国外通信专业

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国外通信专业【一】:国内外对潜通信的发展现状

国内外对潜通信的发展及现状

曲晓慧 王红星

1 引言

目前已被发现并研究的能用于对潜通信的手段有甚低频、极低频、蓝绿激光、中微子通信、卫星中继及高频等。由于海水是导电媒质，对电磁波具有很大的衰减作用，因而解决与潜航潜艇的通信问题成为非常困难的技术难题，各国都在积极探索对潜通信的手段，从国内外研究的情况来看，完全理想的对潜通信手段是不存在的，各种手段都既有利又有弊。这些手段包括甚低频、极低频、蓝绿激光、中微子通信、卫星中继、高频以及声波等。其中卫星中继和高频无法对潜航状态下的潜艇进行通信。本文首先将国外的研究情况和各种通信系统的特点结合在一起介绍，然后介绍国内的研究情况

2 国外对潜通信的研究和发展

2．1 甚低频对潜通信

甚低频对潜通信是指通过频率为3—30kHz的无线电波借助大气电离层和地球表面对潜艇进行通信。该对潜通信系统为单向式，通常采用多次重播方法，确保潜艇在一定时间内接收到指挥所的指令。 根据发信台的机动性可分为固定式(岸台)对潜通信系统和移动式对潜通信系统两大类。

(1)固定式甚低频对潜通信系统。固定式对潜通信系统是国外研究得最早、技术最成熟、最基本的对潜通信手段。美国在第二次世界大战后为实现全球对潜通信，相继在本土和国外建立了11个500kW以上功率的甚低频固定发信台，其中6个设在国外，构成全球严密的对潜

通信网，分别向活动在大西洋北部、北冰洋、地中海、印度洋和澳大利亚地区海域航行深度小于30米的潜艇发送信息。继美国后，前苏联也加快了大功率甚低频对潜通信系统的建造。从60年代起，在本土上相继建立 3个2000kW的大功率甚低频电台。此外还在东南亚、中亚地区和非洲东海岸建立了专用对潜通信系统和中继通信台，共建立了30个固定发射台，其中11个输出功率为500千瓦，5个输出功率为400～500千瓦，确保了前苏联潜艇的有效指挥通信。

固定式对潜通信系统存在的主要缺点是：① 发信台规模庞大。这

是由于海水对电磁波的衰减所致。海水对电磁波的衰减为3.45?10?分贝/米，其中f为工作频率，为了增大潜艇收信深度．一方面要降低工作频率，同时又要增大辐射功率，这就促使甚低频台的规模必须大。通常把几十千瓦级的甚低频台称为小型甚低频台，100千瓦以上的为中型甚低频台，大于500千瓦的为大型甚低频台。由于发信机功率大，随之带来的是大的供电系统和水冷系统，致使发信台的规模庞大。②发信天线规模巨大。一般大功率台的天线系统占地面积5～6平方公里乃至十几平方公里，由20座左右200多米至300米的铁塔支撑，地网要用上千公里的铜线；中功率台的天线占地也要有1～2平方公里，需近l0座200米左右高塔支撑，几百公里的地网铜线。发信台的各种设备可以用防护工事保护，天线却无法保护，所以天线是发信台的薄弱环节，最易被摧毁且难于短期修复。

目前国外倾向于采用地下天线网、大型环形天线和定向低架天线，以提高抗毁力且少占地，其优点是结构简单、经济，缺点是效率极低。

(2)移动式甚低频对潜通信系统。除固定甚低频发射台外，国外还大力发展移动式甚低频发射系统，包括车载台和机载台。到1986年，美国特康姆公司已研制出第一套使用气球天线的车载甚低频对潜通信系统。车载甚低频台生存能力比固定岸台强，可相对机动灵活配置，效率高，占地面积小。它的不足之处是气球天线的管理和操作维护要比固定铁塔天线复杂，日常的消耗(氮气的补充，车辆和升降装置的维护)比固定铁塔天线要多，气球的使用寿命为10年，相当于每年要投入气球价格1／10的更新费用。

另一种机动台是机载台。美国海军从1962年开始研制机载甚低频对潜通信系统，即“塔卡木”系统。该系统原本是一种低频／甚低频应急通信手段，用来增大对弹道导弹核潜艇的通信距离，增强持久性和抗毁能力。后来美国海军寻求能在前方基地迅速部署开通使用的通信系统，所以“塔卡木”系统得到进一步发展，至今已经历了五代的发展历程。现在该系统已不是应急通信手段，而作为一种具有可部署性、机动性、抗毁性的独立自备式机载通信系统，用于战略与战术通信。它可以与“空中指挥所”、总统的E一4型飞机、卫星和火箭紧急通信系统、地面甚低频发信台保持联系。

