JP2010538511A - 水中通信 - Google Patents

Abstract

【課題】音響通信の改良方法及び装置を提供する。
【解決手段】リンクイニシエータとリンクレセプタとの間の、リンク取得波形をイニシエータからレセプタに送信することによる、及び受信した波形から通信チャンネルパラメータを確立することによる、水中通信方法である。次いでデータは、これらのパラメータにしたがって送信され、パラメータは、範囲、方向、周波数バンドおよびドプラーを含み、より大きな効率及び強さを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中通信方法に関し、特に、限らないが、水中乗り物のような潜水艦と海底センサー及び有人情報提供部との間の音響通信に関する。本発明は、石油及びガス沖合探査産業に特定の応用を見いだす。

深海における信頼すべき通信は顕著な技術的問題を表す。軍用水中通信に相応しい極めて複雑な軍事施設によって証明されるように、長波ＥＭ伝送を使用して海洋深海を貫通することは可能であるが、ＥＭ技術を使用する潜水艦との、合理的な範囲に及ぶ高いデータ速度通信の問題の解決法は現在のところない。

超長波（ＶＬＦ）ＥＭ技術は数十メートルまで透過するに過ぎない。特別長波（ＥＬＦ）技術は、潜在的には、数百メートルを透過することができるが、低データ速度の欠点に加えて、これらのリンクは一方向に過ぎず、軍事施設は設置及び維持に費用がかかり、環境問題のない技術はない。

ＥＭ信号は、該信号が水の中を伝播するとき大きな減衰を経験する。長波では、これらの損失は、音響信号と比較して高いけれども、特別長波及び超長波伝送を水面下の潜水艦によって受信させるのを可能にする。中波（ＭＦ）から超短波（ＶＨＦ）及びそれ以上では、減衰損失は極めて高くなり、全ての、しかし殆ど限られたアプリケーションのためにＥＭベースの遠隔計測器を実行不可能にする。

人が海洋媒質内の音響波の伝播を考えるならば、損失は甚だしく小さい。１ｋＨｚ以下の周波数では、吸収損失は小さいので、音響信号は、有利な条件のもとでは、送信パワーレベルに応じて数百マイル又は数千マイルですら伝播することができる。１０ｋＨｚ以下では、吸収によるエネルギー損失は、通常は、音が界面及び海底と作用し合うときに起こるエネルギー損失のような他の損失機構によって追い越される。

この大きく減少した吸収損失のために払われた値段は、音響伝播の基本的に異なる性質及び海洋環境の複雑さによって重く負わされる。これらの問題は、重なり合って音響通信を、地球上又は地球外のＥＭ通信技術と全く違ったものにし、これらの技術の周りに確立された技術の多くは厳しい水中環境の中で信頼性をもって働かない。

電磁波と音響波との間の最も明かな違いは、波が伝播する速度である。水中では、伝播速度は、温度、圧力及び塩分を含む幾つかの要因によって影響される。海水を表す代表的な基準数字は１．５×１０³ ｍ／ｓである。ＥＭ伝播速度も環境要因を受けるが、代表的な数字は３×１０⁸ ｍ／ｓ（真空中及び相当に浅い海）である。

これらの２つの伝播速度の比率はほぼ２００，０００、即ち２つの波の種類の著しく異なる性質を際立たせる事実である。例えば、人が情報０．００１ｓ時間の単一ビットを含む無線信号を送信するならば、このエネルギーパルスは、空間へ伝播するとき３００ｋｍの物理的長さを占める。水中を音響的に送信された同じ信号は、たった１．５ｍの物理的長さを占めるにすぎない。伝播速度が一層更に減ずる空気中では、パルスはたった３０−４０ｃｍの物理的空間を占めるに過ぎない。

