基于距离远近自适应选择时隙的水声通信方法技术

本发明专利技术涉及基于距离远近自适应选择时隙的水声通信方法。本发明专利技术的目的是提供一种自适应时隙选择水声通信方法，为了充分利用水声通信的特点，协议首先测量各个从节点和主节点之间的数据传输时间，根据传输时间的长短形成队列关系，充分利用这种距离远近的差别形成各个从节点数据到达主节点的交错，避免到达数据的碰撞；为了提高初始化阶段成功率，基于随机算法人为产生延迟系数，可有效避免握手数据碰撞，有效节省发送时间，缩短发送周期，提高发送效率。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于水声传感器通信
，具体的说是一种针对集中式拓扑结构的水声传感器网络通信方法，根据节点之间的距离远近确定发送顺序和发送时隙，简化传感器网络的同步环节，有效节约数据传输用时。
技术介绍
：水下通信网是由布放在水下的传感器节点和海面浮标节点组成的分布式、多节点、大面积覆盖水下三维网络，可以对信息进行采集、处理，并通过水下通信节点以中继方式回传到陆基或船基信息控制中心的综合系统。陆地上通常使用的无线电通信方式是以电磁波为载体，电磁波在水中传播时，被大量吸收而快速衰减，作用距离十分有限。而声波在水下有着良好的传播性能，频率范围在1Hz～50kHz之间的声波在水中的衰减系数约为10-4dB/m～10-2dB/m。使用声波作为水声通信的载体，设备简单，只需使用水声换能器将电、声信号进行转换即可实现。现阶段，以声波为载体的水声通信是实现水下无线通信的主要形式，发展水声通信技术无论是在军事方面还是在民用方面都有着重要而实际的意义。相对于陆地通信，水声通信有其自身的特点：可用信道带宽窄，误码率高；数据传输率低，深海中声波传播距离和波特率的乘积在垂直方向上具有40km×kbps的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于距离远近自适应选择时隙的水声通信方法，其特征在于如下步骤：第一步：确定簇内的主节点和从节点，主节点负责汇总、传递数据，从节点负责采集传递数据给主节点，对簇内的从节点进行编号，编号代表相应节点的ID号，假设一个簇有I个从节点；第二步：设计广播帧、控制帧和数据帧三种帧类型，广播帧的作用是通知从节点调整数据发送时刻，减轻或避免由于从节点位置飘移、传播时延抖动等问题造成的数据碰撞，控制帧的作用是对从节点的上行数据做出应答，确认接收成功或请求重传，数据帧是从节点发送给主节点的采集数据；第三步：开始系统初始化，从节点i按照随机算法产生一个延迟系数Ki，为使主节点有足够计算时间，尽量使各从节点的延迟系数...

【技术特征摘要】
1.基于距离远近自适应选择时隙的水声通信方法，其特征在于如下步骤：第一步：确定簇内的主节点和从节点，主节点负责汇总、传递数据，从节点负责采集传递数据给主节点，对簇内的从节点进行编号，编号代表相应节点的ID号，假设一个簇有I个从节点；第二步：设计广播帧、控制帧和数据帧三种帧类型，广播帧的作用是通知从节点调整数据发送时刻，减轻或避免由于从节点位置飘移、传播时延抖动等问题造成的数据碰撞，控制帧的作用是对从节点的上行数据做出应答，确认接收成功或请求重传，数据帧是从节点发送给主节点的采集数据；第三步：开始系统初始化，从节点i按照随机算法产生一个延迟系数Ki，为使主节点有足够计算时间，尽量使各从节点的延迟系数差别大一些，通过公式(1)计算从节点i的初始化响应时间；TCi＝Ki×ΔT (1)第四步：主节点O向周围的从节点广播时间表注册指令RIS，并记录当前时刻Ts，注册指令包含从节点的注册信息；第五步：从节点i收到RIS指令后，延迟TCi时间发送时间表注册响应信号CIS，CIS信息包含从节点i的ID号、延迟时间TCi；第六步：主节点收到从节点i回复的CIS信号后记录当前时刻TRi，设主、从节点的传输时延为TD，按照公式(2)计算主节点到从节点i的传输时延TDi，主节点纪录从节点编号和相应传输时延，完成对从节点i的注册；TDi＝(TRi-Ts-TCi)/2 (2)第七步：主节点统计簇内被记录的从节点信息，如发现簇内有的从节点信息未被注册，则主节点需重新发送注册指令RIS；第八步：从节点根据RIS指令判断是否被注册，如已注册则不回复CIS信号，如没有注册则须按照原延迟时间重新发送CIS信号；第九步：重复步骤四到步骤八，直到簇内从节点均被记录；第十步：主节点根据I个从节点的传输时延值从小到大进行排序，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王好贤，周志权，梁益，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37