2．2 极低频对潜通信

极低频是指频率为30~300Hz(波长为1000～10000km )范围内的无线电波。极低频对潜通信系统也可分为固定式通信系统和移动式通信系统。

(1)固定式极低频对潜通信系统。由于海水对无线电波的衰减系数

正比于频率的平方根，故很容易想到用降低频率的办法来达到增加深度的目的。随着弹道导弹核潜艇的出现，为增强战略核威慑，提高其生存能力，解决战略核潜艇在80米以下30节高速航行时的对潜通信，国外进一步发展和装备第二代即极低频对潜通信系统。国外采用极低频对潜通信主要有美国和前苏联，其中美国最早，耗资巨大，技术先进，系统完整。美国为解决北极星弹道导弹核潜艇的通信问题，于1958年开始研制极低频对潜通信系统，其后进行了多次成功的实验，如1972年，美国威斯康星州的实验设备向在地中海水下对120米处，以16节航速行驶的潜艇发送了一份20字符的电文，1976年进一步的实验又实现了与在北冰洋9米厚冰层下120米深处以l6节行驶的潜艇进行的通信联络。1982年、1983年在拉菲特和俄亥俄级弹道导弹核潜艇上安装了这类接收机，以收集实验数据。但极低频电波的辐射很困难。为得到足以保证远距离、大深度通信的辐射功率，极低频发射天线要有几百甚至几千公里长，而且天线场地的导电率要尽可能低，发信机要有几兆瓦甚至几十兆瓦的功率，因此极低频发信台规模巨大，价格昂贵。此外，极低频通信的速率很低。由于这些原因，美国的极低频计划经过长期的研究实验，遭到种种反对和诘难，延续了30来年，直到80年代末才在实验设施的基础上建成了小规模对潜发信台。艇上的极低频收信系统在90年代初安装完毕。

美国海军在反复研究的基础上，决定最佳频率选定为76赫兹，采用了一秒钟从72到8O赫兹之间进行16次变换(扩频MSK)的调频系统，天线以90公里和45公里长两种天线相互结合作为一组在地面上展开。

根据环境条件等因素，设置的地方选择威斯康星州和密执安州两处。分别把135公里长的天线，每两组在木制的7～l9米的支柱上展开。在威斯康星州把两组天线设置成x形，以东太平洋、北大西洋、地中海以及北冰洋中潜航的潜艇为对象。密执安州的天线，在距离威斯康星州以东大约24O公里的地方，设置成F形，一组南北方向，一组东西方向，其作用距离比威司康星州X形天线大，是以在更远的地方进行潜航的潜艇为对象的。目前美利用它传送紧急行动信息，或告知它浮至合适的深度接收用其它通信系统传送的信息，起一种传呼的作用。

前苏联也大力研制和建设极低频对潜通信系统，1983年开始使用，建成过两个发射台，一个在里加，一个在哥麦尔，工作频率80赫兹。前苏联的所有弹道导弹潜艇和奥斯卡／C级制导导弹核潜艇都配备有ELF通信天线，一种是折叠偶极子，一种是带有正向浮力的漂浮电缆天线。苏联解体后，原来的台已经撤走，目前的发射台设在与芬兰交界的科拉半岛的科拉镇附近，辐射能力比美国的强l0多分贝。

陆基固定式极低频对潜通信系统的优点是：① 不用铁塔高天线，而用埋地天线，其生存能力比甚低频强得多。② 笨重的发射设备也随天线转入地下，能防核破坏，可靠通信范围达全球。固定式极低频对潜通信系统存在的缺点：① 极低频通讯的天线效率非常低，在远离几千公里的水下接收，要发出一点点强度的信号，也需要几兆瓦的电力。并且这个信号还必须克服在地球周围产生的磁暴所引起的极高电平的电磁噪声干扰。② 由于在低频带，带宽窄，只能允许以很低的数据率传输，只允许用短码发射无线电信息。发出简单的电报，也需要较长

