基于OFDM水聲通信技術(shù)建立近海對潛通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代軍事技術(shù)的發(fā)展帶來了海洋軍事技術(shù)的發(fā)展,同樣的,海洋軍事技術(shù)的發(fā)展也帶動了水下通信技術(shù)的快速發(fā)展。世界各軍事大國為了加強其在海洋軍事領(lǐng)域的控制權(quán),力圖在未來的海上軍事斗爭和資源爭奪中獲得主動權(quán),都紛紛發(fā)展?jié)撏Ъ夹g(shù),潛艇技術(shù)的發(fā)展也必然導(dǎo)致對潛通信技術(shù)的發(fā)展。對潛通信系統(tǒng)是近年來各軍事強國各國爭相發(fā)展和研究的一種先進通信方式。因此,研究一種先進的對潛通信系統(tǒng)對提高我國海上軍事能力具有重要意義,也是國防現(xiàn)代化的需求。
　　 世界

2、主要軍事強國,如美國、英國、法國等主要西方國家,還有俄羅斯等前蘇聯(lián)國家,對潛通信技術(shù)在軍事上已得到了廣泛的應(yīng)用。我國目前的對潛通信技術(shù)主要還是采用浮標通信等老的方式,在安全性和可靠性方面都比較差,我國目前還沒有建立起比較好的對潛通信方式,如甚低頻和極低頻遠程通信等。為了彌補這一空白,充分利用現(xiàn)代水聲研究的先進技術(shù),發(fā)展一套先進的對潛通信系統(tǒng)是一個必然的發(fā)展趨勢。針對這一現(xiàn)狀,本文以水聲信道為系統(tǒng)信號傳輸?shù)妮d體媒介,利用聲波來傳輸信號,設(shè)

3、計了一種針對我國近海防御系統(tǒng)總體規(guī)劃的潛通信系統(tǒng)。
　　 本文研究設(shè)計的近海對潛通信系統(tǒng)可以通過水下發(fā)射/接收系統(tǒng)、水下路由轉(zhuǎn)發(fā)器來實現(xiàn)指揮控制中心與潛艇和水面艦艇之間的通信。為保障戰(zhàn)術(shù)需求,通過對信號的加密保證了信號的安全接收而不會被敵方破解。在戰(zhàn)爭狀態(tài)下,由于整個對潛通信系統(tǒng)的整體性,就算其中一兩個發(fā)射/接收基站被敵方摧毀,也能通過水下密集的發(fā)射/接收基站和路由轉(zhuǎn)發(fā)器來保障對潛通信的需要,達到確?？煽客ㄐ诺哪康?。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中

4、,二次攻擊能力是保證戰(zhàn)爭平衡的有效工具,在二次攻擊能力的實施上,潛艇扮演著核心的角色。在我國目前的潛艇技術(shù)水平還不夠完善的情況下,潛艇無法通過第一島鏈的范圍而積極的發(fā)展戰(zhàn)略縱深。因此,戰(zhàn)略防御是整個軍事戰(zhàn)爭的主要方向,基于此,可靠的近海對潛通信是保障潛艇實時通信的最主要手段,有了可靠的近海對潛通信系統(tǒng),在二次攻擊的實施上就可靠的多,真正達到了威懾的目的。
　　 “基于OFDM水聲通信技術(shù)建立近海對潛通信系統(tǒng)的研究”主體包括四大部

5、分:陸地指揮控制中心、近岸發(fā)射/接收基站、節(jié)點路由轉(zhuǎn)發(fā)器、潛艇。本文主要進行了水下聲通信系統(tǒng)的研究。主要任務(wù)是研究利用聲波的傳播來實現(xiàn)地面陸地指揮控制中心與潛艇之間的可靠通信。為了保障潛艇與指揮控制中心的可靠通信,潛艇與水下發(fā)射/接收基站或節(jié)點路由器之間的距離不能超過200Km。
　　 本文從系統(tǒng)研究的必要性、國內(nèi)外相關(guān)研究動態(tài)的分析利用以及系統(tǒng)研究思路和系統(tǒng)實現(xiàn)方法等方面入手,對整個系統(tǒng)的設(shè)計做了詳細的基礎(chǔ)理論分析和研究,總體

6、遵循了先進性、安全性、可靠性等準則。對對潛通信系統(tǒng)的各部分進行了充分的原理分析,主要從作戰(zhàn)性能和可靠性方面考慮,完成了系統(tǒng)的發(fā)射接收部分的硬件設(shè)計,達到了研究的目的。主要的研究工作包括:水聲技術(shù)理論的研究；水聲信道模型的分析了計算；OFDM基本原理的應(yīng)用和分析；對潛通信系統(tǒng)的總體設(shè)計；對潛通信系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計；收發(fā)系統(tǒng)指令編碼設(shè)計；節(jié)點路由轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計等。
　　 取得的主要研究成果有:
　　 1.根據(jù)近海對潛通信系統(tǒng)的設(shè)

7、計要求,分析聲波在水中的傳播特性,目前,聲波在水下的通信距離已經(jīng)達到200Km以上,這為對潛通信系統(tǒng)的設(shè)計提供了可靠性依據(jù)。
　　 2.完成了水聲信道模型的理論計算。通過對水聲信道模型的分析,在物理模型、數(shù)學模型、噪聲模型、混響模型方面的分析計算,為實現(xiàn)近海通信系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了可行性依據(jù)。
　　 3.實現(xiàn)近海對潛通信系統(tǒng)的總體方案設(shè)計。近海對潛通信系統(tǒng)由四部分組成,包括陸地指揮中心、近岸發(fā)射/接收基站、路由節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)站、潛

8、艇。其中近岸發(fā)射/接收系統(tǒng)是本文研究的核心。
　　 本系統(tǒng)設(shè)計方案的創(chuàng)新性和先進性主要表現(xiàn)為:
　　 1.系統(tǒng)設(shè)計方案基于聲波的傳播,傳播距離達到200Km,通過引入節(jié)點路由轉(zhuǎn)發(fā)器大大增強了針對潛艇通信的距離,擴展了作戰(zhàn)半徑。也填補了我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)空白。
　　 2.通過引入OFDM正交頻分技術(shù),大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性能,達到了實時穩(wěn)定通信的目的。同時,通過信道均衡技術(shù)解決了碼間干擾的問題。