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随着陆地资源开发已逐渐不能满足人类社会的需求。人们的目光纷纷投向了资源含量极为丰富的海洋。这都与信息获取、传输、分析的电子信息手段息息相关。但受到通信技术的制约，对于海洋的开发与探索一直受到了局限。目前水下通信所使用的通信方式主要包括了激光通信、水声通信、声纳通信等，而空中到水下的通信是一种跨界面的链路，需要利用无线电或激光载波所携带的数据信息完成水下信息传输。 激光信号虽然具有指向性强、能量集中等特点，但在空气中存在的漂浮物如尘埃、水汽等会导致激光能量的衰减和散射，使到达海面的激光能量受限，并且开放信道环境下存在通信数据外泄的隐患；水下环境中存在海洋生物、海藻漂浮物等物体会遮挡光信号，导致光信号受海洋湍流、海浪等影响无法保证数据的可靠传输；无线信号在空气中传播过程，若没有采取合理的加密和调制方式，同样可导致数据的外泄，并且电磁波信号在水下的衰减很快，导致其传输距离受到较大限制。而发生战争时，水面换能设备必将成为敌方着重攻击的目标，当水面设备遭到打击破坏，空中到水下的通信链路将中断，无法实现正常的命令收发。因此针对此类通信环境，本文提出一种基于可变时隙的激光水声通信下行信号传输方法，主要研究内容如下： 课题分析了高能量密度激光脉冲产生激光声信号的三种光声效应产生机制，并讨论了激光通信中常用的几种脉冲位置调制方式及其特性。研究PPM编码调制原理与信息分帧技术，分析导频与信息字节组成PPM帧编解码过程以及激光水声的传输特性，通过软硬件方法完成系统设计，利用单片机对输入数字信号进行处理，使之以短帧形式实现变时隙信息传输，降低信息丢失概率。在水下与大气信道之间通过激光致声，可灵活进行远程控制，不易被发现和截获，水下声信道采用变时隙PPM通信，通过高灵敏度水听器提取激光声信号，并对其放大和整形，最终转换为标准 TTL 信号输入FPGA进行解码，整个过程大大提高了从空间到水下的信号传输的安全性能。 经实验测试证明，水下激光声变时隙PPM的数据传输通信灵活方便，收发双方通过设定和变时隙的PPM通信协议，进一步提高了抗干扰抗截获等性能。