国外通信专业【二】:国外通信类经典书籍介绍

国外通信类经典书籍

1、《Linear Systems and Signals》——B.P.Lathiwww.shanpow.com_国外通信专业。

这本书个人觉得很不错，是一本线性系统和信号的入门好书。可以适用于通信、电路、控制等专业。

虽说是入门的好书，但是本书的编排是内容由浅入深，讲述可是深入浅出。我通读全书后，觉得深有体会，看这本书就像在看小说一般，对于一个话题的介绍，

往往从其历史发展说起，让你知道其来龙去脉。不像国内的书，一上来就是定理、定律。同时，书中每讲完一个知识点，都会有适当的例题让你加深理解。

本书给我的一种感觉就是，作者将一种菜吃透了，消化了，而且掌握了作者这种菜的方法，然后把这种做法告诉你，然你自己去做菜，做出来的菜可能不一样，

但是方法你是掌握了。最根本的你掌握了，做什么菜是你自己的发挥了。不像国内的教科书，就要你做出一样的菜才是学会了做菜。 这本书讲述了线性系统的一般原理，信号的分析处理，例Fourier变换、Laplace变换、z变换、Hilbert变换等等。从连续信号说到离散信号，总之是一气呵成，

中间似乎看不出什么突变。对于初学者，这是一本很好的入门书，对于深入者，这又是一本极好的参考书。

极力推荐。实话说，Lathi的书每看一回都会有新的感觉，常看常新。

2、《Fundamentals of Statistical Signal Processing,

Volume I: Estimation Theory》——Steven M. Kay

3、《Fundamentals of Statistical Signal Processing,

Volume II: Detection Theory》——Steven M. Kay

这两本书是Kay的成名作。我只读过第一卷，因为图书馆只有第一卷 :p

这两本书比Van Trees的书成书要晚，所以内容比较新。作者的作风很严谨，书中的推导极其严密。不失为一位严谨的学者的作风！虽说推导严密，但是本书

也不只是单纯讲数学的，与工程应用也很贴近。这就是本书的特点。 这两册书是统计信号之集大成者。有志于这个领域的，此书必备。

4、《Modern Spectral Estimation: Theory and Application》 ——Steven M. Kay

这本书成书较早，是80年代的书籍。但是至今仍然为人所赞。学习谱分析的必读书籍。书的风格和Kay的作风一致，详细的上面已经说了。

还有一个特点就是，这本书是应用型的，书中附了很多例程，提供了谱分析的算法实现，但是使用的是Basic语言，只能费点力气看懂了转化为C语言的了（天下没有不长刺的鱼），还是要费一番劲挑刺的，呵呵。我以前用的就是Basic，所以障碍不大，嘻嘻

5、《An Introduction to Signal Detection and Estimation》

——H. Vincent Poor

这本书是普林斯顿大学统计信号处理专业课的教材，可以得见，此书

是以理论见长。我觉得工程应用涉及得不多。理论算法倒是讲得很透彻。书中的推导论述确实很严谨，无可挑剔，本人觉得适合研究生阅读，虽然是导论，但是我们的一般本科生的理论水平比起普林斯顿大学的本科生差别很大（不是我贬低我们国内的大学生，Princeton的学生的理论水平你不服不行，诺贝尔奖获得者做老师的不少，学生得大师之精髓要更容易；至少出了个爱因斯坦，呵呵）。读了此书，你 的理论水平会上一层楼！！！

6、《Signals and Systems》——Alan V. Oppenheim

先抄一段书后的介绍：“本书是MIT（麻省理工）电气工程与计算机科学系本科生教材。主编Oppenheim教授是本领域中的一个权威，在国际上享有盛名。本书在内容编排上进行了精心设计，各章节之间的关系合理，且充实了丰富的内容，加强了实际应用方面的知识。全书共11章，分别为：信号与系统；线性时不变系统；周期信号的傅立叶级数表示；连续时间傅立叶变换；离散时间傅立叶变换；

信号与系统的时域和频域特性；抽样；通信系统；拉普拉斯变换；Z变换；线性反馈系统。每章配有不同层次的习题，书后附有答案。” “信号与系统”不仅是弱电类本科生必修的基本课程，而且，作为该课程核心的一些基本概念和方法，对所有工科专业来说也是非常重要的。”

这本书可以说是我接触得最早的一本电子工程类的英文书籍（另外一本比较出名的是一本计算机书籍，就是Tanenbaum的《Computer Network》）。当时学习信号与系统的时候就是用这本书作为参考的

（这本书有中文版的，翻译得不错），

刚入门，觉得还不错，信号与系统的所有知识点都涉及到了，可以说是一本字典类的书籍。刚看的时候，觉得Oppenheim好象是个女的，对一个问题说得特罗嗦的感觉。有时候读着读着就觉得是在分析英语的句子，而不是在学习信号与系统。

但是后来我有时间将它重看了两遍，这时候觉得好象每看一次都有了新的感觉，可能一开始已经花了时间把难搞懂的句子给弄了，再次阅读的感觉就好多了。总之，只要你善待这本书，多读几遍，定能使你有层层升华的感觉和快感。

