差的定位、基于角度测量的定位以及基于信号强度的定位等。
时间差定位法是通过测量声音信号到达不同接收器的时间差来计算目标的位置。
这种方法需要多个接收器精确同步工作，并且对时间测量的精度要求极高。
一旦时间测量出现微小的误差，就可能导致定位结果出现较大的偏差。
角度测量定位法则是通过测量声音信号到达接收器时的角度来确定目标的方向，进而计算出目标的位置。
这需要接收器具备高精度的角度测量能力，并且在实际应用中，由于水下环境的复杂性，角度测量往往会受到干扰，影响定位的准确性。
信号强度定位法是根据声音信号在传播过程中的衰减规律，通过测量接收信号的强度来估算目标与接收器之间的距离。
然而，水对声音的吸收和散射会导致信号强度的变化非常复杂，使得这种方法的精度受到一定限制。
除了定位技术，跟踪技术也是水声通信系统中的关键环节。
跟踪的目的是持续监测目标的运动状态，包括速度、方向等，并及时更新目标的位置信息。
常见的跟踪算法有卡尔曼滤波、粒子滤波等。
卡尔曼滤波是一种基于线性系统模型的最优估计方法。
它通过对目标的状态进行预测和更新，能够在存在测量噪声的情况下，较为准确地估计目标的状态。
水声通信实验技术及其应用研究
水声通信实验技术及其应用研究水声通信是一种利用水中的声波传播信息的通信技术。
它是一种浸泡在水中的设备通过声波进行数据传输的技术，广泛应用于水下勘探、海洋观测以及海底资源开发等领域。
本文将对水声通信实验技术及其应用进行研究。
水声通信技术利用声波在水中传播的特性，通过声音的频率、振幅来实现信号的传输。
在水中，声波的传播速度较快，衰减较小，而且水声信道的噪声相对较低，使得水声通信成为了水下通信的重要手段。
为了研究水声通信技术的可行性和性能，人们进行了一系列的实验。
首先，通过设计实验设备，人们可以模拟水下通信环境进行测试。
在实验中，一个发射器将需要传输的信息转换为声波信号并发送到水中。
接收器则接收到信号并转换为可读的信息。
通过调整声波的频率、振幅和编码方式，可以实现不同的传输效果。
实验中还可以测量声波在水中的传播速度和衰减情况，从而更好地理解水声通信技术的特点和限制。
水声通信技术的应用非常广泛。
首先，它在水下勘探中起到了重要作用。
通过水声通信技术，研究人员可以实时传输水下勘探装置收集到的数据，实现对海洋资源的探测和监测。
同时，水声通信技术还可以用于海底资源的开发。
比如，在石油钻探中，水声通信可以实现井下设备和地面指挥中心之间的数据传输，以及井下设备之间的联网。
此外，水声通信技术在海洋观测中也有重要应用。
例如，水声浮标可以通过水声通信技术将海洋中的观测数据传输回地面实验室，供研究人员进行分析和研究。
同时，水声通信技术还可以用于海底地震监测。
通过在海底布设水声传感器网络，可以实时监测海底地震活动，提前预警并防范海啸等自然灾害。
此外，水声通信技术还有一些特殊的应用。
比如，在水下考古中，研究人员可以利用水声通信技术对沉船或古代遗迹进行定位和勘测。
另外，在水下潜艇通信中，水声通信技术也扮演着重要角色。
通过潜艇发出声波信号，可以与海上指挥中心进行无线通信，实现沟通和指挥。
总体而言，水声通信技术是一种在水下进行通信的重要手段。
水声通信技术研究与应用
水声通信技术研究与应用近年来，水声通信技术在海洋科学、海洋工程和国防等领域得到了广泛的研究和应用。
水声通信技术利用声波在水中传播的特性，实现了海洋信息的传输和交流。
本文将着重探讨水声通信技术的研究和应用，以及未来的发展趋势。
一、水声通信技术的优势与其他通信技术相比，水声通信技术具有很多优势，首先是传输距离，水声波在水中传播的能量损失很小，可以在数千公里的距离内进行通信。
另外，水声通信技术实现了无线加密通信，不会被黑客攻击，保障了信息的安全性。
其次，水声通信技术应用面广泛。
在海洋科学研究中，可以通过水声通信技术对水的温度、盐度、水流等不同环境参数进行实时监测和采集。
在海底地形较为复杂的区域，水声通信技术可以实现遥感监测，提高传感器的准确度和精度。
