CN103338079B - 水下无线声光通信装置和通信方法 - Google Patents

Abstract

一种水下无线声光通信装置和通信方法，该通信装置包括水深及姿态测量模块、声通信模块、主控板、经纬仪、脉冲蓝绿激光器、激光发射望远镜、接收望远镜、光电检测与信号调理模块和高速数据采集模块，本发明综合利用了声信号尽管速率低但旁瓣大、传输距离远和光信号通信速率高、方向性好和传输距离较长的特点，实现了水下较长距离的高速信息传输，具有体积小，重量轻，集成度高，可靠性好，性价比高的特点。

Description

水下无线声光通信装置和通信方法

技术领域

本发明涉及水下通信，特别是一种水下无线声光通信装置和通信方法，该通信装置及方法，可以在海洋环境下实现信息的无线传输，既可以用来传输数据，也可以用于传输语音、图像、视频等多媒体信息，可以广泛应用于各种水下应用场合。

背景技术

海洋占地球表面积的近70%，随着人类开发与利用海洋的不断深入，如何在海水下实现大洋深处的有效通信成为一个难题。由于海水的趋肤效应，大海深处难以采用无线通信，而声波在海水中的损耗非常小，因此目前水下通信主要采用声通信方式，但是声波传输时的旁瓣较大，方向性不强，虽然通信距离较长但通信速率较低，保密性差，难于满足水下应用日渐增加的信息量传输需求。与此同时声通信受海洋环境影响严重，背景噪声较大，迫切需要一种中等距离的高速通信技术作为补充手段。蓝绿激光由于处于海水的低损耗窗口波长，适合用于水下无线光通信；脉冲位置调制由于具有高的峰值功率，广泛应用于长距离激光通信，采用脉冲位置调制的蓝绿激光通信特别适合水下长距离信息传输，随着脉冲激光器技术的不断发展，传输距离和通信速率也在不断增加，但是单纯的光通信难以双方互相对准，对跟踪扫描捕获的要求高、代价大。

结合水声通信和蓝绿激光通信的优点，本通信技术可以实现百米量级的水下传输距离，百kbps量级的通信速率，可以作为目前水下通信的一种有益补充，并且具有保密性强，通信速率高的特点，特别适合于大洋深处多传感器互联和水面平台与水下设备间的连续，具有重要的应用前景。

发明内容

本发明要解决的问题在于克服上述声通信或光通信在海洋环境应用时所遇到的难题，满足目前日益增长的水下中距离、高速率、隐蔽通信的要求，提供一种水下声光通信装置和通信方法，该装置可以解决在大洋深处中距离高速信息传输的难题，满足大洋深处多传感器互连、水下母船与子船、子船与子船间通信、母船与蛙人以及蛙人之间的通信场合，并可应用于水面大型舰艇编队间水面与水下协同配合，以及深海工作站与深海机器人间的通信。

本发明的技术解决方案如下：

一种水下无线声光通信装置，其特点在于：包括水深及姿态测量模块、声通信模块、主控板、经纬仪、脉冲蓝绿激光器、激光发射望远镜、接收望远镜、光电检测与信号调理模块和高速数据采集模块，上述元部件的位置关系如下：

所述的主控板包括信息输入输出单元、监控单元、数据存储单元、测距单元、编码调制单元、解调解码单元、扫描及姿态控制单元组成，所述的水深及姿态测量模块通过串口与主控板的监控单元连接，所述的声通信模块通过串口与主控板的数据输入输出单元连接，所述的主控板的扫描及姿态控制单元通过串口与所述的经纬仪的驱动单元连接，所述的激光发射望远镜和接收望远镜的光轴平行并通过安装法兰和螺钉固连在经纬仪的扫描头部上，所述的脉冲蓝绿激光器的激光驱动单元通过同轴电缆与主控板编码调制单元连接，所述的脉冲蓝绿激光器的光学头部通过光纤与激光发射望远镜连接，所述的光电探测与信号调理模块的光电探测器及前放单元通过法兰固定在接收望远镜的后焦平面，所述的光电探测与信号调理模块的主放与信号调理单元通过同轴电缆接入高速数据采集模块，该高速数据采集模块通过数据总线与主控板的解调解码单元互连。

