[发明专利]基于主动时间反转的水声网络预约多址接入方法

摘要

本发明提供了一种基于主动时间反转的水声网络预约多址接入方法，涉及水声通信与水下网络技术领域，采取适用于分布式水声网络MAC层，节点间数据传输过程中的多址接入，避免了传输冲突，大大提高了一次传输成功的概率和信道利用率，降低了组网能耗，通过主动TR空时聚焦性，利用水声信道的空变特性，将劣势转化为优势，削弱水声信道的广播特性，不仅起到了有效隔离分布式多跳环境下相邻链路间信号干扰的关键作用，而且这种削弱信道广播性的特点赋予了该多址方法良好的传输隐蔽性与保密性，提高空间复用度，提高网络吞吐量，降低系统时延，节省了能量。

主权项

1.一种基于主动时间反转的水声网络预约多址接入方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：节点A判断自身在链路时变周期T内是否收到来自节点B的探针包，当节点A在T内收到了来自节点B的探针包，判断探针包的Lifetime是否小于T_cl，其中Lifetime为A节点接收到探针包的时刻与当前时刻的时间差，干扰时间T_cl＝2t_p+t_tr，数据包传播时间t_p＝d/c，d为节点间最大距离，c为水声传播的速度，数据包传输时延t_tr＝L/R，L为传输帧的长度，R为数据包传输速率，且满足T＞T_cl：若Lifetime＜T_cl，等待T_cl‑Lifetime时间之后执行步骤3；若Lifetime≥T_cl，直接执行步骤3；如果节点A在链路时变周期T内没有收到来自节点B的探针包，则执行步骤2；步骤2：节点A向节点B发送探针请求包，然后处于等待状态，若在T_th时间内节点A收到来自节点B的探针包，执行步骤3；否则，节点A重新向节点B发送探针请求包，直到节点A重新向节点B发送探针请求包的次数超过探针请求包的最大重传次数N_max，则进入步骤6，其中，重传等待时间T_th＝2t_p+t_tr+Δ，Δ为保护时间；步骤3：节点A基于接收到的探针包对真实信道h_AB(t)进行估计，得到信道冲激响应g_AB(t)，然后将拟传输信息序列与时反后的g_AB(t)进行卷积，在确定的调制方式下，依据接收端的误码率要求，根据被动声纳方程计算节点A所需最小发射功率，发送端A节点选取该最小发射功率向B节点发送时反处理后的数据步骤4：节点B判断自身是否成功收到步骤3中的数据包经过信道后的数据其中，变量X_AB(t)代表节点A发送到节点B的数据包，g_AB(‑t)表示节点A接收到来自节点B探针包，估计出的信道冲击响应g_AB(t)，g_AB(t)进行时反处理后得到的就是g_AB(‑t)；g_BA(t)表示节点B接收到来自节点A的数据包，估计出的信道冲击响应g_BA(t)，把g_BA(t)进行时反处理后得到的就是g_BA(‑t)；若收到，进行信道估计得到g_BA(t)，然后立即向节点A发送时反处理后的确认包信号其中，x_ACK(t)表示节点B接收到来自节点A的数据包，立即向节点A发送确认包x_ACK(t)，然后处于空闲状态，并进入步骤5；若节点B没收到步骤3中的数据包经过信道后的数据，直接进入步骤5；步骤5：节点A判断自身在T_th内是否收到来自节点B的确认包，若收到，则执行步骤6；若没收到来自节点B的确认包，节点A向节点B重新发送并执行步骤4，直到节点A向节点B重新发送数据包的次数超过数据包最大重传次数N_max，则进入步骤6；步骤6：数据接入的过程结束，任务完成。