[发明专利]水面和水下机动平台光声互联双向通信方法

权利要求书

1.一种水面和水下机动平台光声互联双向通信方法，由水面机动平台和水下机动平台执行，所述水面机动平台包括激光致声通信模块和激光雷达模块，所述水下机动平台包括激光致声通信模块和激光水听阵列，水面机动平台通过激光致声模块发射信号光束激励水面产生水声载波信号，水下机动平台通过激光水听阵列接收声学信号，完成水面对水下机动平台的下行信息传输；水下机动平台通过激光致声模块向上发射声学信号，水面机动平台通过激光雷达模块探测声至水面波动，完成水下对水面机动平台的上行信息传输；

所述激光雷达模块包括激光雷达通信模块和水声通信模块，水面机动平台上搭载的激光致声通信模块发射激光载波波束激励水面产生声波信号，水下机动平台上的激光水听阵列搜索跟踪该声波信号，建立水面机动平台与水下机动平台间稳定的光声互联下行通信链路；水下机动平台搭载的激光致声通信模块发射激光载波波束激励水体产生声波信号，传播至水面形成水面波纹；水面机动平台搭载的激光雷达模块发射激光波束照射到水面形成波束反射和漫射，激光雷达通过探测并解调水面回波信号，建立水下机动平台与水面机动平台间稳定的光声互联上行通信链路；

水下机动平台和水面机动平台通过融合激光水面致声链路、水声通信链路，声致水面通信链路和激光雷达测声链路传输信息，并通过光声双载波同源信息级联传输、光声载波互调制、互校验等手段增强水面-水下机动平台间双向通信效能。

2.根据权利要求1所述的水面和水下机动平台光声互联双向通信方法，其特征在于，所述方法通过无线通信系统实现水面机动平台对水下机动平台单向通信模式，水面机动平台作为通信的发起方，采用广播式、单向信息传输模式发起通信并建立激光致声通信链路，水下机动平台仅根据需要接收并解调声学信号，并根据实际情况选择是否应答，通过水面对水下单工信息传输机制提升水下对水面机动平台的无线通信系统可靠性和抗干扰能力，保障水下机动平台位置信息不被截获。

3.根据权利要求1所述的水面和水下机动平台光声互联双向通信方法，其特征在于，所述方法通过无线通信系统实现水下机动平台对水面机动平台单向通信模式，水下机动平台作为通信的发起方，采用广播式、单向信息传输模式发起通信并建立水声通信链路，水面机动平台仅根据需要启动激光雷达探测系统，探测水面声学信号，并根据实际情况选择是否应答，借助水下对空中单工传输机制提升水下对水面机动平台的无线通信系统可靠性和抗干扰能力。

4.根据权利要求1所述的水面和水下机动平台光声互联双向通信方法，其特征在于，所述方法通过无线通信系统实现水下机动平台对水面机动平台双单向通信模式，水面机动平台或者水下机动平台都可以作为通信的发起方，通信双方可根据需要长期保有可靠的光声级联双向通信链路，通过激光致声通信和激光雷达测声解决传统水声通信终端拖曳声呐体型庞大、拖曳阵收放困难、阵型难以保持的问题，提升水面机动平台和水下机动平台间无中继双向通信系统效能。

5.根据权利要求1-4之一所述的水面和水下机动平台光声互联双向通信方法，其特征在于，所述方法具体包括：

S101、水下机动平台或水面机动平台根据需要发起通信请求，水下机动平台建立激光致声以及声至水面通信链路，水面机动平台建立光致声通信链路；

S102、通信的接收端根据需要搜索跟踪相应的水面或水下声学信号；

S103、通信双方通过解调和译码接收信号，完成信息的接收，并根据具体情况，选择是否应答对方信号，从而完成双向通信链路的建立和保持；

S104、对于激光致声的声源信号，针对信道特性，改变激励光源的重频、脉宽参数获得不同波长，不同频率的声源信号，抑制多径干扰；

S105、对于双向通信模式，当信息传输出现差异时可执行重传请求、协商纠错，确保双向通信系统的可靠稳定。

6.根据权利要求1所述的水面和水下机动平台光声互联双向通信方法，其特征在于，所述激光致声通信模块中信息传输载体的第一阶段为激光，激光入射到水面并击穿水面形成声呐信号，此时信息传输载体的第二阶段为声呐。