おそらく、物理的により小さい音響パルスは、それが海洋のような複雑な媒質内で伝播するときもっと歪められる。

信号がその宛て先に到達するのに多くの別々の路を採用し、各々、変化する歪みレベルで異なる時間に到達する送信信号の幾つかの遅延バージョンになり、多路伝送のような現象及びドプラーは無線の世界では周知の問題であり、それらと戦う効果的な技術が徐々に進展してきた。音響の場合には、これらの問題は、十倍以上厳しく、おそらく音響通信技術の進展は、無線周波数技術より幾分遅れていることは意外ではない。水の深さ、温度及び塩分の変化は音の伝播速度に影響を及ぼすばかりでなく、音の伝播方向にも影響を及ぼす。特に、音が伝播するとき、音は、伝播速度の変化に遭遇するとき「曲がり」又は反射することがわかる。

本発明の目的は、音響通信の改良方法及び装置を提供することにある。

本発明の第１の側面によれば、データをリンクイニシエータとリンクレセプタとの間で音響的に通信する方法であって、リンク取得波形を送信するステップと、リンク取得波形のレシートを受信するステップと、前記レシートから通信チャンネルパラメータを確立するステップと、データを前記確立されたパラメータにしたがって前記通信チャンネルにそって送信するステップと、を含む前記方法を提供する。

この方法では、同期までの時間を最小にし、強く、他のチャンネルとの干渉の危険が少ない通信チャンネルを確立することができる。

１つの実施形態では、パラメータは、範囲、方向、周波数バンド及びドプラーのうちの少なくとも１つを含み、好ましくは、空間、範囲及びドプラーの同期を達成するために、及び通信周波数バンドを確立するためにこれらのパラメータの全てを含む。

好ましくは、リンク取得波形は全方向に送信され、リンク取得波形は有利には、水中聴音機のアレイ、好ましくはリングアレイによって受信される。この方法では、ハンドシエーク通信モード（ＨＣＭ）は全方向送受信モードである。このモードは、データリンクを開始し且つ制御するために使用される。システムは、有利には、いつでもハンドシエーク通信モード伝送を受信しかつハンドシエーク通信モード伝送をすることができる。有効ハンドシエーク通信モード伝送を受取次第、レシーバシステムは引き続くデータ伝送を受信するように適切に調整される。

適当な実施形態では、データは、ビーム形成することによって方向チャンネルパラメータに従う方向に受信される。この方法では、データ通信モード（ＤＣＭ）を、セクターに基づく受信、全送信モードであるようにさせることができる。このモードはディジタルデータを送受信するために使用される。システムは、いつでもデータ通信モード伝送を受信することができるが、正しい動作のために、データ通信モード伝送は、有効ハンドシエーク通信モード伝送の前でなければならない。システムは、いつでもデータ通信モード伝送をすることができる。データ通信モードは普通ハンドシエーク通信モード伝送によって制御される。

取得波形は、好ましくは、レシートのためのソースレベルを定義し、有利には短く、典型的には、時間が１秒以下である。これにより、波形は短く保たれ、環境の影響を阻止する処理ゲインを発生させることができるままで、第３プラットホームによる不必要な検出又は第３プラットホームとの干渉を最小にする。

ある実施形態では、データ伝送は、複数の予め選択されたモードのうちの１つで起こり、各データパケットはそのパケットのためのデータモードを含むヘッダーを含む。

利用できるモード又は変調スキームはデータ処理量と強さとの間の妥協を提供し、各変調スキームの後の基礎原理は基本的に異なる。オペレータは、所要データ速度及び又は強さ作動基準に基づいて変調モードを選択することができ、或いは、代替的に、自動変調モード選択を提供することができる。

本発明はまた、ここに記載の方法のいずれかを遂行するための及びまたはここに記載の装置の特徴のいずれかを具体化するためのコンピュータプログラム及びコンピュータプログラム製品、及びここに記載の方法のいずれかを遂行するための及びまたはここに記載の装置の特徴のいずれかを具体化するためのプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能媒体を提供する。