在海洋工程领域，水声通信技术可以应用于海洋结构物的监测、声波反射、成像等方面。
在军事安全领域，水声通信技术可以应用于海洋情报搜集和反潜作战。
最后，水声通信技术可以很好地应对海洋环境的特点。
海洋环境复杂多变，但是水声通信技术可以通过适当的调节声波传播参数，如频率、方向、功率等，适应各种海洋环境。
二、水声通信技术的关键技术水声通信技术的关键技术包括信号调制、调频、功率控制、解调、数据处理等方面。
其中，信号编码调制技术是水声通信技术的基础。
常见的调制方式有频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅移键控（ASK）等方式。
采用不同的调制方式可以实现不同的数据传输速率和更高的传输可靠性。
调频技术是水声通信技术的重要技术之一。
随着声波在水中传播距离的增大，声波的能量会逐渐减小，导致误码率的增大。
调频技术可以增大信号传输的带宽，提高传输的速率和可靠性。
此外，水声通信技术还需要采用功率控制技术，调节发射机发射信号的功率，以确保信号的可靠传输。
解调技术是将水声信号解码为可读取的数据的关键技术，在此过程中需要有一定的噪声抑制能力和信号处理能力。
三、水声通信技术的应用水声通信技术在海洋科学、海洋工程和国防等领域都有广泛的应用。
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0 引言通信技术的发展主要集中在空间通信上。
近年来，由于军事和海洋开发的要求，人们开始越来越重视水下通信系统的研究与开发。
由于电磁波在水中传播时衰减严重，而声波是人类迄今为止已知的唯一能在水中远距离传播的能量形式，所以海洋中检测、通信、定位和导航主要利用声波。
声波是目前水中信息传输的主要载体。
因此，人们对水下通信的研究主要集中在对水声通信的研究之上。
水声通信是当前唯一可在水下进行远程信息传输的通信形式,由于其在民用和军事上都有重大意义,水声通信一直被人们所重视。
文章介绍了水声通信的特点、系统组成、发展历史和国内外的发展现状。
1 水声通信的历史水声通信的历史可以追溯到1914 年，在这一年水声电报系统研制成功可以看作是水下无线通信的雏形。
世界上第一个具有实际意义的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，该系统使用单边带调制技术，载波频率8.33 kHz，主要用于潜艇之间的通信。
早期的水声通信多使用模拟频率调制技术。
如在50 年代末研制的调频水声通信系统，使用20kHz 的载波和500Hz 的带宽，实现了水底到水面船只的通信。
模拟调制系统不能减轻由于水声信道的衰落所引起的畸变，限制了系统性能的提高。
70 年代以来随着电子技术和信息科学突飞猛进的发展，水声通信技术也因此得到了迅速的发展，新一代的水声通信系统也开始采用数字调制技术。
采用数字技术的重要性在于，首先，它可以利用纠错编码技术来提高数据传输的可靠性;其次，它能够对在时域(多途)和频域(多普勒扩展)上的信道畸变进行各种补偿。
随着处理器技术的提高，各种采用快速解调的算法也随之发展起来。
数字调制技术的主流为幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控调制(PSK)。
随着用于空间无线电衰落信道技术的发展，水声通信的下一代系统对数字编码的数据采用了频移键控(FSK)调制方式。
作为一种能量检测(非相干)而不是相位检测(相干)算法，FSK 系统被认为对于信道的时间和频率扩展具有固有的稳健特性。
采用数字技术有两个方面的好处:首先，它允许采用纠错编码技术来提高传输的可靠性；第二，它允许对信道混响做一定的补偿，包括时间和频率上的补偿。
在这之后的一段时间里，这些系统得到了很好的改善。
随着处理器技术的提高，各种FSK 算法被开发出来以提高调制速率。
但是，这些非相干的FSK 调制解调器与那些早期的系统没有根本的区别。
