[發明專利]面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法

有效

• 申請號: 201911050669.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110996284B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張亮;任青妍;孫彥景;王博文;陳巖;周家思;張育芝;王婷婷;張貝貝;姚堯;王斌;張春凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;H04W40/32;H04L45/00;H04W56/00;H04J3/06;H04B7/0413;H04B7/06;G08C17/02;H04B13/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，包括如下步驟：

S10，任務類型不同的主設備依據其屬性選擇水下設備組成簇；

S20，在水面控制中心發布水面控制指令時，與該水面控制指令類型匹配且當前處于空閑狀態的一簇水下設備接收所述水面控制指令，向所述水面控制中心反饋第一回應信息，并成為組織者；

S30，所述組織者以協同式MIMO探通一體化的形式探測與該水面控制指令類型匹配且當前處于空閑狀態的目標簇水下設備，確定新的組織者；

S40，確定當前組織者的數量是否足夠；

S50，若是，所有組織者組網執行探測任務；若否，返回步驟S30；

所有組織者組網執行探測任務包括：

在一個簇內主設備和各個從設備發射信號形成空間波束進行探測；其中，所述從設備為相應簇水下設備中除主設備外的其他水下設備；

各個從設備依次向主設備匯報探測信息；

所述主設備匯聚探測信息，并向簇內各從設備廣播匯聚后的探測信息；

主設備和各個從設備將匯聚后的探測信息編碼進發射信號中，使匯聚后的探測信息疊加入發射信號的主瓣，并將發射信號向所述水面控制中心匯報。

2.根據權利要求1所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，任務類型不同的主設備依據其屬性選擇水下設備組成簇包括：

各個任務類型不同的主設備依據其屬性將無差別水下設備確定為同簇水下設備，同簇水下設備數事先確定。

3.根據權利要求2所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，所述任務類型包括計算優先簇，移動追蹤簇，近距離探測簇以及遠距離探測簇。

4.根據權利要求1所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，所述確定當前組織者的數量是否足夠包括：

所有組織者依據所述水面控制指令發布水下控制指令；所述水下控制指令與所述水面控制指令的指令類型相同；

與所述水下控制指令類型匹配且當前處于空閑狀態的其他簇水下設備反饋第二回應信息，成為目標簇水下設備；

所述組織者統計接收的第二回應信息的數目，根據所述第二回應信息的數目確定當前組織者的數量，若當前組織者的數量大于等于預設簇數，則判定當前組織者的數量足夠。

5.根據權利要求1-4任一項所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，組織者在執行探測任務的過程中，其中每個水下設備的發射信號為：

其中，s(t)表示發射信號，d(mN+n)為第m個OFDM符號在第n個子載波的加載數據，為矩形窗函數，M表示OFDM符號的總數，N表示子載波的總數，t表示時間變量，T表示采樣周期，f_n表示第n個子載波的載波頻率。

6.根據權利要求5所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，接收端的接收信號為：

y(t)＝Ahe^2πftw^Ta_φ+n(t)，

其中，y(t)表示接收信號，A表示振幅，h表示水聲信道衰落，t表示時間變量，w表示預編碼矢量，表示相位偏差，表示第i個水下設備的相位偏差，i＝1,…,K，K為振元的個數，n(t)表示均值為0方差為σ²的高斯白噪聲。

7.根據權利要求6所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，w的最優解的確定過程包括：

將滿足約束條件且使目標函數取得最大值的矢量參數確定為w的最優解；所述目標函數包括：

所述約束條件包括：

||w||²≤1。

8.根據權利要求7所述的面向任務的水下聲磁異構網絡組網方法，其特征在于，其中，w^*表示w的最優解。