■聚 焦

    随着国家海洋战略的快速发展，海洋信息高性能获取、传输和处理成为海洋工程、资源勘探、环境监测、国防安全等领域倍受各方关注的技术制高点。水声通信可借助声波实现水下无线通信，是海洋信息高科技中的技术关键和前沿。

    与无线信道相比，海洋水声信道的传输条件更为恶劣。其中，水深小于200米的浅海海域濒临大陆，是人类海洋开发、航运等各类活动最广泛最密集的海域，而浅海域水声传播易受到海面、海底多次反射的复杂影响，同时航运、水下工程等各类人为干扰明显，因此浅海水声信道表现出强多径、强多普勒、强噪声等强烈随机变化的复杂传输特性，使得水声通信接收机难以对信道进行准确的估计与匹配，严重影响通信性能。高可靠浅海水声通信在世界范围内仍是一个极具挑战性的技术难题。

    厦门大学水声通信研究始于上世纪80年代，是国内最早开展此研究的单位之一。依托濒海的便利实验条件，厦门大学在浅海水声信道传输特性、浅海水声通信技术方向已历经多年传承和积淀，形成了独具特色的研究方向，2009年厦门大学“水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室”通过教育部验收并正式运行。

    针对浅海水声通信实际工程应用中克服恶劣信道条件影响的难题，童峰教授团队依托学校研究基础和教育部重点实验室平台支撑，致力于开展信道匹配水声通信研究，探索通过利用浅海水声信道具有的稀疏特性来提高通信接收机与信道的匹配能力，改善恶劣条件下的浅海水声通信性能。

    经过十余年的不懈努力，团队许肖梅教授、刘胜兴副教授、陶毅、陈友淦、陈东升助理教授等成员密切协作、潜心攻关，在以下方面取得创新和突破：通过对浅海水声信道稀疏空、时分布的参数建模和高效寻优，实现快速、高精度的信道估计；利用时、频参数关联关系的高可靠同步捕获方法；可适应恶劣信道条件的高效水声通信编码解码方法；基于高性能嵌入式处理器进行信道匹配、调制解调、编码解码算法的高效实现，研发水声通信机。

    团队创新成果已获得授权发明专利十余项，形成了从功率发射、帧同步、信道匹配解调、编码解码到系统集成实现、具有自主知识产权的浅海可靠水声通信技术体系。团队的研究工作得到863、国家重点研发计划、国家自然科学基金、教育部博士点基金、国防预研和国家海洋局海洋公益项目等二十余项课题的长期支持。

    在当前我国海洋工程、国防安全等领域迅速增加的迫切需求下，稳定可靠的浅海水声通信机产品仍然是一个技术短板：一方面，高性能水声通信机被西方国家列为敏感产品限制向我国出口，国内单位采购的国外水声通信机在浅海条件下性能往往大大缩水、甚至完全无法使用；另一方面，在重要海洋工程、海洋监测、国防安全等领域使用进口水声通信机存在泄露重要信息的安全隐患。

    针对这一情况，团队突破浅海恶劣条件下稳健水声通信难题并积极配合相关应用单位进行推广应用。截至目前，团队研发的系列水声通信机已交付数十台套，为相关领域浅海水声通信提供了有效的技术手段。

    童峰介绍，团队研发的水声通信信标已应用于配套国产海底管道检测器，实现检测器控制指令及状态数据的水下传输，特别是助力我国首套国产三十二英寸海底管道三轴检测器圆满完成海底油气管道的“首秀”，标志着该检测器突破海底管道检测关键技术，具备了工程服务能力，从而打破该领域的国外技术垄断。

    童峰特别提到，在湄洲湾海底油气管道检测试验中，团队研发的水声通信信标在水深仅十余米的极浅海域水声通信性能稳定可靠，有力保证了海底管道检测器数据水下传输，得到应用单位的高度评价。目前，水声通信信标已批量配套国产海底管道检测器，应用前景广阔；同时，团队研发的水声通信机也已在水下机器人、国防等领域多家单位得到应用。

    近年来，团队已发表水声通信相关论文100余篇，其中在本领域重要国际刊物发表SCI论文十余篇，累计被引超过400次。童峰入选“福建省新世纪人才”。2016年团队“基于高效信道匹配的浅海水声通信技术”成果荣获福建省技术发明二等奖。