[发明专利]一种基于行船中继节点的水声数据多跳协作传输方法

摘要

一种基于行船中继节点的水声数据多跳协作传输方法，涉及水下通信。利用航道上行船搭载水声数据收发装置，建立水声数据多跳协作传输。源节点广播信号，若有两艘配备有水声数据收发装置的行船进入有效接收范围时，距离目的节点较远的一艘行船选为协作节点，距离目的节点较近的另一艘行船选为中继节点，开始进行信号接收，协作节点将接收到的信号解码转发给中继节点；若有效接收范围时，则该船并解码。解码成功后，该行船向其有效接收范围内的更靠近目的节点的行船转发来自源节点的信号，有效接收范围内存在行船的不同情况，进行水声数据的接收和解码处理；多跳协作传输，直到目的节点进入某一中继节点的有效接收范围，完成水声数据多跳协作传输。

主权项

1.一种基于行船中继节点的水声数据多跳协作传输方法，其特征在于包括以下步骤：1)统计近海海域航道中行船出现的概率分布，同时将统计得到的各船之间的距离d的范围记为：d_max＞d＞d_min   (1)其中，d_max和d_min分别表示各船之间的最大距离和最小距离；水声数据发射接收的有效收发距离为L，源节点S每隔时间T广播发射一个数据包信号；定义以水声数据发射点为圆心以L为半径的圆范围内为水声数据发射的有效接收范围；2)在近海海域，当航道上配备有水声数据收发装置的行船进入有效接收范围时，则接收来自源节点S的信号；3)若同时有两艘行船出现在有效接收范围内，距离目的节点D较远的一艘行船选为协作节点C₁，其距离设为l₁，距离目的节点D较近的另一艘行船选为中继节点R₁，其距离设为l₂，因此，l₁、l₂关系应满足：L＞l₂＞l₁   (2)根据航道中行船的船间距分布确定L的取值，船间距d分布在d_min～d_max之间，则：L≥d_max   (3)假设行船的平均航速为V，航道宽度为H且源节点S在航道正中，要使得水声数据传输过程中行船不驶出航道，必须满足以下关系式：其中c为海水中声传播的速度；4)协作节点C₁将接收到的信号解码转发给中继节点R₁，中继节点R₁将来自源节点S和协作节点C₁的信号进行联合解码；5)若中继节点R₁联合解码失败，但协作节点C₁解码成功，则将协作节点C₁作为中继节点R₁继续进行数据传输；6)若出现在有效接收范围内的行船仅有一艘，则该船作为中继节点R₁直接进行数据传输，接收来自源节点S的信号；7)若中继节点R₁解码成功后，该行船向其有效接收范围内的更靠近目的节点D的行船转发来自源节点S的信号；否则，请求源节点S进行重传，重复步骤2)～7)，直至达到最大重传次数或者中继节点R₁解码成功为止；8)若到步骤7)为止，传输过程或解码依旧失败，则定义本次传输失败；9)中继节点R₁接收数据成功后，若有两艘行船出现在中继节点R₁有效接收范围内，则参照步骤3)，将距离目的节点D较远的一艘行船选为协作节点C₂，距离目的节点D较近的另一艘行船选为中继节点R₂，进行水声数据的接收和解码；10)中继节点R₁接收数据成功后，若仅有一艘行船出现在中继节点R₁有效接收范围内，则参照步骤6)将该船定义为中继节点R₂，进行水声数据的接收和解码；11)以此类推，直到目的节点D进入中继节点R_max的有效接收范围，若目的节点D解码成功，则最终完成水声数据多跳协作传输任务；否则，请求中继节点R_max进行重传，直至达到最大重传次数或者目的节点D解码成功为止；若重传后，目的节点D依旧无法成功解码，则定义本次传输失败。