所述的经纬仪为两轴经纬仪。

所述的接收望远镜是带3nm窄带干涉滤光片的接收望远镜。

所述的脉冲蓝绿激光器为小型化、高重频、高亮度全固态蓝绿激光器。

采用上述水下无线声光通信装置开展水下无线声光通信的方法，该方法的步骤如下：

①发起通信：系统上电，经纬仪复位，水深及姿态测量模块测量自身水深及三轴姿态，发送方声通信模块发送呼叫请求，等待被呼叫方应答，被呼叫方接收到呼叫请求信息后将发送同意通信应答信号；

②初步握手建立：发送方声通信模块接收到同意通信应答信号后，停止发送呼叫请求信号，发送三轴姿态及水深参数；接收方接收到发送方姿态及水深参数后，停止发送通信应答信号，发送自身三轴姿态及水深参数；发送方接收到接收方三轴姿态及水深参数后，停止发送姿态及水深参数；发送方发送测距指令及测距信息，接收方接收到该指令后转发测距信息，发送方基于测距信息的传送时间间隔计算出双方距离，并将该距离信息发送给接收方，双方借助声通信手段建立握手；

③瞄准阶段：发送方基于自身的姿态及水深，两者之间的距离，结合接收方的姿态及水深，计算出相应的发射角度，通过经纬仪将发射光束指向接收方所在区域进行扫描，该发射光束携带了自身编号信息；接收方基于自身的姿态及水深，两者之间的距离，结合发送方的姿态及水深，计算出相应的接收角度，通过经纬仪将接收望远镜指向发送方所在区域；接收方一旦接收到发送方的编号信息后通过声通信模块告知发送方收到信号，发送方通过经纬仪按当前扫描方向相反方向进行回退扫描，扫描时一旦没有接收到对方收到信号的信号后，再次按当前扫描方向的相反方向回退扫描，经过多次修正，直至接收方一直告知收到信号，一旦连续接收到信号超过10次，则认为已确认链路建立，并互相告知对方自身编号；

④发送信息：发送方声通信模块接收到确认信息后告知主控板，主控板将待发送信息编码调制到蓝绿激光信号上发送出去，发送过程中发送端借助三轴姿态和水深测量数据动态调节光束指向，确保发射光束一直都指向接收方；

⑤接收信息：接收方主控板解调解码单元接收到信息后进行实时解调解码，并对信号的完整性进行判断，发现某段信息错误超出自身纠错能力，则立即通过声通信模块告知发送方，发送方一旦接收到该信息后，将采取重发的方式重新发送该段信息；发送方发送完全部信息后，等待接收方反馈信息，一旦告知通信完成，进入步骤⑥，如果接收方告知需要发送信息给发送方，则进行双方状态转换，由原接收方发送信息，原发送方接收信息，具体过程同步骤④⑤；

