本发明专利技术公开一种岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，采用光声双载波互联通信方法，对信息激光发射阵列通道、激光致声通信模块和水声拖曳阵列接收通道做紧耦合功能集成，通过同源信息光声双载波级联传输、光声双物理场互校验等手段增强水下机动平台与岸基固定平台间通信的可靠性和机动性。本发明专利技术紧密结合声呐通信水体介质传输距离远、随遇接入、灵活可控的内生属性和激光致声终端体积小、重量轻、系统无需入水发声、易于部放和机动灵活等优势；通过激光致声和光纤水听的信息传输方式拓展了水声通信的适用范围，通过光声双物理场信息互校验提升了通信系统效能，为增强水下机动平台与岸基固定平台间双向通信效能提供全新的解决方案。能提供全新的解决方案。能提供全新的解决方案。
【技术实现步骤摘要】
岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法
[0001]本专利技术属于水声通信、激光致声通信、岸对潜通信和拖曳声呐阵列等学科领域，具体是指岸基固定平台与水下机动平台间通过激光致声载波实现双向信息传输以提升系统效能的无线通信方法，尤其涉及一种岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法、系统及存储介质。
技术介绍
[0002]岸基对水下机动平台双向无线通信是水下通信的重要组成部分。水下机动平台一般都有建设岸基保障中心的需求，即在岸上建立一个保障中心(岸基固定平台)，与在远洋运行的水下平台进行通信，为其提供相关保障。岸基固定平台可为水下机动平台提供重要数据同步，历史数据备份，数据计算、分析，指令快速传达，故障分析，远程指挥等功能，由此在水下机动平台与岸基固定平台之间产生了大量的数据通信需求。然而，现有的岸基对水下机动平台通信一般是指利用甚低频(VLF)、超低频(SLF)通信手段，采取岸发平台水下接收的单向通信，以保证其安全、可靠和不暴露。截至目前为止，还没有很好的平台水下发射岸基接收的有效无线通信手段。
[0003]声波通信是水下远程无线信息传输的唯一有效和成熟的手段。声波是水中信息的主要载体，广泛应用于水下通信、传感、探测、导航、定位等领域。声波属于机械波，在水下传输的信号衰减小，传输距离远，使用范围可从几百米延伸至几十公里，适用于温度稳定的深水通信。迄今为止，水声通信仍然是水下各种机动平台协同联络的唯一有效和成熟的重要手段。然而，海洋中的波浪、鱼类、舰船等产生噪声，使海洋中的声场极为混乱，声波在海水中传递时产生“多途径干扰信号”这一难题，导致接收到的信号模糊不清。为了有效解决多径传播带来的影响，通常采用以下两类策略：针对信号进行特别的设计和处理来抑制多径干扰，另一类是采用指向性好的发射器和接收器阵列即拖曳式声呐。为保证水下超长距离声呐通信的可靠性，一般都采用阵型庞大的拖曳式托体声呐(或舰壳声呐)发射通信信号，拖曳式线列阵声呐接收对方通信声呐发来的信号，两者协同来提高系统的可靠性。然而，当需要在岸基和水下机平台间建立稳定的水下声学传输信道，除要求安装收、发两套拖曳式声呐阵列外，对拖曳声呐阵列的阵型、布放深度和朝向性能也提出了严格要求，这一特性限制了水声通信的应用范围。
[0004]另一方面，随着大功率激光技术的不断发展，光源辐射发声引起了人们的广泛关注。激光声源比起现在常用的水下声源来说，具有遥控性(系统无需湿端)，可任意改变光声源的大小形状并改变所发声的频段，可使声源在传声介质中以任意的速度(亚声速，跨声速或超声速)运动，而不引起传统声源那样的绕流。由激光在水表面激发声脉冲的声源级近似和激光的能量密度成正比关系，并且在垂直于激光传播方向所接收到的声脉冲的峰值最大，声脉冲宽度最小，而沿激光传播方向所接收到的声脉冲的峰值最小，声脉冲宽度最大。
技术实现思路
[0005]基于现有技术的问题，本专利技术要解决的技术问题是如何对信息激光发射阵列通道、激光致声通信模块和水声拖曳阵列接收通道做紧耦合功能集成。
[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种水下机动平台与岸基固定平台间双向无线通信的方法。
[0007]为了达到上述效果，本专利技术提供的岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，由岸基固定平台和水下机动平台执行，所述岸基固定平台和水下机动平台分别包括激光信息发射通道、激光致声通信模块、水听器/阵列接收模块；
[0008]所述激光信号发射模块调制激光致声通信模块；
[0009]所述激光致声通信模块发射激光载波激发水体产生声学信号；
[0010]所述水听器/阵列模块接收声学信号建立水下平台间双向通信链路；
[0011]系统发射端将拟发送的信息转换为电信号，并激励激光光源发发射激光载波，激光致声模块发射信号光束激励水体产生声呐载波信号，水听器/阵列接收通道，通过接收水声信号并转换为电信号，完成水下机动平台与岸基固定平台间的双向信息传输。
[0012]优选的，上述方法通过无线通信系统实现岸基平台对单个水下机动平台的点对点双向通信模式，岸基平台作为通信的发起方，建立与单个水下机动平台间的光声级联通信链路，通信双方根据需要长期保有可靠的激光声级联双向通信链路，通过激光致声通信和水听接收解决传统艇载水声发射终端拖曳声呐体型庞大、拖曳阵收放困难、阵型难以保持的问题，提升岸基平台对水下机动平台间双向通信系统效能。
