声波是目前所知唯一能够在海水中远距离传输的信息载体，所有水下探测、观测、监测及信息传输等问题都需要水声技术去实现。由于海水对电磁波几乎是不透明的，陆地和太空中应用很好的无线电和光学技术在水下远程目标探测和通信很难有用武之地。水声学的诞生与发展，与海军作战、航海安全、海洋科学、海洋资源开发、海洋环境保护密不可分，至今已有 100 多年的历史。

内波是发生在流体内部的一种波动，孤子内波属于非线性内波，它多发生于浅海海域，潮流和变化的海底地形之间的相互作用是孤子内波的主要生成机制。孤子内波振幅最大可达数百米，它扰动海水中的温盐分布，使声速剖面产生明显的距离依赖性，进而影响海洋中的声传播。

声波是当前水下远距离无线通信的首选信息载体。然而，水声通信的资源严重受限，可用带宽窄、多途时延长、多普勒频移严重。此外，海洋是一个复杂动态系统，各种时间和空间尺度的海洋动力过程，加之界面的动态不平整等导致水声信道容量存在较大的起伏。常规通信方式为保证通信可靠性，通信速率只能受限于最恶劣时的信道情况，而在信道条件较好时，速率无法随之动态提高，通信速率与可靠性难以兼得。如何在信道严重起伏条件下实现逼近信道容量的高可靠通信，一直是本领域的一个难点问题。