⑥结束通信：双方互相确认已经发送完全部信息并接收到全部对方信息后，结束通信。

所述的水深及姿态测量模块用于测量所处的水下深度、俯仰、翻滚和方位姿态参数，声通信模块与主控板的测距单元配合实现测距功能，并将测量所得距离、水深及姿态数据借助声通信手段发送给对方，并同时接收到对方发送的相应水深及三轴姿态数据，协商各自的收发状态，确立初始激光通信发送方与接收方，借助该低速声通信模块可以由主控板的扫描及姿态控制单元计算出扫描路径，驱动经纬仪进行扫描，用于初始搜寻对方及辅助后续高速蓝绿激光通信的瞄准，在扫描的同时高亮度高重频脉冲蓝绿激光器发送握手信息，一旦建立握手后即可以确立双方的姿态，主控板的编码调制单元驱动脉冲蓝绿激光器开始高速通信，一方作为发送方，一方作为接收方，通信的同时，声通信模块继续保持低速信息的传输，交互各自接收信号的情况，当发送完成后，通过声通信模块切换各自状态，转入对应的接收及发送状态，接收时接收望远镜将接收到的光信号汇聚到高灵敏度光电探测与调理模块中的蓝绿增强型探测器上，放大调理后的信号通过同轴电缆的方式接入到高速数据采集模块；最后高速数据采集模块将转化后的数字信号送主控板的解调解码单元136实时解调解码，还原出原始信息，并送数据存储单元进行存贮和信息输入输出单元按需进行转发，直至完成整个通信，从而实现半双工的双向通信。

所述的声通信模块可以将水深及姿态测量传感模块测得的数据借助声通信手段发送给对方，并接收到对方发送的相应水深及三轴姿态数据，还可进行辅助测距定位，同时发送和接收握手信息。

所述的主控板可以根据自身水深及姿态测量传感模块测得的水深、俯仰、翻滚和方位姿态参数，结合借助声通信模块接收到的对方水深、俯仰、翻滚和方位姿态参数，以及测到的距离，确立初始搜索方式，建立握手信息，协商各自的收发状态，确立初始激光通信发送方与接收方，并将待发送信息编码调制驱动脉冲蓝绿激光器，同时对接收到的数字信号进行数字信号处理，解调解码还原出原始信息。

所述的脉冲蓝绿激光器具有高重频和高亮度特性，可以在主控板13的驱动控制下，高速率发射出携带高信息的蓝绿激光并经由激光发射望远镜发射出去，发射激光波长处于海水低损耗区，加上高亮度的特性，可以在水下长距离传输。

所述的接收望远镜具有大的光学接收视场和窄的光学带宽，可以减小跟踪瞄准的难度，窄的光学带宽，可以有效抑制背景噪声，提高信噪比，高灵敏度光电探测与信号调理模块可以将接收到的微弱光信号还原为电信号，送高速数据采集模块进行数据采集。

所述的高速数据采集模块可以对信号调理模块送来的电信号进行高速数据采集，将其转换为数字信号，送主控板的解调解码单元进行处理。

所述的经纬仪可以基于主控板的扫描及姿态控制单元给出的指令调整收发指向，实现收发双方的跟踪瞄准。

所述的通过主控板进行判断，借助声通信模块切换收发状态，从而减少对发送与接收需要两种不同波长的需求，采用处于水下低损耗窗口的同一个波长，简化了系统，实现了双向通信，并使得设备具有强的可维护性。

本发明水下无线声光通信装置及方法的优点在于：

1、本发明采用小型化、高重频、高亮度全固态蓝绿激光器，结合脉冲位置调制，具有高速率、低功耗和小型化特点；

2、本发明

利用蓝绿激光进行水下通信，由于蓝绿激光处于海水低损耗窗口，因此传输损耗低，外加本发明采用蓝绿增强型光电倍增管作为光电探测器，结合前置放大与主放电路，探测灵敏度好，可通信距离长；

3、本发明利用声信号作为辅助传输手段，由于声信号在海水中传输距离远，同时具有一定的旁瓣，因此本发明可搜索通信范围大；

4、本发明采用了宽视场窄带光学滤波器，具有大的通信角度和低的背景噪声；

5、本发明采用了两轴经纬仪，可以实现双向有效跟踪瞄准，具有快速跟瞄特点；

6、本发明综合利用了声信号尽管速率低但旁瓣大、传输距离远的特点，以及光信号通信速率高、方向性好和传输距离较长的特点，实现了水下较长距离的高速信息传输，具有体积小，重量轻，集成度高，可靠性好，性价比高的特点。解决了在海水中高速中距离传输信息的难题，可广泛应用于大洋深处多传感器互连、水下母船与子船、子船与子船间通信、母船与蛙人以及蛙人之间的通信场合，并可应用于水面大型舰艇编队间水面与水下协同配合，以及深海工作站与深海机器人间的通信。