然而，它们使得硬件设计迈出了一个很大的步伐。
宽带系统要求的技术，如信号的产生、调制速度和频率灵敏度等，最初对系统实现设置了很大的障碍，但是现在已被处理器等技术的飞速发展大大地克服了。
而功率有效性问题仍然是远程传输所关心的问题。
尽管FSK 调制有很好的可靠性，但是非相干系统的基本特点使得人们不得不考虑其它的调制方式。
非相干系统频带利用效率不高，加上水声信道的带宽有限，使得它们不适应于高速率应用，如非近距离的图像传输或多用户网络等。
更大的数据速率距离乘积要求采用相干调制。
通信信道可以根据其性能限制特性粗略地分为功率受限和带宽受限两种信道。
由于不同的调制策略适用于不同的信道，这种划分是重要的。
虽然有一些水声通信信道是功率受限的(如远距离低速率SOFAR 信道)，但是大多数水声信道是带宽受限的。
因此，带宽效率高的相干信号在现在的研究中起着中心的作用。
在过去十年中突然出现基于相位相干的系统是相当令人吃惊的，这是因为在20 世纪80 年代早期，人们普遍认为海洋信道的时变和多径特性不允许采用相位相干调制方式。
带宽有效性(数据速率/ 信号带宽)潜在的提高刺激了研究者来挑战这种观点，尤其是随着高速数字信号处理能力的迅速发展。
2 水声通信的现状从上个世纪90 年代至今，水声通信领域的研究重点转向对高速相干通信技术的研究，各种基于PSK 调制的通信系统相继出现，下面是近年来PSK 水声通信系统的一些研究成果。
90 年代早期，出现了大量用于水平海洋信道的相位相干系统的应用报告。
采用正交相移键控(QPSK)调制，在90km的距离上得到了l000bps 的数据传输速率。
这种开创性工作的成功得益于采用了一种强有力的接收机算法，它将一个判决反馈均衡器与一个二阶锁相环结合起来。
研究者正在试图在更具挑战性的信道(如沿海地区和海浪区)中实现通信。
90 年代中后期以来，又展开了对水声通信新技术的研究，主要包括水下多载波调制技术、码分多址(CDMA)扩谱技术、空间分集技术、水下通信网络等，取得了一些令人鼓舞的初步成果。
据报道，相位相干系统可以在没有多径传播或几乎没有多径传播的宽带、短距离环境下提供20kbps 的数据传输率，而在长距离、复杂的环境下提供不到1kbps 的数据传输率。
3 水声通信的发展目前，人们对水声通信的研究仍然集中在相位相干系统的研究之上。
自适应均衡、阵处理、纠错编码等是人们研究的热点。
不过，随着扩频技术在空间通信中的应用越来越广泛，人们已经开始重视其在水声通信中的应用。
水声通信的发展远远滞后，这是由水声信道的特殊性决定的。
迄今为止，声波仍是水下唯一可以进行远程信息传输的媒体。
水介质与空气介质的特性具有明显的不同，水声信道与空气中的无线电信道具有许多明显的差异。
水下声信道是时间散布快速衰落信道，具有多普勒不稳定性。
水声通信的衰耗因素较多，特别是在海水中传播，声传播损失不仅与频率有关，而且还受海水的含盐度、温度、密度、深度、距离等的影响，造成中远程水声信道带宽极其有限。
海水中不均匀分布的声速剖面造成声线的弯曲，而声波的界面反射和随机散射又引起声波接收信号的多途效应。
在实现高速通信时，有限的信道带宽和信号的多途传输会引起非常严重的码间干扰，造成接收数据的严重误码。
同一声源发出的声波，在不同的海区或不同的季节，传播情况可能都不同。
所以从信道中的各种限制因素到时变、空变性，水声信道都远比无线电信道复杂。
从水声通信研究的横向比较来看，世界水声通信的研究主要集中在美、英、日、法等发达国家的大学和科研机构，一些国外公司也开发了许多应用产品，而我国对这方面的研究起步相对较晚。
自上世纪80 年代中期以来，尤其是进入90年代后，国内一些科研单位都对水声通信进行了大量的研究工作，在水下图像传输、语音通信、自适应均衡技术纠错编码、扩频通信、水雷远程遥控、通信网络等许多方面各自取得了一定的成果。
从总体上讲，我国在水声通信领域的研究水平还远落后于国际先进水平。