本発明は、添付図面を参照してここに記載されたように方法及びまたは装置に及ぶ。

本発明の１つの側面におけるどんな特徴も、適切な組合せで、本発明の他の側面に適用してもよい。特に、方法の側面は装置の側面にまたその反対に適用されてもよい。

その上、ハードウエアで実行される特徴を、一般的には、ソフトウエアで、またその反対に実行してもよい。ソフトウエア及びハードウエアの特徴のいかなる言及もそれに応じて解釈されるべきである。

今、本発明の好ましい特徴を、添付図面を参照して、純粋に例示として記載する。

ハンドシエーク通信モードの概観図である。 ハンドシエーク通信モード波形を示す。 ハンドシエーク通信モード波形を示す。 受信アレイの周のまわりに等間隔をなした８つの水中聴音機を図示する。 例示てきなデータ通信モードプロトコールヘッダーを示す。 引き続くデータ伝送の性質を定義する図４のフィールドを示す。 本発明の側面を具体化する物理的な形態を図示する。 ハンドシエーク通信モード処理を図示する。 データ通信モードを図示する。

ハンドシエーク通信モードの概観を図１に示す。ハンドシエーク通信モードプロセスは自動であり、全ての通信リンクを開始し且つ定義するために使用される。

リンク開始プロセスはパルス符号変調モード（音声モード、高データ速度モード、及び３つの強い低データ速度モード）の選択で始まる。動作周波数は、典型的には、特定のデータペイロード及びアプリケーションに従って選択され、実施形態では、低周波数が最初に使用され、より大きい処理量のために，より高い周波数が使用される。次いで、リンクイニシエータがリンク取得ハンドシエーク通信モード波形を送信する。最初に、ハンドシエーク通信モード伝送は最低送信ソースレベルで行われる。波形を送信後、リンクイニシエータはリンクレセプタからの復帰伝送のためにハンドシエーク通信モードを監視する。復帰信号を所定周期後受信しなければ、ソースレベルを増大させ、更なる通信が行われる。所定周期は、伝送間の最小遅延にしたがって選択される。これは、数秒であるのがよく、長距離に渡る低周波数伝送の場合には、１分以上であるのがよい。この全体のプロセスは、リンクレセプタからの有効レスポンスが受信されるまで繰り返される。

リンク取得波形を受け取り次第、リンクレセプタは、リンク取得波形をハンドシエークとして送信することによって応答する。リンクレセプタは、受信した信号に含まれた符号化ソースレベルを使用してこの伝送のためのソースレベルを設定する。この時点で通信リンクを取得する。通信リンクを取得したら、リンクイニシエータは選択された動作周波数でリンク定義波形を送信する。リンク定義波形は、フォーマットがリンク取得波形と同様であるが、所望の変調モード（例えば、音声、高データ速度又は低データ速度）を記述する追加の情報を含む。

リンクレセプタは、リンク定義波形をトランスミッターに送信することによってハンドシエークする。通信リンクはこの時点で定義される。次いで、リンクデータ通信が、要求モードを使用して起こる。リンクレセプタは、ハンドシエーク通信モードのレシーブモードへのタイムリー復帰を確保するために受信したデータストリームに関するタイムアウト監視技術を使用する。

ハンドシエーク通信モードリンク取得波形のための例示の波形設計を、今図２ａを参照して説明する。図２ａに表されている波形は低データ速度波形であってプロセスゲインのほぼ２７デシベルを発生させる。波形が２チャープからなりこれに続いて３つの直接シーケンススペクトラム拡散シンボルがある。２チャープによりレシーバは、ＷＯ０２／０８２６９５にもっと完全に記載されているように、リンクイニシエータとリンクレセプタとの間の相対速度又はドプラー曖昧さを急速に計算することができる。