附图说明

图1为本发明水下无线声光通信装置结构暨内部逻辑功能单元示意图；

图2为本发明水下无线声光通信方法的流程图。

图中：11—水深及姿态测量模块，12—水声通信模块，13—主控板，14—经纬仪，15—脉冲蓝绿激光器，16—激光发射望远镜，17—接收望远镜，18—高灵敏度光电探测与信号调理模块，19—高速数据采集（AD）模块；111—水深测量单元，112—姿态测量单元，131—信息输入输出单元，132—监控单元，133—数据存储单元，134—测距单元，135—编码调制单元，136—解调解码单元，137—扫描及姿态控制单元，181—光电探测器及前放单元，182—主放与信号调理单元。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明以某场合下的水下无线声光通信为实施例，采用脉冲位置调制方式及RS纠错编码、单脉冲能量0.4mJ及重复频率15kHz脉冲绿光激光器，金属封装蓝绿增强型光电倍增管作为探测器，在I类水质下可实现100米的水下传输，通信速率超过100kbps，可以传输数据、语音和视频多媒体数据。

首先请参照图1，图1为本发明水下无线声光通信装置及方法整体结构暨内部逻辑功能单元示意图。由图1可见，本发明水下无线声光通信装置由水深及姿态测量模块11，声通信模块12，主控板13，经纬仪14，脉冲蓝绿激光器15，激光发射望远镜16，接收望远镜17，光电探测与信号调理模块18和高速数据采集模块19组成；其中主控板13由信息输入输出单元131，数据存储单元132，测距单元133，编码调制单元134，扫描及姿态控制单元135和解调解码单元136组成。其位置及连接关系是：水深及姿态测量模块11通过串口与主控板13的监控单元132连接，所述的声通信模块12通过串口与主控板13的数据输入输出单元131连接，所述的主控板13的扫描及姿态控制单元137通过串口与所述的经纬仪14的经纬仪驱动单元连接，所述的激光发射望远镜16和接收望远镜17光轴平行并通过安装法兰和螺钉固连在经纬仪14的扫描头部上，所述的脉冲蓝绿激光器15的激光驱动单元通过同轴电缆与主控板13编码调制单元连接，所述的脉冲蓝绿激光器15的光学头部通过光纤方式与激光发射望远镜16连接，所述的光电探测与信号调理模块18的光电探测器及前放单元181通过法兰固定在接收望远镜17后端焦平面，所述的光电探测与信号调理模块18的主放与信号调理单元182通过同轴电缆的方式接入到高速数据采集模块19，所述的高速数据采集模块19通过数据总线的方式与主控板13互连。

