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作者与发表信息
本文由吴华、吴学智、闫肃撰写，三位作者均来自海军工程大学电子工程学院。文章发表于2018年7月的《通信技术》第51卷第7期。

论文主题
本文主要围绕水声通信技术与网络的研究进展展开，分析了水下无线通信方式、水声信道匹配与估计、相干与非相干通信以及水声网络等四个方面的内容，并对未来研究方向进行了展望。

主要观点与论据

1. 水下无线通信方式
   文章首先介绍了水下无线通信的三种主要方式：蓝绿激光通信、中微子通信和水声通信。蓝绿激光通信在海水中的衰减较小，可穿透至水下300米，但其应用难度大、成本高，研究较少。中微子通信利用中微子作为信息载体，信道参数稳定，但因技术复杂性和高成本，目前仅停留在试验阶段。水声通信则是唯一能携带信息在水下进行中远距离传输的有效载体，带宽在50 kHz内的声波在水中的衰减系数为10-4 ～ 10-2 dB/m²。文章还通过表1比较了无线电、蓝绿激光与水声通信的通信速率、安全性、衰减、深度、天线/基阵体积和造价等方面的差异，进一步凸显了水声通信的优势。

2. 国内外研究现状
   在冷战时期，苏联核潜艇的活动刺激了美国海军信号处理技术的发展。美国在水声通信设备制造、水声通信网络研发应用等方面成果显著，如“海网”（Seaweb）项目、“近海水下持续监视网”（PLUSNet）计划和“深海汽笛战术寻呼”（DSTP）系统等。我国在国家“863”计划、国家自然科学基金委员会等支持下，中国科学院声学研究所、哈尔滨工程大学、厦门大学等机构长期致力于水声通信领域的研究，取得了一定成果，但整体技术仍落后于西方国家。

3. 浅海声信道特性研究
   水声通信与无线电通信的信道差异较大，水声信道具有多径效应严重、时变频变的特点。厦门大学水声通信重点实验室提出了一种大时延扩展水声多径信道估计的低复杂度算法（FESCCO），在弱检测信号条件下精确估计了多径时延。哈尔滨工程大学乔钢等提出了浅海环境中一种优化的MIMO条件下OFDM水声信道估计算法，通过仿真和水池实验验证了该算法的有效性。此外，时间反转镜（TRM）技术在水声信号处理中的应用也得到了关注。

4. 水声数据通信技术
   水声通信中的调制解调技术可分为相干通信和非相干通信。非相干通信信道利用率较低，常见调制方式为FSK，算法简单且鲁棒性好。厦门大学基于扩频技术研制的水声语音通信样机在7.5 ～ 12 km的通信距离内表现良好。相干通信的信道利用率较高，重点为单载波调制和OFDM通信。厦门大学针对浅海信道多变的特点，组建了整套浅海条件下的OFDM图像传输系统，在厦门港海试中取得了较好的实验结果。

5. 水声通信网络技术
   水声通信网（UACN）的起步较晚，但与陆上无线电网络相比，具有网络规模大、拓扑动态变化、自组织性强等特点。数据链路层需解决媒体访问方式和纠错控制问题，常用的随机接入协议包括ALOHA、CSMA和CSMA/CA等。厦门大学在水声通信网络MAC技术、优化MACAW协议以及多节点连网试验方面开展了深入研究。国内在水声通信组网方面的研究主要基于AQUASIM、OPNET等网络仿真软件，实际应用试验较少，但“863”课题支持下的研究取得了一定进展。

6. 未来研究方向
   文章指出，高速水声通信系统是我国未来民用水声通信的主要发展趋势，而AUV（自主水下航行器）作为水声通信网络中的重要节点，将成为下一步研究的热点。在军事应用方面，水面舰艇及岸基对深海中潜艇的中远距水声通信仍面临诸多挑战。随着海洋资源的不断开发，水声通信技术与网络的研究具有重要的战略意义。

论文的意义与价值
本文系统梳理了水声通信技术与网络的研究进展，总结了国内外在该领域的研究现状与成果，并对未来研究方向进行了展望。文章不仅为相关领域的研究者提供了全面的参考，也为我国水声通信技术与网络的发展提供了重要的理论支持。特别是在海洋资源开发与军事应用方面，水声通信技术的研究具有重要的战略价值。