各チャープは、８KHz チャープからなる。各直接シーケンススペクトラム拡散シンボルは３ビットにマップされ、対応するビットマップを図２ａの下半分に示す。チャンネル転送機能の推定は、周期的に延長される第１の直接シーケンススペクトラム拡散シンボルから計算される。リンク取得モードでは、更に２つの記号だけを復号するレシーバに指示するトランスポンドビットが設定される。レシーバは自動的に応答し、トランスミッターとレシーバとの間の範囲の曖昧さを計算させる。

引き続くリンク定義及び通信モードのために使用されるべき周波数バンドを指示するために単一ビットが使用される。送信船に関する識別子は、３ＩＦＦビットで符号化される。最後の４ビットは伝送のソースレベルを復号するために使用される。ソースレベルビットにより、レシーバは応答送信のソースレベルを理知的に設定させる。持続時間２０ミリセカンドの第１Ｍシーケンスへの周期的延長がチャープと直接シーケンススペクトラム拡散シンボルとの間に挿入される。

今、リンク定義波形を、図２ｂを参照して記載する。この波形はリンク取得波形と同様であるが、図示されているように追加のシンボルを有している。トランスポンドビットは、更なる３つのシンボルを読み取らなければならないレシーバに指示するゼロに設定される。余分のシンボルは、所要通信モード及び変調モードを指示する追加の３ビットを提供する。

変形実施形態では、変調モード情報を含む単一ハンドシエーク通信モードは、チャンネルパラメータを確立するために使用することができる。再び、信号は２チャープで始まるが、２０ミリセカンドの周期的延長ではなく、チャンネル転送機能のための推定を提供するために更なる８３．５ミリセカンドのチャンネル推定波形が含まれる。前のように、４つのシンボル８５．３ミリセカンドシンボルが続くが、宛て先ＩＤ及びソースＩＤについて、最初の２つのシンボルに接近して記号につながれる。第３及び第４シンボルは前のように、ソースレベル及び周波数バンドを符号化する。

このような実施形態では、通信リンクは次のように確立される。

トランスミッターはハンドシエーク通信モードコマンドを送信する。このコマンドは、ソースＩＤ、宛て先ＩＤ、伝送ソースレベル及び動作モードについて符号化される。モードコマンドはリンク及び動作周波数バンドの要求を定義する。レシーバはハンドシエーク通信モードコマンドを受信する。レシーバはハンドシエーク通信モード伝送を復号し、ソースＩＤ、宛て先ＩＤ、ソースレベル、及び動作モードを確かめる。有効であれば、レシーバはデータ通信モード信号処理チエーンを、所要周波数バンドで動作するように調整し、受信ビームを、トランスミッターを指すように調整する。レシーバは、承認するハンドシエーク通信モードコマンドを送信する。トランスミッターはハンドシエーク通信モード承認を受信する。トランスミッターは、ハンドシエーク通信モード伝送を復号し、ソースＩＤ、宛て先ＩＤ、ソースレベル及び動作モードを確かめる。有効であれば、トランスミッターはデータ通信モード信号処理チエーンを、所要周波数バンドで動作するように調整し、レシーブビームを、レシーバを指すように調整する。トランスミッター及びレシーバは、確立された動作周波数バンドで適当なモードを使用して通信する。

ハンドシエーク通信モード信号の到着角度を決定するために、ハンドシエーク通信モードの解決法が、図３に示すようにレシーブアレーの周辺部に等間隔をなした８つの水中聴音機の各々のために計算される。隣接したエレメントからのコリレータ出力は、信号到着時間の差を決定するために閾値にされ且つ相互相関される。このプロセスはＷＯ０４／０２７４４４にもっと詳細に記載されている。信号到着情報は、ビームを送信船へ向けるビームホーマーに通される。

チャンネルが一旦確立されると、相対方位、相対ドプラー及び動作周波数バンドが決定されると、データ通信モードが始まる。あらゆる動作モードに共通のデータ通信モードプロトコールヘッダーを図４に示す。