其次请参照图2，图2为本发明水下无线声光通信方法的流程图。由图2可知，系统上电后主控首先进行复位，经纬仪进行自检，之后根据自身的发送与接收需要，切换到相应的状态和工作模式。以发送为例，发送信息时信息输入输出单元131接收待发送信息输入，并首先由声通信模块12连续发送呼叫请求信息直至收到应答信息，水深及姿态测量模块11测量自身的姿态及水深数据，声通信模块12将其连续发送出去直至接收到对方发送过来的水深及姿态数据，测距单元134经由声通信模块12发送测距指令并接收对方转发回来的信号实现距离测定，扫描及姿态控制单元137基于自身姿态与水深、对方姿态与水深，以及双方之间的距离设计合适的扫描路径，驱动经纬仪14动作按照预定的路径进行扫描，扫描的同时，激光发射望远镜16在编码调制单元135的时序控制下，驱动脉冲蓝绿激光器15发射携带有光通信握手请求信息的光信号，在发射握手请求信息的同时，等待声通信模块12是否接收到对方已收到光通信握手请求信息的应答信息，如果收到，则驱动经纬仪14以当前扫描方向相反方向回退扫描，直至声通信模块12再次接收到对方已收到光通信握手请求信息的应答信号，如果收到，则驱动经纬仪14再次以当前扫描方向相反方向回退扫描，在不断的修正下，直至最终连续收到应答信号，表明双方已经建立起了一个稳定的光通信链路，并确立了双方的收发状态，编码调制单元134对待发送信息进行相应的编码和调制，脉冲蓝绿激光器15根据编码调制单元135产生的时序发射激光，并由激光发射光路16将待发送信息发射出去，在发射信息的同时，主控板3检测声通信模块12是否收到了错误重传请求，如果收到了错误重传请求，则将该原始信息再次发送直至正确发送完全部待发送信息。等待主控是否收到通信完成指示，如果需要接收对方数据，则切换到接收状态，转换为接收方进行数据接收，由接收望远镜17进行接收，并由高灵敏度光电探测与信号调理模块18进行光电转换和放大，调理后的信号送高速数据采集模块19进行模数转换，转换后的数字信号由解调解码单元136进行解调解码，还原出原始信号，一旦发现接收到的信息有误则通过水声通信模块12发送数据有错需要错误重传标示，直至正确接收完全部数据，将数据存入到数据存储单元133进行存贮，并按需进行转发，在接收到通信完成指示后，系统结束通信进入低功耗状态。

本实施例采用的具体器件为：所述水深及姿态测量模块11的水深测量模块111选用上海立格公司SMP132超小型水深压力传感器用于测量水深，姿态测量模块选用PNI公司TCM XB三轴电子罗盘测量姿态，所述声通信模块12选用LinkQuest公司UWM1000水声modem，所述主控板13主控CPU选用TI公司DSP320C6415，所述信息输入输出单元131，监控单元132，数据存储单元133，测距单元134，编码调制单元135，解调解码单元136及扫描与姿态控制单元137都基于DSP320C6415、采用软硬件结合方式实现，采用256PPM脉冲位置调制方式以及RS（255,245）纠错编码，所述经纬仪14选用成都光电所研制两轴经纬仪，所述蓝绿激光器15选用上海光机所研制单脉冲能量0.4mJ、重复频率15kHz、532nm绿光激光器，所述激光发射望远镜16选用索雷博公司扩束系统，所述接收望远镜17选用索雷博公司卡氏望远镜，并装备BARR公司3nm窄带干涉滤光片，所述光电探测与信号调理模块18中光电探测器及前放单元181选用滨松公司金属封装、蓝绿增强型光电倍增管R9880及跨阻前放，主放与信号调理单元182选用XX公司低噪声小信号放大器，所述高速数据采集（AD）模块19选用TI公司ADS5421芯片。

结合图1和图2，本发明实施基于声通信辅助定位、蓝绿激光通信实现高速率信息传输的水下无线声光通信的具体过程是：

①系统初始化阶段：系统上电初始化，主控板13复位，经纬仪14自检，基于系统自身发送信息还是接收信息的请求，切换到相应的角色，进入到相应的工作状态，以需要发送信息为例，信息输入输出单元131接收待发送信息输入，切换到信息发送者角色，进入到信息者发送状态；

②声通信握手建立阶段：水声通信模块12循环发送呼叫请求信息，直至收到对方应答信息后停止发送呼叫请求信息，双方建立初步握手；

③水深及姿态数据交换阶段：水深及姿态测量模块11测量自身的三轴姿态及水深数据，水声通信模块12将其循环发送出去，直至接收到对方发送过来的水深及姿态数据后停止发送自身水深及姿态数据；

④测距阶段：主控板13测距单元133通过水深通信模块12发送测距指令，对方接收到该测距指令后将测距信息转发回来，测距单元133通过测量发送与接收之间的时间差，乘上声信号在水体里面的传输速度，计算出两者之间的直线距离；

