ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СООБЩЕНИЙ ПО ПОДВОДНОМУ ЗВУКОВОМУ КАНАЛУ НА ДАЛЬНИЕ ДИСТАНЦИИ В ЯПОНСКОМ МОРЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследование посвящено разработке и экспериментальной апробации метода сверхудальней гидроакустической односторонней связи, обеспечивающей передачу данных на расстояния свыше 1000 км в условиях сложной акустической среды прибрежных морей России. В работе предложен вариант кодирования информации на основе частотной манипуляции с использованием тональных импульсов в узкополосном низкочастотном диапазоне (300–500 Гц), что обеспечивает устойчивость к многолучевости, межсимвольной интерференции и доплеровским искажениям. Ключевой особенностью метода является применение сигнальных фреймов, содержащих синхронизационные М-последовательности и информационные компоненты, обрабатываемые алгоритмом Герцеля для выделения доминирующих частот. Экспериментальная проверка метода проведена в Японском море с передачей сообщений на рекордную дистанцию более 1073 км при соотношении уровней сигнал-шум в точке приёма около 0 дБ, продемонстрировав вероятность ошибки декодирования всего 1–3% при скорости 4 бит/с. Результаты исследования подтверждают возможность создания системы информационного обеспечения подводных аппаратов на всей акватории экономической зоны РФ, что имеет стратегическое значение для морской разведки, навигации и мониторинга. Технология открывает перспективы для организации скрытной односторонней связи с автономными подводными объектами, включая глайдеры большой дальности.

Об авторах

А. А Голов

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: golov_alexander@inbox.ru
Владивосток, Россия

В. В Безответных

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: golov_alexander@inbox.ru
Владивосток, Россия

Ю. Н Моргунов

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук

Email: golov_alexander@inbox.ru
Владивосток, Россия

Список литературы

  1. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970. 728 с.
  2. Захаров Ю.В., Коданев В.П. Экспериментальные исследования акустической системы передачи информации с шумоподобными сигналами // Акуст. журн. 1994. Т. 40. № 5. С. 799–808.
  3. Захаров Ю.В., Коданев В.П. Адаптивный прием сигналов в канале связи с учетом доллеровского рассеяния // Акуст. журн. 1995. Т. 41. № 2. С. 254–259.
  4. Захаров Ю.В., Коданев В.П. Помехоустойчивость адаптивного приема сложных акустических сигналов при наличии отражений от границ океана // Акуст. журн. 1996. Т. 42. № 2. С. 212–219.
  5. Курьянов Б.Ф., Пенкин М.М. Цифровая акустическая связь в мелком море для океанологических применений // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 2. С. 245–255.
  6. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации / Под ред. А.Г. Зюко. М.: Радио и связь, 1985. 272 с.
  7. Mingzhang Zh., Junfeng W., Xiao F., Haixin S., Jie Q., Rongbin L. Neural-Network-Based Equalization and Detection for Underwater Acoustic Orthogonal Frequency Division Multiplexing Communications: A Low-Complexity Approach // Remote Sensing. 2023. V. 15. No. 15. P. 3796.
  8. Walree P., Sangfelt E., Leus G. Multicarrier spread spectrum for covert acoustic communications // Oceans. 2008. V. 1–4. P. 264–271.
  9. Rodionov A.Yu., Unru P.P., Kirianov A.V., Dubrovin F.S., Kulik S.Yu. Some algorithms for DSSS signal processing with time-shift keying for long-distance underwater communication // IEEE OES Int. Symp. Underwater Technology. 2017. P. 7890287. https://doi.org/10.1109/UT.2017.789028710
  10. Hamada E., Haixin S. Energy Harvesting for TDS-OFDM in NOMA-Based Underwater Communication Systems // Sensors. 2022. V. 22. No. 15. P. 5751.
  11. Murad M., Tasadduq A.I., Otero P., Poncela J. Flexible OFDM Transceiver for Underwater Acoustic Channel: Modeling, Implementation and Parameter Tuning // Wireless Personal Communications. 2021. V. 116. No. 2. P. 1423.
  12. Пат. № 2825432 C1 Рос. Федерация. Способ передачи информации по гидроакустическому каналу на дальние дистанции: № 2024101245: заявл. 19.01.2024: зарег. и опубл. 26.08.2024 / Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Безответных В.В. Бюл. № 24.
  13. Goertzel G. An Algorithm for the Evaluation of Finite Trigonometric Series // American Mathematical Monthly. V. 65. Jan. 1958. P. 34–35.
  14. Бритенков А.К., Фарфель В.А., Боголюбов Б.Н. Сравнительный анализ электроакустических характеристик компактных низкочастотных гидроакустических излучателей высокой удельной мощности // Прикладная физика. 2021. № 3. С. 72–77. https://doi.org/10.51368/1996-0948-2021-3-72-77

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).