ヘッダーは３つの同期波形を含む。最初の２つの波形は時間同期とドプラー推定のために使用され、３番目の波形は、チャンネル推定のために使用される。ヘッダー内には、引き続くデータ伝送の性質を定義する幾つかのフィールドがある。これらのフィールドを図５に詳細に示す。

３ビットは、例えば、ＡＳＣＩＩデータ、二進データ、ＳＭＳメッセージ及び音声メッセージのような８つまでの可能なデータタイプを指示するために使用される。変調モードの４ビットは、低データ速度モード及び高データ速度モードを含む１６までの可能なモードを指示する。更なる２ビットは前方エラー修正（ＦＥＣ）タイプを指示する。最後に、９ビットは０ないし５１２シンボル／ｋＢのデータパケット長さを指示するために使用される。

データ伝送のパラメータを特定するのに加えて、データ通信プロトコールヘッダーはヘッダーコラプションを確認する３ビットチェックサムを指示する。

図６は、本発明の実施形態による動作のできるモデムのハードウエア及び物理的なインターフェースを図示する。

モデムとの４つの物理的なインターフェースがある。

ハンドシエーク通信モードインターフェース（モデムデータ入力）
ハンドシエーク通信モードデータストリームは、上シリンダリングからの単一エレメントデータを含む。このデータストリームは全水平カバレージを提供し、かつ他の通信パーティによる遠隔ハンドシェーク伝送を検出し、同期させ、かつ局所化するためにモデムによって使用される。

データ通信モードインターフェース（モデムデータ入力）
データ通信モードストリームは、ハンドシエーク通信モード中に得られた方位推定から調整された４つのリングの各々からの水平ビームレベルデータを含む。この処理は、リング毎の全水平アレイゲインを取り込んで、垂直チャンネルデータをデータ通信モードに与える。

伝送ディジタルデータストリーム（モデム波形出力）
伝送ディジタルデータストリームはディジタル伝送信号をモデムからＬ３−ＣＯＭディジタル／アナグロ変換ステージ及びパワー増幅ステージに搬送する。

ＲＳ４２２シリーズデータストリーム（ユーザデータ入力／出力）
ＲＳ４２２リンクはディジタルデータ情報及び検出パラメータをモデムに及びモデムから搬送する。

モデムは、２つの入力プロセッサーを使用する。第１のプロセッサーは単一リングからチャンネルデータを受理する。このプロセッサーは、ハンドシェーク通信モード伝送を検出すること、到着ドプラー及び方位を測定すること、及びデータ通信、伝送ソースレベル、ソースＩＤ、宛て先ＩＤのための動作バンドを定義するプロトコールパラメータを決定することに責任がある。この情報はＲＳ２３２ないしＲＳ４２２トランシーバを経てユーザＯＭＩに送られる。この情報は、全アレイアパーチャを使用するセクターモードデータ通信をサポートするために使用され、好ましい実施形態では、ハンドシェーク通信モードは低周波数バンドで全方向性監視を提供する。

したがって、ハンドシェーク通信モードプロセッサーの主たる機能は、引き続くデータ通信モード用にモデムを予め調整するために、ハンドシェーク通信モード伝送を検出しかつ復号する。ハンドシェーク通信モードプロセッサーはアレイインターフェースからリングレベルデータを受理する。このプロセッサーはシステムイニシアル同期に対して責任があり、図７に示すように幾つかの処理エレメントを含む。