⑤光束扫描阶段：主控板13扫描及姿态控制单元135基于自身的水深和三轴姿态，对方的水深和三轴姿态，以及双方之间的直线距离，拟定一条合适的扫描路径，驱动经纬仪14沿该路径进行两轴扫描；

⑥光通信握手建立阶段：在经纬仪14扫描的同时，高重频高亮度蓝绿机器15在编码调制单元134的时序控制下发射携带有光通信握手请求信息的光信号并由激光发射光路16扩束发射出去，在发射握手请求信息的同时，等待水声通信模块12是否接收到对方已收到光通信握手请求信息的应答信息，如果收到，则驱动经纬仪14以当前扫描方向相反方向回退扫描，直至水声通信模块12再次接收到对方已收到光通信握手请求信息的应答信号，如果收到，则驱动经纬仪14再次以当前扫描方向相反方向回退扫描，在不断的修正下，直至最终连续收到应答信号，表明双方已经建立起了一个稳定的光通信链路，并确立了握手和双方的收发状态；

⑦光通信发送阶段：编码调制单元134对待发送信息进行相应的RS（255,245）编码和256PPM调制，产生各路对应的驱动时序，高重频高亮度蓝绿激光器15根据编码调制单元134产生的时序出光并由激光发射光路16发射出去，发射的532nm绿光激光脉冲重复频率在15kHz附近抖动，发射能量达到0.4mJ，将待发送信息发射出去，通信速率超过100kbps，该激光脉冲信息可以在洁净海域传输上百米，并将由对方的宽视场窄带接收光路17进行收集并送后端高灵敏度探测与调理模块18进行处理，光电倍增管R9880将微弱的光信号转化为电信号并送放大电路进行放大和调理，调理后的信息由高速数据采集（AD）模块19进行高速数据采集，转换为数字信号由解调解码单元136进行解调解码处理，根据译码的结果判断接收到的信息是否有错，如果有错则发送错误重传请求，在发射信息的同时，主控板3检测水声通信模块12是否收到了对方发来的错误重传请求，如果收到了错误重传请求，则将该原始信息再次发送直至正确发送完全部待发送信息，等待主控是否收到通信完成指示；

⑧光通信接收阶段：如果需要接收对方数据，则切换到接收角色，进入到接收状态，转换为接收方进行数据接收，宽视场窄带接收光路17收集光信号并送后端高灵敏度探测与调理模块18处理，光电倍增管R9980将微弱的光信号转化为电信号并进行放大和调理，调理后的信息由高速数据采集（AD）模块19进行高速数据采集，转换为数字信号由解调解码单元136进行解调解码处理，根据译码的结果判断接收到的信息是否有错，如果有错则通过水声通信模块12发送数据有错需要错误重传标示，对方接收到该重传请求后将重新发送该段信息，直至正确接收完全部数据，主控板13将数据存入到数据存储单元132进行存贮，并按需进行转发，等待主控是否收到通信完成指示；

⑨结束通信：在接收到通信完成指示后，系统结束通信，各部分进入到低功耗状态，等待下一次的唤醒。

Claims (4)

1.一种水下无线声光通信装置，其特征在于：包括水深及姿态测量模块(11)、声通信模块(12)、主控板(13)、经纬仪(14)、脉冲蓝绿激光器(15)、激光发射望远镜(16)、接收望远镜(17)、光电检测与信号调理模块(18)和高速数据采集模块(19)，上述元部件的位置关系如下：