这本书的最大特点就是习题设计的非常好，分等级分水平，也很有意思。

作为一本信号与系统专业的书籍，这绝对是一本经典著作。也是Oppenheim的力作之一（另一本下面会介绍）。但是这不是一本入了门就甩一边的书籍，常看常

新呀！

7、《Signals and Systems》

——Rernd Girod;Rudolf Rabenstein;Alexander Stenger

这也是一本很不错的信号与系统的书籍，如果让我选择，入门我会选这本，深入的话我会选择Oppenheim那本。这本书的作者Rernd Girod是斯坦福电子工程的教授,Rudolf Rabenstein和Alexander Stenger是德国的教授和研究人员。由此可见，这本书的论述及定理公式的推导是很严密的，这是德国人的一贯作风。

这本书的一个很重要的特点就是，它和国内的很多教材相反，不是一上来就讲定义，而是通过循序渐进的方式，将你一步步引进定义的内涵，到最后很自然地给出定义的说明。不会给你一种为什么一开始就有这个定理，这个定理是怎么来的疑问。同时这本书也很适合国内的学生，因为它的数学推导比较多，符合工科学生的理性思维，你不用问这个结论是怎么出来的，因为你只要看懂了推导过程，

就毫无疑问了。（如果你看不懂推导过程，我就无话可说了 ）

8、《Detection, Estimation,and Modulation Theory, Part I》 ——Harry L.Van Trees

9、《Detection, Estimation,and Modulation Theory, Part II》 —— Harry L. Van Trees, Harry L. Trees

10、《Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part III》 ——Harry L. Van Trees, Harry L. Trees

11、《Optimum Array Processing》——Harry L. Van Trees

Van Trees的这四本书堪称经典之中的经典！我是极力全力推荐的。 初初看这本书是在学习通信原理的时候开始的，当时学习到数字通信部分的时候，涉及到接受信号的概率估算，当时有人介绍我看看Van Trees的第一卷。看完这本半指厚的书，我觉得我们真的是错过了一本好教材。里面对信号的估计、判决理论作了非常详尽的论述。我可以肯定地说：只要是数字通信的书籍（例如Proakis和Sklar的《数字通信》），里面的接收信号的讨论大部分都是引用Van Trees这 本书的。同时有一点我觉得很惭愧也很佩服，这本书成于1968年，

国外通信专业【三】:通信电子国外期刊目录

ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC P IEEE 0018-9219 A IEEE T DEVICE MAT RE 1530-4388 B IEEE T CONSUM ELECTR 0098-3063 B J MICROELECTROMECH S 1057-7157 MICROELECTRON ENG 0167-9317 MICROELECTRON RELIAB 0026-2714 IEEE INTELL SYST IEEE T MICROW THEORY

1541-1672 0018-9480

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SCI 电子设备 SCI 消费电子 SCI MEMS

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IEEE CIRCUITS DEVICE IEEE T CIRCUITS-II

INT J CIRC THEOR APP IEEE T CIRCUITS-I IEEE T COMPUT AID D IEEE PERVAS COMPUT ETRI J IEEE WIREL COMMUN IEEE T WIREL COMMUN WIREL NETW IEEE T KNOWL DATA EN IEEE T ELECTRON DEV IEEE T INFORM THEORY ELECTRON LETT IEEE J SEL AREA COMM IEEE T COMMUN IEEE ACM T NETWORK IEEE COMMUN MAG IEEE T VEH TECHNOL IEEE T CIRC SYST VID

IEEE T SIGNAL PROCES IEEE SIGNAL PROC MAG IEEE T IMAGE PROCESS IEEE T CONTR SYST T IEEE T RELIAB IEEE SIGNAL PROC LET SIGNAL PROCESS MATH CONTROL SIGNAL DIGIT SIGNAL PROCESS IEEE T ANTENN PROPAG IEEE ANTENN PROPAG M IEEE T ADV PACKAGING

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8755-3996 1057-7130

0098-9886 1057-7122 0278-0070 1536-1268 1225-6463 1536-1284 1536-1276 1022-0038 1041-4347 0018-9383 0018-9448 0013-5194 0733-8716 0090-6778 1063-6692 0163-6804 0018-9545 1051-8215

1053-587X 1053-5888 1057-7149 1063-6536 0018-9529 1070-9908 0165-1684 0932-4194 1051-2004 0018-926X 1045-9243 1521-3323

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SCI 微波 微波 电路 电路 电路 电路 电路 集成电路 无线网络 无线电 无线通信 无线通信 无线网络

