[发明专利]一种自适应光声切换的水下无线通信方法及系统

说明书

本发明公开了一种自适应光声切换的水下无线通信方法及系统，其方法包括以下步骤：首先检测两个通信节点间的信道信噪比；根据所述信道信噪比，选择采用固定的声通信模式或者不同的光通信模式作为上述两个通信节点间的约定通信模式；根据所述约定通信模式，执行两个通信节点间的数据传输，其有益效果是可以根据通信信道状况自适应选择通信模式。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体地说，是涉及一种自适应光声切换的水下无线通信方法及系统。

背景技术

水下声通信是目前最为成熟的水下无线通信技术，但声波在水中传输速率仅为1.5×10³米/秒，与光在水中传播速率（3×10⁸米/秒）相差5个数量级。同时军事声呐等不断加剧的海洋噪声正在严重影响着海豚、鲸等海洋哺乳动物的生活，甚至致其听力丧失或死亡。虽然水声通信传播延迟大、通信带宽低、多径效应严重、影响海洋生态，但其最大优势是可实现较远传输距离。

水下无线光通信是一种以光波作为信息载体的通信方式。海水对450～550nm波段内蓝绿光衰减比对其他光波段衰减要小很多，为解决长期水下目标探测、通信等关键难题奠定了坚实基础。无线光通信以高速率、低功耗、较小尺寸和保密性好而著称。虽然无线光通信在速率、功耗、体积等方面有一定优势，然而其通信距离短的缺点制约了光通信在水下无线传感网领域进一步发展。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种自适应光声切换的水下无线通信方法，可以根据通信信道状况自适应选择通信模式；

一种自适应光声切换的水下无线通信方法，具有位于水下的多个通信节点，包括以下步骤：

首先检测两个通信节点间的信道信噪比；

根据所述信道信噪比，选择采用固定的声通信模式或者不同的光通信模式作为上述两个通信节点间的约定通信模式；

根据所述约定通信模式，执行两个通信节点间的数据传输。

本技术方案的有益效果是根据通信信道状况自适应选择通信模式（光通信或声通信），以适应不同水下环境的通信需求以提高水下无线传输的效率。

进一步的，所述信道信噪比越高，选择采用通信速率越高的光通信模式；信道信噪比越低，选择采用通信速率越低的光通信模式或固定的声通信模式；通过采用不同的信道编码调制方法得到不同通信速率的光通信模式，其有益效果是根据通信信道状况自适应选择通信模式（光通信或声通信）和编码调制策略（不同编码调制模式对应不同通信速率），以适应不同水下环境的通信需求以提高水下无线传输的效率。

进一步的，检测两个通信节点间的信道信噪比的具体方法是：第一节点向第二节点通过声通信模式发送请求发送信号，第二节点接收所述请求发送信号，并向其余节点发送清除发送信号；用于停止其余节点向第二节点发送请求信号；第一节点向第二节点通过光通信模式发送检测信号，第二节点接收所述检测信号，解析得到信道信噪比，其有益效果是首先采用声通讯模式发送请求发送信号，可以确保请求发送信号到达目的节点，具体而言就是第二节点，在第二节点接收到以后，第一节点以光通信模式发送检测信号，可以检测当前的通信信道，在这种声通信模式+光通信模式的传输下，高效得检测通信信道的环境。

进一步的，两个通信节点间每传输固定数量的数据后，再次检测所述两个通信节点间的信道信噪比，根据信道信噪比重新确立约定通信模式，并执行数据传输，其有益效果是可以根据环境的改变，实时变换传输策略，高效高质得传输数据。

进一步的，当所述两个通信节点间的数据传输完毕后，第一节点或第二节点向其余节点发送完毕信号，作为一次数据传输完毕的标志，其有益效果是可以向外界发送完毕信号，有效通知外界目前传输数据的状态，作为进行下一步工作的基础。