纵观世界水声通信几十年的发展历程，水声通信的发展总是由无线电通信的发展带动的，困扰水声通信的许多重要难题由于水声信道不同于无线电信道的特殊性复杂性，至今仍然没有很好的解决。
特别是浅海水平信道中高数据率的信息传输，还必须投入更大的努力，寻找新的技术突破点。
4 水声通信的组成水声通信系统和其他数字通信系统一样,如图1所示,由7个部分构成。
图1 水声通信系统信息源编码完成对信息的数字化与编码。
例如水下语音通信系统中,信息源编码可以采用DPCM、子带编码、线性预测编码LPC等其它方式。
信道编码是为了免除信道中存在的噪声和干扰对信号传输正确性的影响。
目前较多使用的是具有长约束长度的卷积码,并采用交织技术。
信道的特性直接影响通信系统的设计。
水声数字通信系统的仿真重点也在于水声信道的仿真。
调制是为了更有效利用传输媒质,利用基带信号对载波某些参量进行控制。
解调是在接收端将已调信号恢复为原始基带信号的过程。
5 水声通信系统的实现水声通信的原理是利用声波或超声波作为信息载体，以水体作为传输媒质来实现信息传输。
5.1水声通信系统模型水声通信系统的模型框图如图2所示:发送音频信号经调制到超声波载波上后进行功放，经过匹配电路送到换能器发出;接收过程则相反，换能器收到超声信号后将其转换成电信号，经匹配、放大、解调，还原成对方所发送的音频信号。
移动收/发信机与移动收/发信机之间，移动收/发信机与宿主收/发信机之间，宿主收/发信机与宿主收/发信机之间均可相互进行通信。
图2 水声通信系统移动收/发信机虽然从框图上看，移动收/发信机与母舰收/发信机相同，但是实际换能器和电路是不同的。
主要区别是:移动收/发信机要求功耗低，重量轻，体积小。
而母舰收/发信机是可以不受功耗、重量和体积的限制。
5.2 水声通信系统工作频率工作频率的确定首先要兼顾以下因素:(1)随声波频率升高，因海水吸收引起的传播衰减增大;(2)在几十kHz的频段上，随声波频率升，海洋环境噪声下降;(3)若使用圆柱形换能器，随声波频率升高，圆柱形换能器的指向性增强。
考虑到各种因素，水声通信的载频一般在20kHz-40kH之间，载频越高、虽然声波的衰减略大一点，但对换能器带宽要求可以降低一些，设计起来更有利。
6 关键技术(1)信号处理及调制解调技术为了有效地减少多径传播及海洋环境噪声带来的影响，必需采用先进的信号处理技术，对电信号进行处理；由于发送换能器发送的超声波的能量、调制方式等都是由加在换能器上的电信号来决定的，由于超声波经过水体传输产生的多径干扰失真及海洋环境噪声，接收换能器在将声能变换成电信号后，要恢复成原始的电信号，要对信号进行相应的处理等，所以如何设计最佳性能的功率放大器、调制器、解调器、滤波器、静噪电路和自动声音增益控制是至关重要的。
(2)换能器设计换能器形状、工作频率、带宽及品质因素等的设计。
(3)水中设备的制造工艺。
水声通信系统移动收/发信机设备工作于较深的水下，应有良好的水密性，保证设备正常工作。
7 水声通信系统应用实例2H offshore是一家专业于结构设计分析的全球性公司，该公司在一款数据记录器—Pulse INTEGRI pod‐A中对水声通信系统进行了很好的应用。
图3即为Pulse INTEGRI pod‐A，总重量只有18kg。
Pulse INTEGRI pod‐A是一种声学链接的数据记录器，它有一个外部连接器，可以与任何传感器连接，以便记录传感器的数据并可将数据长期保存在板载中的内存里。
该系统是半实时数据记录系统，这些数据可以通过声波定期传送到地面上的主机。
通过顶部的声学接收器和数据采集系统的控制，数据记录器可以允许采取方案选择的模式，也可进行系统诊断及数据检索。
数据记录器内部预先设定了3种用户定义的采集模式方案（罕见，经常和紧急），可适应不同的应用。
图4是该水声通信系统的性能指标。
传输类型 70°或全向或其他传输距离（m） 3000数据率（bps） 4800频率（kHz） 12.75-21.25传输功耗（W） 睡眠：0.008 传输：8。