数据通信，系统基础应用通信

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通信与信号处理 通信 通信

通信网络 通信网络 车辆通信 信号处理 信号处理 信号处理 信号处理 信号处理 信号处理 信号处理 信号处理 信号系统

数字信号处理 天线 天线 封装

SOLDER SURF MT TECH 0954-0911 IEEE T COMPON PACK T 1521-3331 SENSOR ACTUAT A-PHYS 0924-4247 IEEE SENS J 1530-437X SOLID STATE ELECTRON 0038-1101 OPT FIBER TECHNOL 1068-5200 IEEE T POWER ELECTR 0885-8993 IEEE T POWER SYST 0885-8950 IEEE SPECTRUM 0018-9235 IEEE T SEMICONDUCT M

0894-6507

IEEE T ELECTROMAGN C 0018-9375

A B A B B A A A B B B

SCI 焊帖 SCI SCI SCI SCI

元器件、包装技术 传感器 传感器

固态电子学（传感器）

SCI 光纤技术 SCI 电力电子 SCI 电力能源 SCI 频谱 SCI 半导体 SCI 电磁兼容

Chinese Journal of Electronics 1022-4653 EI 通信、信号、微波 Journal of Systems Engineering and Electronics 1004-4132 EI The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications 1005-8885 EI 电子学报 0372-2112 EI 电子与信息学报 1009-5896 EI 通信学报 1000-436X EI 电子科技大学学报-自然版 1001-0548 EI 西安电子科技大学学报 1001-2400 EI 大学学报…

国外通信专业【四】:世界各国的主流通信运营商

世界各国的主流通信运营商

1. 美国

Cingular Wireless（美国第一大手机运营商） Sprint(美国第三大电信运营商)www.shanpow.com_国外通信专业。

Verizon Wireless（美国最大电话通讯公司） AT&T (美国第一大电信运营商，世界顶尖数字通信公司之一) 2. 英国 3UK

Virgin Mobile Vodafone (英国最大的移动通信运营商，在全球29个国家拥有子公司) Orange

MMO2

T-Mobile UK 3. 德国

德国电信Deutsche Telekom（德国第一大电信运营商） 德国手机运营商O2www.shanpow.com_国外通信专业。

德国E-Plus公司（德国第三大手机运营商） 德国MobileCom

4. 法国

法国电信（法国第一大电信运营商）

Orange（法国电信运营商） SFR（法国第二大移动运营商） 5. 韩国

SK电讯（以信息通讯产业为核心之一的世界一流企业） LG Telecom（韩国移动业务排名第三） KTF（韩国移动业务排名第二位）

KT(韩国电信，固定电话业务第一大运营商) 6. 日本

KDDI(日本最大的3G运营商)

NTT DoCoMo(日本排名第一的移动通信公司) Vodafone(日本排名第二的移动通信公司，现在是软银移动，移动学院注释) NTT（日本电信 ） 7. 新加坡三大运营商

新加坡电信(Singtel)新加坡第一大电信运营商,购并力度较大,资本运营较为突出 新加坡移动运营第一通（MobileOne）（新加坡第二大移动通信运营商） 星和（StarHub）（新加坡第三大手机运营商） 8. 意大利两大运营商Vodafone Italy与TIM 9. 香港 和记黄埔，Sunday，People， 10. 台湾 中华电信、台湾大哥大、远传电信 11. 越南 VNPT、 Mobifone、 VinaPhone

12. 泰国 AIS 、 TelecomAsia 、 CAT 、TOT 、 TT&T Public 5大运营商 13. 印度尼西亚 PT Telkomsel

14. 菲律宾 菲律宾环球电讯公司 、菲律宾长途电话集团

15. 巴基斯坦 巴基斯坦电信有限公司（ PTCL ）、国家电信公司（ NTC ）、特殊通信组织（ SCO ）

16. 印度 BSNL 、Reliance Infoco

17. 孟加拉 GrameenPhone 、Teletalk Bangladesh Limited 、SHEBA、 PACIFIC 孟加拉电信（ Citycell ） 、 TMIB

18. 哈萨克斯坦 哈电信公司 、TOO GSM-Kazakhstan 19. 西班牙的主导移动运营商Telefónica 公司（全球TOP 10电信运营商）

20. 巴西三大运营商Vivo Telecom Italia SpA Claro（巴西是世界上移动市场增长最快的国家之一）

21. 芬兰电信运营商Sonera(全球第一家提供定位服务的移动通讯服务供应商) 22. 肯尼亚的两个手机运营商Safaricom 和 Celtel 经营 23. 印度手机运营商协会(COAI) 24. Asiacell(伊拉克北部运营移动业务) 25. Investcom黎巴嫩移动电信公司

26. 澳大利亚电讯（市场资本在世界电信业排名第七） 27. Mobilcom（奥地利移动通信运营商）

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