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水下可见光通信在水下作战体系中的应用设想

吕斌斌 林酩涞 万鑫

吕斌斌, 林酩涞, 万鑫. 水下可见光通信在水下作战体系中的应用设想[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(6): 787-793 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0021
引用本文: 吕斌斌, 林酩涞, 万鑫. 水下可见光通信在水下作战体系中的应用设想[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(6): 787-793 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0021
LÜ Bin-bin, LIN Ming-lai, WAN Xin. Application of Underwater Visible Light Communication in Underwater Warfare System[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(6): 787-793. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0021
Citation: LÜ Bin-bin, LIN Ming-lai, WAN Xin. Application of Underwater Visible Light Communication in Underwater Warfare System[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(6): 787-793. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0021

水下可见光通信在水下作战体系中的应用设想

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0021
详细信息
    作者简介:

    吕斌斌(1984-), 男, 硕士, 主要研究方向为水下安防技术

  • 中图分类号: TB567; TN929.1

Application of Underwater Visible Light Communication in Underwater Warfare System

  • 摘要: 水下可见光通信可以实现水下双向高速通信, 在水下作战信息体系中, 用于保障无人水下航行器(UUV)侦察信息回传、UUV集群协同、蛙人特战协同及空海跨域作战等信息传输需求, 支撑实现水下战场信息高速、隐蔽传输。文中介绍了水下可见光通信技术的发展现状, 讨论了水下可见光通信系统实现的关键技术: 水下背景光噪声影响分析及抑制技术、海水湍流影响分析及抑制技术、编码增益技术和水下光学天线跟踪瞄准技术等, 分析了水下可见光通信技术在水下作战体系中的应用设想, 探讨了未来需要突破的光学信道测量、自适应光学通信、接收端光学阵列、大尺寸发光二极管通信光学系统以及建链保持等技术发展方向。可为今后水下可见光通信技术和装备发展提供参考。

     

  • 图  1  基于蓝光的水下可见光通信系统(信息工程大学)

    Figure  1.  Underwater visible light communication system based on blue light (by Information Engineering University)

    图  2  水下半球形光学镜头

    Figure  2.  Underwater hemispherical optical lens

    图  3  固定节点类水下装备

    Figure  3.  Underwater fixed node class equipment

    图  4  便携移动类水下装备

    Figure  4.  Underwater portable mobile class equipment

    图  5  新型立体通信网络示意图

    Figure  5.  Diagram of new three-dimensional communication network

    图  6  多鱼雷协同作战场景

    Figure  6.  Multi-torpedo cooperative operation scenario

    图  7  水下预警探测和海底观测示意图

    Figure  7.  Diagram of underwater early warning detection and seabed observation

    图  8  对潜跨介质通信示意图

    Figure  8.  Diagram of communication to submarine cross medium

  • [1] 马晓晓. 水下通信技术综述[J]. 电子世界, 2020(14): 104. doi: 10.19353/j.cnki.dzsj.2020.14.054

    Ma Xiao-xiao. Survey of Underwater Communication Technology[J]. Electronic World, 2020(14): 104. doi: 10.19353/j.cnki.dzsj.2020.14.054
    [2] 李艳芳. 水下高速无线光双向通信系统的研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2018.
    [3] 赵晓燕. 水下可见光通信关键技术研究[J]. 电子技术与软件工程, 2021(4): 15-16.

    Zhao Xiao-yan. Research on Key Technologies of Underwater Visible Light Communication[J]. Electronic Technology and Software Engineering, 2021(4): 15-16.
    [4] 钱东, 赵江, 杨芸. 军用UUV发展方向与趋势(上)——美军用无人系统发展规划分析解读[J]. 水下无人系统学报, 2017, 25(2): 1-30.

    Qian Dong, Zhao Jiang, Yang Yun. Development Direction and Trend of Military UUV (Part 1)-Analysis and Interpretation of the Development Program of Unmanned Military Systems in the United States[J]. Journal of Underwater Unmanned Systems, 2017, 25(2): 1-30.
    [5] 刘雨享, 张亚中, 李玉箫. 基于GPS的水下可见光通信系统精确对准方案设计[J]. 通信技术, 2019, 52(7): 1657-1661. doi: 10.3969/j.issn.1002-0802.2019.07.019

    Liu Yu-xiang, Zhang Ya-zhong, Li Yu-xiao. Precise Alignment Scheme Design of Underwater Visible Light Communication System Based on GPS[J]. Communications Technology, 2019, 52(7): 1657-1661. doi: 10.3969/j.issn.1002-0802.2019.07.019
    [6] 胡昉辰, 迟楠. 水下可见光通信的原理、关键技术与应用[J]. 中国照明电器, 2018(1): 6-13. doi: 10.3969/j.issn.1002-6150.2018.01.002

    Hu Fang-chen, Chi Nan. Principle, Key Technology and Application of Underwater Visible Light Communication[J]. China Lighting Electric Equipment, 2018(1): 6-13. doi: 10.3969/j.issn.1002-6150.2018.01.002
    [7] 张涤. 基于蒙特卡洛方法的水下可见光通信信道特性分析[D]. 南京: 南京邮电大学, 2016.
    [8] 徐正元. 中国发展可见光通信技术与产业的思考[J]. 中兴通讯技术, 2015, 21(1): 52-54. doi: 10.3969/j.issn.1009-6868.2015.01.14

    Xu Zheng-yuan. Thinking on the Development of Visible Light Communication Technology and Industry in China[J]. ZTE Communications Technology, 2015, 21(1): 52-54. doi: 10.3969/j.issn.1009-6868.2015.01.14
    [9] 夏庆生. 水下可见光通信技术发展与应用[J]. 水雷战与舰船防护, 2016, 24(2): 37-42.