[0013]优选的，上述方法通过无线通信系统实现岸基平台对多个水下机动平台的点对多点广播通信模式，岸基平台作为通信的发起方，采用广播式信息传输模式发起通信并建立激光声级联通信链路，其他水下机动平台根据需要接收并解调声学信号，并根据实际情况选择是否应答，通过点对多点广播式信息传输机制提升信息传输的有效性、可靠性和隐蔽性，保障水下平台位置信息不被截获。
[0014]优选的，上述方法通过无线通信系统实现水下机动平台多址接入通信模式，面向水下无线通信组网需求，以岸基固定平台为接入点，建立激光声级联通信链路，支持多个水下平台的不同方式的多址接入，实现多个水下机动平台的信息共享。
[0015]优选的，上述方法具体包括：
[0016]S101、岸基固定平台根据需要发起通信请求，建立基于激光致声的水下声通信链路；
[0017]S102、水下机动平台根据需要搜索跟踪相应的水下声学信号；
[0018]S103、通信双方通过解调和译码接收信号，完成信息的接收，并根据具体情况，选择是否应答对方信号，完成双向通信链路的建立和保持；
[0019]S104、对于激光致声的声源信号，针对信道特性，改变激励光源的重频、脉宽获得不同波长，不同频率的声源信号，有效抑制多径干扰；
[0020]S105、对于双向通信模式，当信息传输出现差异时可执行重传请求、协商纠错等步骤，确保双向通信系统的可靠稳定。
[0021]优选的，上述激光致声通信模块的信息传输载体的第一阶段为激光，激光入射到水面并击穿水面形成声呐信号，此时信息传输载体的第二阶段为声呐。
[0022]优选的，上述信息传输载体为声呐，水声通信模块通过发射和接收声呐信号完成光声联合通信链路的连接。
[0023]优选的，上述水听器/阵列接收模块将接收到的水下声学的机械振动通过物理效应的相互联系，以完成动能到为电能的转换，最后完成信息的接收。
[0024]一种实现如上述岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法的系统，包括岸基固定平台和水下机动平台分别包括激光信息发射通道、激光致声通信模块、水听器/阵列接收模块；激光信号发射模块调制激光致声通信模块；激光致声通信模块发射激光载波激发水体产生声学信号；水听器/阵列模块接收声学信号建立水下平台间双向通信链路；
[0025]系统发射端将拟发送的信息转换为电信号，并激励激光光源发发射激光载波，激光致声模块发射信号光束激励水体产生声呐载波信号；水听器/阵列接收通道通过接收水声信号并转换为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，由岸基固定平台和水下机动平台执行，所述岸基固定平台和水下机动平台分别包括激光信息发射通道、激光致声通信模块、水听器/阵列接收模块；所述激光信号发射模块调制激光致声通信模块；所述激光致声通信模块发射激光载波激发水体产生声学信号；所述水听器/阵列模块接收声学信号建立水下平台间双向通信链路；系统发射端将拟发送的信息转换为电信号，并激励激光光源发发射激光载波，激光致声模块发射信号光束激励水体产生声呐载波信号，水听器/阵列接收通道，通过接收水声信号并转换为电信号，完成水下机动平台与岸基固定平台间的双向信息传输。2.根据权利要求1所述的岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，其特征在于，所述方法通过无线通信系统实现岸基平台对单个水下机动平台的点对点双向通信模式，岸基平台作为通信的发起方，建立与单个水下机动平台间的光声级联通信链路，通信双方根据需要长期保有可靠的激光声级联双向通信链路，通过激光致声通信和水听接收解决传统艇载水声发射终端拖曳声呐体型庞大、拖曳阵收放困难、阵型难以保持的问题，提升岸基平台对水下机动平台间双向通信系统效能。3.根据权利要求1所述的岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，其特征在于，所述方法通过无线通信系统实现岸基平台对多个水下机动平台的点对多点广播通信模式，岸基平台作为通信的发起方，采用广播式信息传输模式发起通信并建立激光声级联通信链路，其他水下机动平台根据需要接收并解调声学信号，并根据实际情况选择是否应答，通过点对多点广播式信息传输机制提升信息传输的有效性、可靠性和隐蔽性，保障水下平台位置信息不被截获。4.根据权利要求1所述的岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，其特征在于，所述方法通过无线通信系统实现水下机动平台多址接入通信模式，面向水下无线通信组网需求，以岸基固定平台为接入点，建立激光声级联通信链路，支持多个水下平台的不同方式的多址接入，实现多个水下机动平台的信息共享。5.根据权利要求1
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4之一所述的岸基固定平台和水下机动平台光声效能增强双向通信方法，其特征在于，所述方法具体包括：S101、岸基固定平台根据需要发起通信请求，建立基于激光致声的水下声通信链路；S102、水下机动平台根据需要搜索跟踪相应的水下声学信号；S103、通信双方通过解调和译码接收信号，完成信息的接收，并根据具体情况，选择是否应答对方信号，完成双向通信链路的建立和保持；S104、对于激光致声的声源信号，针对信道特性，改变激励光源的重频、脉宽获得不同波长，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，敖珺，王俊华，韩维，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：发明
国别省市：
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