[发明专利]一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法

权利要求书

1.一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法，水声网络拓扑包括源节点和其他节点；其特征在于步骤如下：

步骤1：采用单个矢量水听器接收来自水声网络拓扑通信信号；

步骤2：对通信信号进行去直流和分帧加窗预处理；

步骤3：对预处理后的信号进行定向和定时，每个节点以测向效果最显著的帧的开始时间作为信号到达时间，定向的同时并标记节点和信号到达时间；

步骤4：移动矢量水听器，对移动后的矢量水听器相对于源节点进行定向测量，根据两个测量的角度和移动距离采用几何原理计算其移动前的矢量水听器与源节点之间的距离r；

步骤5：计算水声网络拓扑节点功率P_T：

10*nlgr＝10*lg(P_T/P_R)

其中，n表示声传播扩展系数，P_R为水声通信信号输入矢量水听器的功率；

步骤6：计算水声网络拓扑其他节点距离：

nlg(r/r^*)＝lg(P_R^*/P_R)

其中，n表示声传播扩展系数，r^*表示其他节点声信号传播距离；P_R^*为其他节点水声通信信号输入矢量水听器的功率；

步骤7：水声网络节点信息流向确定

根据各个节点的距离和方向，得到各个节点的相对位置和方向，同时根据到达时间差判断水声网络各个节点的传播方式；相对位置、方向和传播方式即构成了水声网络拓扑。

2.根据权利要求1所述的一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法，其特征在于步骤3中采用的定向方法为MUSIC或ESPRIT算法。

3.根据权利要求1所述的一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法，其特征在于步骤5中采用RSSI测距原理。

4.根据权利要求1所述的一种基于矢量定向和测距的水声网络拓扑感知方法，其特征在于步骤5中考虑球面波传播，n取2。