水聲通信機是一項在水下收發(fā)信息的技術(shù)，采用擴頻通信技術(shù)，如CDMA等。工作原理是將文字、語(yǔ)音、圖像等信息，通過(guò)電發(fā)送機轉換成電信號，并由編碼器將信息數字化處理后，換能器又將電信號轉換為聲信號。

 

　　頻率越低的聲信號在水下有效傳播距離越遠，但在低頻率下，可用于通信的帶寬非常有限，這就導致水聲通信難以同時(shí)滿(mǎn)足高速率和遠距離這兩大需求。不但如此，水聲通信還同時(shí)面臨鏈路質(zhì)量差、傳播延遲高和惡劣多普勒效應等棘手問(wèn)題。與陸地5G移動(dòng)通信在高速鐵路上的應用場(chǎng)景類(lèi)似，水下潛器應用場(chǎng)景中，通信收發(fā)端的相對位置移動(dòng)會(huì )帶來(lái)多普勒頻移，嚴重影響通信設備的正確解碼。由于聲速遠小于電磁波速，且聲波頻率遠低于電磁波頻率，因此盡管水下潛器的運動(dòng)速度遠低于高鐵的運動(dòng)速度，但其對水聲通信信號造成的多普勒頻移卻是巨大的。

 

　　水聲通信機采用自主設計的抗多普勒頻移水聲通信算法，允許收發(fā)相對運動(dòng)速度為18.8節，使得本設備具備搭載在水下高速潛器上工作的能力。在船速4～6節的條件下，實(shí)現了通信距離6.2km、通信速率42.8kbps的分布式MIMO水聲通信數據傳輸，達到了265.36kbps×km的通信速率距離乘積。

 

　　本設備自身的正交多載波調制特點(diǎn)，決定了其對同步誤差十分敏感。能否實(shí)現準確的符號定時(shí)同步和載波頻率同步，將直接影響到OFDM通信系統的性能。由于線(xiàn)性調頻（Linear Frequency Modula-TIon，LFM）信號具有良好的時(shí)頻聚集性，使得LFM信號適合作為水聲通信機的定時(shí)同步信號。在接收端，利用LFM信號的自相關(guān)特性檢測其相關(guān)峰的位置，可以實(shí)現OFDM水聲通信系統的定時(shí)同步。