环境自适应高速水声通信技术及网络

本成果属海洋信息技术领域中的声学技术研究方向。高速水声通信与组网技术可实现水下不同空间位置多个观测设备之间的信息交互，是构建天临空海一体化信息网络不可缺失的一环。成果依托国家863计划重点项目、国家自然科学基金项目，围绕军民领域对于水下信息高效传输的实际需求和痛点问题，开展了环境自适应高速水声通信技术及网络研究。成果可广泛应用于海洋工程装备制造、海洋专用仪器制造等国民经济行业，解决水下信息无线、实时传输的难题。本成果授权发明专利26项、公开31项；发表学术论文99篇；形成1项技术规范；23项软著。

主要创新点包括：

（1）提出了基于时序多重稀疏贝叶斯学习的OFDM时域多符号联合信道估计方法，解决了OFDM水声通信的高精度信道估计难题，实现了通信距离与速率乘积94.5km*kbps的水声通信能力。

（2）提出了基于OFDM同步信号和循环前缀的多普勒高精度联合跟踪估计方法，解决了复杂海洋环境及运动平台水声OFDM非一致多普勒估计与补偿难题。

（3）提出了基于水声统计信道状态信息的自适应水声通信网络协议和自适应切换方法，并研制了参数可重配置的多体制高速水声通信网络节点，解决了水声通信网络中固定协议导致传输不稳定的问题，实现了南海45天的水下通信网络系统连续稳定运行。

成果已应用于水下语音通信装备、海洋环境实时观测、UUV水下移动通信等领域，推动了我国水下高速通信组网技术发展，具有较高的社会和经济效益。获得了2020年度中国造船工程学会科学技术奖一等奖。

项目成熟情况

成果已应用于中船重工第719研究所、中科院海洋所、中电科研究院等科研院所，实现了水下无线传感器网络、水下UUV编队协同、水下对讲机、深海环境参数实时回收等应用，并形成了XX型装备。

未来将为各类水下环境观测网络、深海资源勘探网络、海上石油钻井平台提供稳健高效的水下信息实时传输保障，服务于“智慧海洋”、“海洋牧场”等建设；大规模装载于水下载人潜器、水下无人潜航器等各类水下移动平台，实现水下平台作业时的“信息透明”；大规模应用于水下蛙人作业、潜水娱乐活动中，实现水上、水下间的即时、高保真语音通话及视频通话。合作方式可包括技术入股、合作开发、技术服务等形式。

成果技术成熟已达8级，已经开始进行小批量生产，成品经用户充分使用，证明可行。

应用范围

成果适用于海洋工程装备制造、海洋专用仪器制造等国民经济行业，可实现水下信息无线、实时、高效传输。