図８７の単一処理チエーンは５つの主ブロックを表す。２チャープシンクロナイザーブロックはハンドシエーク通信モード伝送を検出すること及びハンドシエーク通信モードに同期させることに対して責任がある。このブロックは、４つのリングエレメントからクワッドラントエレメントデータを受理する。検出がなされるとき、タイム同期データが、ＷＯ０２／０８２６９５に記載されているように、一時的な圧縮／膨張を取り除くドプラー修正アルゴリズムを実行するドプラーシンクロナイザーに流される。次いで、タイム−ドプラー同期データは、信号を複素べースバンドにダウン変換するＩＱダウン変換ブロックに流される。次いで、この複素ベースバンド情報はチャンネル方位エスティメータに流される。このアルゴリズムは、適切なセレクターエレメントを選択することによって且つエレメント間の相関出力間の位相情報を使用することによって精密方位推定を計算する。次いで、プロトコール復号ブロックは、ハンドシエーク通信モード伝送内のデータ情報を復号してハンドシエーク通信モード処理のキー出力を提供する。

検出情報
相対方位
チャンネルインパルス
ＳＮＲ推定
相対ドプラー
データペイロード情報
ＩＦＦソースＩＤ
ＩＦＦ宛て先ＩＤ
トランスミッターソースレベル
モード

第２プロセッサーは４つのアレイリングの各々のためアレイから水平にビーム形成されたデータを受理する。このプロセッサーは、データ伝送を検出すること、データ通信モードヘッダープロトコールを復号すること、およびデータ変調タイプ及びデータ速度と同一基準の適切な信号ベースバンドチエーンを実行することに対して責任がある。ディジタル信号処理Ｂからの複素ベースバンドデータは復調プロセッサーディジタル信号処理Ｃに送られる。このモードは低周波数バンド、高周波数バンドのいずれにおいてもセクターカバレージを提供する。

データ通信モードプロセッサーはアレイインターフェースから水平ビームレベルデータを受理する。このデータは、有効ハンドシエーク通信モード伝送が受信された後に有効である。ハンドシエーク通信モード伝送は適当なデータ通信モード動作のために幾つかのステージパラメータを確立する。

− 相対方位
− 相対ドプラー
− データ通信モード動作バンド

有効ハンドシエーク通信モードコマンドが受信され、そして有効ビーム形成データが入力リンクポートに利用されるようになると、データ通信モードは、図８に示すように、ベースバンドデータについて動作する第２ステージ同期アルゴリズムを実行する。

図８を参照すると、４つの垂直リングの各々からのビームレベルデータはハンドシエーク通信モードによって提供されるドプラー推定に基づいてドプラー補正される。次いで、このビームデータはハンドシエーク通信モード伝送に特定された動作バンドに従ってベースバンドされ、かつ単一のブロードサイドビームを形成するように合計される。

次いで、単一の垂直ビームデータＩ，Ｑデータは、同期ドプラーセルのどちら側も３ドプラーセルのため３チャンネルの複素コリレーターを実行する。このシンクロナイザーの目的は、特に高周波数でシステムの改善ドプラー公差を提供することにあり、かつまた通信パーティが移動しておりかつ相対ドプラー変化している場合に低ダイナミックドプラートラッキングを提供することにある。

この方法で、＋／−０．７５ｍ／ｓのドプラー変化を、更なるハンドシエーク通信モード伝送を使用して再推定にたよることなく補正することができる。

ハンドシエーク通信モードプロセッサとデータ通信モードプロセッサーの両方が同時に動作するから、データ通信フェーズ及び又はハンドシエーク通信モード伝送の周期的な伝送中追加のハンドシエーク通信モード伝送を送信することによってデータ通信中方位、ドプラー及び動作バンドに調整がなされる。

第３プロセッサーは、アレイの４リングの各々からタイム−ドプラー−スペース同期複素ベースバンドデータを受理し、ＤＳＰＢによって通された復号プロトコール情報に基づいて適切な復調スキームを実行する。このプロトコール情報は上述のパラメータを定義し、そのパラメータは、次のことを含むデータ送信を復号しかつ解釈するために自動的に使用される。

動作バンド（高周波数又は低周波数）
変調モード
伝送カウンター
カレント方位
カレントドプラー
ＳＮ比ｗ，ＳＮ比ｉ，ＳＮ比ｏ
チャンネル推定
複素ベースバンドデータ

