дённых с участием ав-
тора натурных морских
экспериментов в 2003–
2015 годах в Чёрном
море показывают, что
общий уровень шумово-
го фона часто превы-
шает уровень сигнала
в его полосе более чем
на 16 дБ.
Другим важным
фактором, влияющим
на качество приёма
акустического сигна-
ла, является низкая
скорость распростра-
нения звуковых волн
(в воде — 1500 м/с).
Как следствие, увели-
чивается отношение
v/c (где v — радиаль-
ная составляющая
скорости приёмника/
излучателя, c — ско-
рость распространения
звука в воде), что может
приводить к большим
фазовым набегам при
малых скоростях взаим-
ного перемещения из-
лучателя и приёмника.
Вследствие рефрак-
ции распространение
гидроакустического
сигнала происходит по сложным траекториям. Даже
в случае строгой пространственной стационарности
излучателей и приёмников, при расположении из-
лучателей в относительной близости от поверхности,
сигнал, на пути своего распространения, испытывает
многократные переотражения от нестационарной
морской поверхности, приводящие к доплеровскому
смещению несущей частоты.
Вышеперечисленные особенности канала связи
определяют требования, которым должны удовлет-
ворять используемые в акустических каналах связи
сигналы и методы их обработки. В частности, выбор
способов модуляции и алгоритмов обработки должен
исходить из условия уверенного выделения полезного
сигнала при наличии изменений в пространственном
расположении приёмника и передатчика, с учётом
свойств среды и характера распространения. Т.е. ал-
горитм обработки должен быть адаптивным. В свою
очередь, приёмная аппаратура должна обеспечивать
максимальное отношение сигнал/шум, компенсируя
нелинейности приемных антенн. В условиях много-
лучевого распространения к этому добавляется задача
выявления числа приходящих в точку приёма лучей
и оценки присущих каждому из лучей временных и ча-
стотных сдвигов с целью их дальнейших компенсаций.
Стабильность гидроакустического канала связи (время,
в течение которого можно считать, что импульсная
характеристика канала не меняется) от 15 мин. до 2-х
часов. По истечении данного времени может изменять-
ся уровень шумов, помеховая обстановка, распреде-
ление различных неоднородностей в среде, могут про-
исходить флуктуации вертикального разреза скорости
звука вдоль трассы распространения сигнала. Поэтому
алгоритм адаптации приёмной аппаратуры к изменяю-
щимся условиям приёма должен работать постоянно.
Также необходимо отметить жесткие ограничения по
ширине частотной полосы, накладываемые средой рас-
пространения гидроакустических сигналов. На даль-
ностях более 100 км ширина полосы устойчивого
канала гидроакустической связи не превышает 300 Гц
и уменьшается с увеличением дистанции.
Современные системы звукоподводной связи явля-
ются цифровыми. В условиях сложного канала пере-
дачи именно такие системы обеспечивают наибольшую
устойчивость связи, т.к. работают с ограниченным
набором дискретных импульсных сигналов, представ-
ляющих цифры, из которых формируется конечный
алфавит, априорно известный приёмнику.
Проводившиеся в течение многих лет исследо-
вания дали результаты, позволяющие разработать
и развернуть на акваториях эффективные и надёж-
ные (способные быстро восстановиться в случае
ошибок или сбоев) беспроводные подводные акусти-
ческие сети. Примерами таких проектов, в частности,
являются система Underwater acoustic positioning
system (США), программа US Navy Seaweb program
Фото 1.
65
