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华为技术又立功,水下极化码通信

2024-10-03科技

了解潜艇的朋友们都清楚,各类波在水中会出现极大的衰减现象。正因如此,潜艇在水下进行远距离高速保密通信这一难题,目前全世界都尚未找到良好的解决方案。而潜艇上浮进行通信的话,又极易被卫星以及反潜直升机等探测到。试想一下,要是有人能够率先攻克远距离水下通信的难题,再加上利用天上的卫星锁定航母等的位置,那对方还能招架得住吗?提及水下通信,近日华为再度立下大功。确切地说,应该是华为的技术又一次发挥了重要作用。多家媒体纷纷援引香港【南华早报】的报道称,中国的科学家采用新的数据编码方式,在水下通信测试中实现了具有里程碑意义的突破,成功接收到了 30 千米以外发送过来的信号。这个距离不仅超过了北约的 28 千米,而且通信质量更是大幅超越。

据报道,此项成果是由厦门大学团队完成的。他们在水下 1000 米处放置了一个小型水听器模拟产品,在 4000 - 8000Hz 的低频下,实现了长达 30 千米的超长距离零误码传输。传输速率达到每秒 4000 比特。此次采用的编码是极化码方案,熟悉通信领域的朋友都了解,这个编码方案的传输效率无限逼近香农极限这一理论通信极限。极化码方案是由一位土耳其教授在 2008 年提出的,华为组织了 1000 多人将其工程化,最终成为了我们如今所用的 5G 方案之一。这时候,那些 「小黑子」 们可别兴奋起来,说都是人家提出来的。要知道,当年教授只是发表了一篇论文,而华为将其工程化,就如同爱因斯坦提出了质能方程,工程师需要找到合适的材料完成核聚变、核裂变,才能造出原子弹和核电站。

质能方程大家都知晓,可你去造出个原子弹试试。水下通信的类似测试,在 2022 年 3 月浙江大学和中国船舶就进行过。他们在 14 千米的距离上实现了每秒 3000 比特的传输。而北约所采用的是 2017 年发布的水下通信协议,最长通信距离为 28 千米,听起来似乎不错,对吧?然而,在这个距离下通信频率下降到 900Hz,频率过低,传输的信息量极为有限,并且所用技术是 4G 的核心技术。如今 5G 都发展多年,甚至开始向 6G 迈进了,所以北约这个 28 千米的通信效率必然会被完虐。在水下通信中,频率越高衰减越大,传输距离就短;而频率越低虽传得远,但传输效率却越低。大家可以想象一下,一旦中国在远距水下通信技术上实现大爆发,无人水下潜艇集群要不要让美国航母编队见识一下呢?在最近十年,中国在电磁和通信领域是极其厉害的,可谓是脱胎换骨般的厉害。在电磁武器方面,我们有马伟明院士。论电磁弹射,我们的 3 号舰弹射的先进性比美国强很多。电磁炮之类的就更不用说了。而且我们的雷达技术、飞机隐身技术以及电磁对抗能力,听风的蚕都讲过很多期了。大家知道为什么我们一下子就变得这么厉害吗?其实道理很简单,就如同乒乓球,中国一个公园里的大爷大妈到很多菜的国家都能进国家队,巴西街头的一个孩子到中国说不定都能进青年足球队,这是因为人才和土壤。人才的密集程度和平均水平决定了一个国家某个产业的繁荣程度。按照概率来算,产业人口多,出大牛人的概率也就大。世界第一和第三的民用通信设备企业都在中国,中国高校通信专业的水平自然就高,人才有好的出路,自然培养的就多。那么,军用方面又怎么会差呢?

雷达是什么呢?其实无非和通信一样,都是关于电磁波的收发。通信是我发你收,而雷达则是自己发自己收,完全属于同一类技术。歼 20 战斗机的隐身又是怎么回事呢?无非就是破坏雷达收发电磁波的过程,与雷达技术反着用罢了。所以,华为在做激光雷达和 4D 毫米波雷达等方面肯定非常厉害。在民用领域玩电磁波,谁又能玩得过华为呢?电磁炮或者弹射是什么呢?只是要求电磁波发射功率要大,甚至连信号接收都不用。所以,这些领域中国强大,就是因为中国的通信土壤太过肥沃了。能长出华为、中兴这样的企业,必然就能长出高级的军用装备,因为它们本质上都是一回事。会造好菜刀的,造军刺肯定也错不了。大疆开启了民用无人机的爆发,那你说中国的军用无人机会差吗?咱们的高超音速导弹再入大气层的修正,传说已经突破了黑障通信,至于用的什么技术就没人知道了。不过我们可以猜测,要么是想办法在黑障上弄个洞,要么是可以绕过黑障,比如量子通信无视一切电磁波屏蔽且无视通信距离。有没有人知道这玩意实现了没有呢?

谈到量子,在量子的四大领域,即光量子、超导量子、量子通信、量子密码中,中国在其中三个领域处于领先地位,在超导量子领域也接近美国。可能很多人还不知道量子密码,在中国科大潘建伟院士所在的合肥,政府网络已经采用了量子密钥加密。中国的量子通讯卫星 「墨子号」 也早已上天。另外,在 8 月 21 号,中国电信发布了 2024 终端洞察报告。在手机领域,苹果和三星不算在内,自华为推出 MATE60 天通卫星电话后,后面的荣耀、小米、OPPO、vivo 都在旗舰机型上给予了支持。中国电信的这个报告指出,华为 Pura 70pro + 在天通终端性能测评中获得五星排名第一。所以在通讯这个领域,华为强大则中国强大,而且以后技术还会迎来大爆发,是那种让老美无法追赶的大爆发。

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