聲學所通過船載方式完成母船與潛水器的多業務通信

　　當載人潛水器潛入深海中，聲波成為穿透海水與水面聯系的唯一可用媒介。然而，海底聲信號到達水面后，受母船自身噪聲污染變得不再清晰。常規做法是使水面接收換能器遠離噪聲源，但這會給母船操控帶來不便。

　　中國科學院聲學研究所海洋聲學技術中心朱敏團隊采用先進的信號處理技術，克服了船載對信號質量造成的影響，并通過船載方式完成母船與潛水器的多業務通信。相關成果近期已發表于學術期刊 Chinese Ocean Engineering。

　　早在7000m載人潛水器“蛟龍”號研制中，朱敏團隊通過吊放陣的方式，首次實現大深度圖像、語音、數據、文字的多業務傳輸；而在國外，卡梅隆乘坐的“深海挑戰者”號潛水器下潛到11000m時，因水面端水聲通信機受母船噪聲影響，故使用橡皮艇接收潛水器的聲信號。“深海挑戰者”號潛水器水聲通信機通過模擬調制和擴頻技術，實現語音對話和低速率的文字傳輸。

　　在4500m載人潛水器“深海勇士”號的水聲通信系統上，朱敏團隊使用了換能器直接裝船的方案。通過測量發現，與之前的非船載數據相比，船載方式帶內噪聲功率（即處于通信信號頻帶內的噪聲功率）提升了100倍。為了實現低信噪比下高速率通信，使用一系列先進性的編碼調制和接收算法，其中最具代表性的是基于Turbo碼稀疏化自適應Turbo均衡算法，完成了先進糾錯碼與稀疏均衡器的聯合處理。

　　在2017年28次下潛試驗獲得的4860次相干通信記錄中，沒有限制船的操控下，相干通信的誤幀率為6.13%，通過幀之間聯合糾錯技術實現彩色圖像的無錯誤傳輸，每幅圖像傳輸時間小于45s。在這一技術基礎上，朱敏團隊將進一步研究陣列信號處理及高頻譜利用率的通信技術，用于萬米載人潛水器高速率多業務通信。

　　論文信息：WU Yanbo, ZHU Min, LIANG Tao, WANG Wei, YANG Bo, ZHANG Linyuan, LI Xinguo, LIU Yeyao. Shipborne underwater acoustic communication system and sea trials with submersible Shenhai Yongshi. China Ocean Engineering, 32(6): 746–754, DOI:10.1007/s13344-018-0076-z.