所述的主控板(13)包括信息输入输出单元(131)、监控单元(132)、数据存储单元(133)、测距单元(134)、编码调制单元(135)、解调解码单元(136)、扫描及姿态控制单元(137)组成，所述的水深及姿态测量模块(11)通过第一串口与主控板(13)的监控单元(132)连接，所述的声通信模块(12)通过第二串口与主控板(13)的数据输入输出单元(131)连接，所述的主控板(13)的扫描及姿态控制单元(137)通过第三串口与所述的经纬仪(14)的驱动单元(141)连接，所述的激光发射望远镜(16)和接收望远镜(17)的光轴平行并通过安装法兰和螺钉固连在经纬仪(14)的扫描头部(142)上，所述的脉冲蓝绿激光器(15)的激光驱动单元(151)通过同轴电缆与主控板(13)编码调制单元(135)连接，所述的脉冲蓝绿激光器(15)的光学头部(152)通过光纤与激光发射望远镜(16)连接，所述的光电探测与信号调理模块(18)的光电探测器及前放单元(181)通过法兰固定在接收望远镜(17)的后焦平面，所述的光电探测与信号调理模块(18)的主放与信号调理单元(182)通过同轴电缆接入高速数据采集模块(19)，该高速数据采集模块(19)通过数据总线与主控板(13)的解调解码单元(136)互连。

2.根据权利要求1所述的水下无线声光通信装置，其特征在于所述的经纬仪(14)为两轴经纬仪。

3.根据权利要求1所述的水下无线声光通信装置，其特征在于所述的接收望远镜(17)是带3nm窄带干涉滤光片的接收望远镜。

4.采用权利要求1所述的水下无线声光通信装置开展水下无线声光通信的方法，其特征是该方法的步骤如下：

①发起通信：系统上电，经纬仪(14)复位，水深及姿态测量模块(11)测量自身水深及三轴姿态，发送方声通信模块(12)发送呼叫请求，等待被呼叫方应答，被呼叫方接收到呼叫请求信息后将发送同意通信应答信号；

②初步握手建立：发送方声通信模块(12)接收到同意通信应答信号后，停止发送呼叫请求信号，发送三轴姿态及水深参数；接收方接收到发送方姿态及水深参数后，停止发送通信应答信号，发送自身三轴姿态及水深参数；发送方接收到接收方三轴姿态及水深参数后，停止发送姿态及水深参数；发送方发送测距指令及测距信息，接收方接收到该指令后转发测距信息，发送方基于测距信息的传送时间间隔计算出双方距离，并将该距离信息发送给接收方，双方借助声通信手段建立握手；

③瞄准阶段：发送方基于自身的姿态及水深，两者之间的距离，结合接收方的姿态及水深，计算出相应的发射角度，通过经纬仪(14)将发射光束指向接收方所在区域进行扫描，该发射光束携带了自身编号信息；接收方基于自身的姿态及水深，两者之间的距离，结合发送方的姿态及水深，计算出相应的接收角度，通过经纬仪(14)将接收望远镜(17)指向发送方所在区域；接收方一旦接收到发送方的编号信息后通过声通信模块(12)告知发送方收到信号，发送方通过经纬仪(14)按当前扫描方向相反方向进行回退扫描，扫描时一旦没有接收到对方收到信号的信号后，再次按当前扫描方向的相反方向回退扫描，经过多次修正，直至接收方一直告知收到信号，一旦连续接收到信号超过10次，则认为已确认链路建立，并互相告知对方自身编号；

④发送信息：发送方声通信模块(12)接收到确认信息后告知主控板(12)，主控板(12)将待发送信息编码调制到蓝绿激光信号上发送出去，发送过程中发送端借助三轴姿态和水深测量数据动态调节光束指向，确保发射光束一直都指向接收方；

⑤接收信息：接收方主控板(13)解调解码单元(136)接收到信息后进行实时解调解码，并对信号的完整性进行判断，发现某段信息错误超出自身纠错能力，则立即通过声通信模块(12)告知发送方，发送方一旦接收到该信息后，将采取重发的方式重新发送该段信息；发送方发送完全部信息后，等待接收方反馈信息，一旦告知通信完成，进入步骤⑥，如果接收方告知需要发送信息给发送方，则进行双方状态转换，由原接收方发送信息，原发送方接收信息，具体过程同步骤④⑤；

⑥结束通信：双方互相确认已经发送完全部信息并接收到全部对方信息后，结束通信。