[发明专利]一种适用于水声网络的时反多址接入方法

摘要

本发明提供了一种适用于水声网络的时反多址接入方法，涉及水声通信与水下网络技术领域，本发明给出了一种改进的适用于水声网络的时反多址接入方法，针对主动时间反转的水声网络预约多址接入机制，在信道若相关性被打破的情况下，完全避免冲突与碰撞，提高成功传输的概率，通过主动TR空时聚焦性，利用水声信道的空变特性，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，在水声信道相关性不确定的条件下，即使信道弱相关性被打破依然可以提高空间复用度与网络吞吐量，降低系统时延，节省能量。

主权项

1.一种适用于水声网络的时反多址接入的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：节点A在有数据要发向节点B时，节点A首先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，若节点A在T内没有收到来自节点B的探针包，执行步骤2；若节点A在T内收到了来自节点B的探针包，执行步骤3；步骤2：节点A以广播的形式向节点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，直接执行步骤9，N_max取值3‑10，其中，重传等待时间T_th＝2t_p+t_tr+Δ，数据包传播时间t_p＝d/c，d为所有节点间的最大距离，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，Δ为保护时间；步骤3：节点A判断自身在链路时变周期T内是否收到网络中除节点B以外的节点的探针包，如果节点A接收到来自其它节点的探针包，则将其中的第i个节点记为I_i，在本地保存满足条件的所有节点的探针包，然后进入步骤4；如果节点A没有收到网络内其他节点的探针包，执行步骤5；其中，为A节点接收到第i个节点的探针包的时刻与当前计算时刻的时间差，Lifetime_B为A节点接收到节点B的探针包的时刻与当前计算时刻的时间差；步骤4：节点A在本地计算节点A和节点B链路间与节点A和节点I_i链路间的信道间相关系数若所有的都满足执行步骤5，其中Cor_MAX为保证节点A在成功发送数据到节点B的前提下，AB链路与其他链路间所能达到的最大信道间相关系数；若存在满足的情况，则在满足的条件下，节点A找出接收节点探针包在节点A停留时间最少的节点K，并判断Lifetime_K与T_cl的关系，Lifetime_K为A节点接收到节点K的探针包的时刻与当前计算时刻的时间差，干扰时间T_cl＝2t_p+t_tr，且满足T＞T_cl；若Lifetime_K＜T_cl，等待T_cl‑Lifetime_K时间之后执行步骤6；若Lifetime_K≥T_cl，直接执行步骤6；步骤5：节点A判断Lifetime_B与T_cl的关系：若Lifetime_B＜T_cl，等待T_cl‑Lifetime_B时间之后执行步骤6；若Lifetime_B≥T_cl，直接执行步骤6；步骤6：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)，将拟传输信息序列与时反后的g_AB(t)进行卷积得到其中x_AB(t)是节点A要发送到节点B的数据，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进入步骤7；步骤7：节点B判断自身是否成功收到步骤6中的数据包经过信道后的数据若收到，进行信道估计得到信道冲激响应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)是节点B返回给节点A的确认包信号，然后处于空闲状态并进入步骤8；若节点B没收到步骤6中的数据包经过信道后的数据直接进入步骤8；步骤8：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9；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7，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，则直接执行步骤9；步骤9：数据接入的过程结束。