水下通訊之需求,
主要緣自海底探勘工作的需要;例如海底電纜的佈設、海域鑽油平台的裝置、海底礦藏的開採,沉船或墜落的機體探勘等。
另外,基於軍事國防需要之潛艦通訊,亦是重要的研究領域
。
由於海底探勘的環境相當險惡,為因應收集資料之故,例如利用水下無人載具(unmanned underwater vehicle,UUV)將影像資料傳回海上的母船作分析,即牽涉到水下通訊的處理問題。而水下通訊系統的設計有其困難性,諸如多重路徑、相位變動及頻率散佈等因素。
水下數位通訊系統在發射部份,基本架構包括數位資料產生器、編碼器、調變器、信號放大器等,經由聲波發射器(projector)來發出聲波訊號;接收機部分則以對相逆的處理結構來擷取資料,以達到數據傳輸的目的。
本刊有感於水下通訊技術與資料處理之理論與應用的重要性,本期特以此為主題,邀請數位學者發表多篇相關之論文,編輯成專刊以嚮讀者。
本專輯首篇由洪賢昇等的"適應性束波器應用於水下通訊之研究",其研究主軸以德州儀器公司所產生之32位元,浮點運算數位訊號處理器晶片TM320C40為核心處理器,在真實的水下環境中實現即時的適應性Frost束波演算。其次,張順雄與張麗娜教授等以"適應性方位估測應用於水中通訊之設計"為題,將方位估測演算法以硬體方式作實現,將可適性膨脹演算法載入C4D模組中,並發射窄頻弦波訊號及BPSK訊號,將能正確估測訊號源方位,達到追蹤訊號源之目的。第三篇是呂福生教授等的"水下通訊直序展頻調變系統之研製",主要探討水下通訊系統之數位調變技術,研究以π/4DQPSK(變差式四象相移鍵)直序展頻技術,應用於水下聲波無線通訊之模擬分析與實現方法。第四篇為曾敬翔教授等以"水下通訊系統等化器之設計"為文,提出一種盲蔽等化演算法,當其應用在一個模擬的水下快速衰減通道時,在收歛速率及追蹤能力上都能展現較佳性能。最後由趙俊傑教授等以"模糊RLS/LMS
RAKE接收機在水下通訊之應用"研討在線性最小化均方誤差(LMMSE )的準則下,如何融合RLS與LMS兩濾波器的輸出資料,並於數位訊號處理器TMS320C30上做一實現,以驗證此架構即時處理的可行性。另外,張順雄教授等以”多工調變聲傳數據機系統”乙文,介紹實際應用於淺水海域之通訊系統。
呂紹偉教授與辛在勤副局長等以"氣象局強地動資料檢索系統"為題,簡介該資料檢索系統,使用者可利用本系統瞭解國內各類結構物在某一時段內承受之強震。此系統係由中央氣象局與海洋大學電機系合作開發,並已經上線運作。
本專輯的編纂,適逢「海下技術協會」舉辦1999年年會,希望藉由『水下通訊技術與資訊處理專輯』的出版,帶給有興趣讀者一些斬獲。