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“在南海水下通信测试中,中国方案击败了北约通信协议”,香港《南华早报》23日发文披露,中国科学家新的数据编码方式,在一次水下通信测试中实现了里程碑式的突破,成功接收到30公里外发送的信号,超过北约目前公开的最长水下通信距离28公里。
极化码(Polar code)是第一种可以将数据传输效率提高到理论极限的编码方案,最早由土耳其的阿里坎(Erdal Arikan)教授在2008年提出。 2016年,极化码方案力压美国高通公司等主推的低密度奇偶检查码(LDPC)和法国主推的Turbo2.0两大方案,成为5G通信eMBB场景的控制通道编码方案。
该团队在水下1000米处布置了一个小型水听器,在4000赫兹至8000赫兹的频率下,实现了30公里超长距离的零误码传输,速率达到每秒4000比特。 这创下了公开报告中水声通信设备性能的新纪录。 科学家们在一篇学术论文中形容,这种编码方法“精确且稳定”。
2022年3月,浙江大学和中国船舶工业集团公司(CSSC)进行过类似的测试,在14公里的距离上实现了每秒3000比特的高速率速度。
水下无线通讯技术是保障水下装备互联互通的重要技术。 目前,潜艇在水下主要通过极低频(ELF)无线电波对外通讯。 虽然这种电波可以有效地穿透水,但效率非常低,每分钟只能传输几个字符。 声波效率更高,但容易受到海面和海底、洋流等环境干扰发生折射,因此难以远距离传输大量数据。
北约目前使用的是2017年发布的JANUS水下通信协议,利用正交频分复用技术(OFDM)传输信号,可实现短距离高速传输。 公开信息显示,JANUS支持的最长通信距离为28公里,但在这个距离上,电波频率将下降到900赫兹,能传输的信息量非常少。
《南华早报》称,中美的水下技术竞争正在加剧。 受益于蓬勃发展的电信业,中国在无线通讯技术方面的优势正在从空中扩展到海上。 这些先进技术能够支持大规模使用由人工智能(AI)驱动的水下无人潜航器,还可能对未来地缘政治竞争产生深远影响。
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