使用された変調スキームの正確な詳細は本発明に取っては重要ではないが、利用できるバンド幅を活用しかつセキュリティ／カウンター検出の変化するレベルを提供するために信号の特性を選択することができる。

本例では、低周波数バンドのモードは２０ないし１７０ミリセカンドの範囲にわたるシンボル時間を有し、それぞれほぼ１４０ないし１８ｂｐｓのデータ速度を提供する。高周波数バンドでは、１３ないし１０６ミリセカンドのシンボル時間はそれぞれ２３０ないし２５ｂｐｓのデータ速度を提供する。

強さを犠牲にして異なる組の変調モードによってより高いデータ速度を提供することができる。低周波数高データ速度モードは１２０００ｂｐｓまでのデータ速度を生じさせることができ、高周波数高データ速度モードは２００００ｂｐｓに近づくデータ速度を提供することができる。

本発明を純粋に例示として上で記載し、詳細の修正を発明の範囲内でなすことができることは理解されるであろう。

明細書、請求の範囲及び図面に開示された各特徴を、独立に又は任意適当な組合せで提供してもよい。

Claims (15)

1. データをリンクイニシエータとリンクレセプタとの間で音響的に通信する方法であって、
   リンク取得波形を送信するステップと、
   リンク取得波形のレシートを受信するステップと、
   前記レシートから通信チャンネルパラメータを確立するステップと、
   データを前記確立されたパラメータにしたがって前記通信チャンネルにそって送信するステップと、
   を含む前記方法。
2. 前記パラメータは、範囲、方向、周波数バンド及びドプラーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１による方法。
3. 前記リンク取得波形は全方向に送信される、請求項１又は２による方法。
4. 前記リンク取得波形のレシートは水中聴音機のアレイによって受信される、請求項１ないし３のいずれかによる方法。
5. 前記アレイはリングアレイである、請求項４による方法。
6. 前記パラメータは、イニシエータとリンクレセプタとの間の相対方向を含み、データは、ビーム形成によって方向チャンネルパラメータにしたがう方向に通信される、請求項１ないし５のいずれかによる方法。
7. 取得波形は、レシートのためのソースレベルを定義する，請求項１ないし６のいずれかによる方法。
8. 取得波形は持続時間が１秒以下である、請求項１ないし７のいずれかによる方法。
9. データ通信が複数の予め選択されたモードのうちの１つで起こる、請求項１ないし８のいずれかによる方法。
10. 全てのモードは共通のヘッダー構造を有する、請求項１ないし９のいずれかによる方法。
11. データ速度はモード間で異なる、請求項１ないし１０のいずれかによる方法。
12. データパケットは可変長さのものであり、各データパケットは、データパケットの長さを指示するヘッダーを含む、請求項１ないし１１のいずれかによる方法。
13. リンク取得波形を送信し且つ前記波形のレシートを受信するようになった音響トランスデューサのアレイと、
    前記レシートから通信チャンネルパラメータを確立するための、及び前記確立されたパラメータにしたがって前記チャンネルにそって前記アレイによって伝送用のデータ信号を提供するためのプロセッサーと、を含む、データを音響的に送信するための装置。
14. リンク取得波形を受信し且つ前記波形のレシートを送るようになった音響トランスデューサのアレイと、
    前記波形から通信チャンネルパラメータを確立するための、及び前記確立されたパラメータにしたがって前記チャンネルから前記アレイによって受信されたデータ信号を処理するためのプロセッサーと、を含む、データを音響的に受信するための装置。
15. ハンドシエーク伝送を処理するための、及び通信チャンネルパラメータを確立するためのハンドシエークモードプロセッサーと、
    前記確立されたチャンネルパラメータにしたがってデータを変調させるための変調器と、前記確立されたチャンネルパラメータにしたがってデータを復調させるための復調器と、を含む音響的に通信されるべきデータを処理するための装置。

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