    Xia Qing-sheng. Development and Application of Underwater Visible Light Communication Technology[J]. Mine Warfare and Ship Protection, 2016, 24(2): 37-42.
    [10] Navyrecognition. Euronaval 2018: Turkish Company STM Signed a MoU with HENSOLDT to Develop Optical Communication System [EB/OL]. (2018-10-26) [2022-07-26]. https://www.navyrecognition.com/index.php/news/naval-exhibitions/2018/euronaval-2018/6605-euronaval-2018-stm-presents-new-technology-of-underwater-optical-voice-communication-system.html.
    [11] 胡锋, 仵国锋, 吴刚, 等. 基于蓝光LED的水下双向通信测试系统设计[J]. 电子设计工程, 2016, 24(8): 123-126. doi: 10.3969/j.issn.1674-6236.2016.08.035

    Hu Feng, Wu Guo-feng, Wu Gang, et al. Design of Two-way Underwater Communication Testing System Based on Blue Light LED[J]. Electronic Design Engineering, 2016, 24(8): 123-126. doi: 10.3969/j.issn.1674-6236.2016.08.035
    [12] Liu X Y, Yi S, Zhou X, et al. 34.5 m Underwater Optical Wireless Communication with 2.70 Gbps Data Rate Based on a Green Laser Diode with NRZ-OOK Modulation[J]. Optics Express, 2017, 25(22): 27937-27947. doi: 10.1364/OE.25.027937
    [13] 胡秀寒, 周田华, 贺岩, 等. 基于数字信号处理机的水下光通信收发系统设计及分析[J]. 中国激光, 2013, 40(3): 128-134.

    Hu Xiu-han, Zhou Tian-hua, He Yan, et al. Design and Analysis of Underwater Optical Communication Transceiver System based on Digital Signal Processor[J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(3): 128-134.
    [14] Song Y, Tong Z, Cong B, et al. A Combined Radio and Underwater Wireless Optical Communication System Based on Buoys[J]. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2016, 679(1): 012030.
    [15] Xu J, Kong M, Lin A, et al. OFDM-based Broadband Underwater Wireless Optical Communication System Using a Compact Blue LED[J]. Optics Communications, 2016, 369: 100-105. doi: 10.1016/j.optcom.2016.02.044
    [16] 尹霄丽, 孙志雯, 霍晓舟, 等. 基于空间分集的海洋无线光通信轨道角动量复用系统的性能[J]. 光子学报, 2018, 47(11): 15-22.

    Yin Xiao-li, Sun Zhi-wen, Huo Xiao-zhou, et al. Performance of Orbital Angular Momentum Multiplexing System for Marine Radiooptical Communication Based on Spatial Diversity[J]. Acta Photonica Sinica, 2018, 47(11): 15-22.
    [17] 李守峰. 基于蓝光LED的水下传感网通信系统设计与实现[D]. 南京: 南京邮电大学, 2015.
    [18] 刘鹏展, 王林宁, 胡芳仁, 等. 水下光通信技术的研究与展望[J]. 数字海洋与水下攻防, 2022, 5(4): 329-334. doi: 10.19838/j.issn.2096-5753.2022.04.008

    Liu Peng-zhan, Wang Lin-ning, Hu Fang-ren, et al. Research and Prospect of Underwater Optical communication Technology[J]. Digital Ocean & Underwater Warfare, 2022, 5(4): 329-334. doi: 10.19838/j.issn.2096-5753.2022.04.008
    [19] 岳玲, 樊书宏, 冯西安. 鱼雷协同制导对水声通信能力的需求分析[J]. 鱼雷技术, 2018, 26(5): 427-432.

    Yue Ling, Fan Shu-hong, Feng Xi-an. Requirement Analysis of Underwater Acoustic Communication Capability for Torpedo Cooperative Guidance[J]. Torpedo Technology, 2018, 26(5): 427-432.
    [20] 褚馨怡, 袁仁智, 彭木根. 水下无线光通信关键技术与未来展望[J]. 移动通信, 2022, 46(6): 86-90. doi: 10.3969/j.issn.1006-1010.2022.06.014

    Chu Xin-yi, Yuan Ren-zhi, Peng Mu-gen. Key Technologies and Future Prospects of Underwater Wireless Optical Communication[J]. Mobile Communications, 2022, 46(6): 86-90. doi: 10.3969/j.issn.1006-1010.2022.06.014
    [21] 方尔正, 李宗儒, 桂晨阳. 穿海牵天 提升对潜通信保障能力-跨介质通信技术现状及展望[J]. 国防科技工业, 2022(2): 59-62.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-26
  • 修回日期:  2022-10-17
  • 录用日期:  2022-11-29

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