一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法，包含以下步驟：步驟1、源節(jié)點獲取信道的使用權(quán)并發(fā)送數(shù)據(jù)；步驟2、當(dāng)本次傳輸中可用的中繼節(jié)點數(shù)目大于或等于2個時，進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式；步驟3、將可用的中繼節(jié)點分為N組，各組中繼節(jié)點偵聽源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)趎組中繼節(jié)點偵聽到第i幀數(shù)據(jù)時，如果i除以N的余數(shù)為n，則該組中繼節(jié)點接收該幀數(shù)據(jù)，否則，繼續(xù)偵聽；目的節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和各組中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀；步驟4、源節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送停止信令，中繼節(jié)點接收到停止信令并轉(zhuǎn)發(fā)后停止中繼傳輸，目的節(jié)點接收到停止信令后停止接收。具有提高了傳輸速率，成本和功耗低等優(yōu)點。
【專利說明】一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水聲通信技術(shù)，特別涉及一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]多途干擾是影響水聲通信速率的主要因素之一。聲波在水中傳播時，由于水中界面的邊界反射以及聲線在傳播過程中發(fā)生彎曲造成在發(fā)射節(jié)點和接收節(jié)點之間存在著大量的傳輸路徑，引起接收信號幅度的隨機(jī)起伏和信號的時延擴(kuò)散。與陸上電磁波信道相比，水聲信道的多途效應(yīng)具有時延擴(kuò)展長、隨機(jī)時-空-頻變等特點，處理起來更為困難。分集是一種抵抗多徑衰落的有效技術(shù)，由于水下可用的頻帶窄、時延長，因此基于空間分集的MIMO (Mult1-1nput Mult1-Out)技術(shù)在水下有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于MMO系統(tǒng)需要在通信鏈路的發(fā)送端和接收端架設(shè)的多根天線，并且天線間的距離需要大于信號的波長，因此對設(shè)備的尺寸和成本等方面有著較高的要求，在信號波長長(例如，IkHz的信號在聲速為1500m/s的水中波長為1.5米,遠(yuǎn)大于陸上電磁波的波長)、換能器成本高的水聲通信應(yīng)用中有著較大的局限性。例如，在需要大量小型廉價節(jié)點的水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)和小型無人航行器等應(yīng)用中，節(jié)點可供安裝的換能器個數(shù)和距離通常難以很好地滿足MMO的要求。
[0003]為了解決MMO技術(shù)用于小型無線設(shè)備時多天線安裝困難的問題，近年來陸上MIMO的研究中提出了協(xié)作通信的概念。協(xié)作通信的基本思想是在多用戶環(huán)境下，每個用戶除了發(fā)送自己信息之外，也可以幫助協(xié)作用戶傳輸信息，使得每個用戶在通信過程中既利用自己的信道也利用了參與協(xié)作用戶的空間信道，從而形成了虛擬的MMO信道，獲得空間分集增益。研究表明協(xié)作分集同樣可以達(dá)到完全分集的效果，從而可以在不改變用戶天線數(shù)目的情況下提高系統(tǒng)的傳輸性能。協(xié)作通信技術(shù)克服了 MIMO技術(shù)應(yīng)用中對天線數(shù)目和天線距離的限制，拓寬了 MMO技術(shù)的應(yīng)用范圍，因此成為近幾年MMO技術(shù)研究的熱點，并在2006年開始陸續(xù)被應(yīng)用到水聲通信當(dāng)中。
[0004]現(xiàn)有的水下協(xié)作通信普遍沿用了陸上的傳統(tǒng)同步協(xié)作模式，但由于水聲信道的特殊性，將陸上的傳統(tǒng)同步協(xié)作模式直接用于水下存在著以下不足:
[0005](I)在半雙工的情況下中繼節(jié)點需要先偵聽后發(fā)送，使得源節(jié)點只能間歇發(fā)送信息，即工作在半速率的模式，降低了源節(jié)點的發(fā)送速率，對傳輸速率本已較低的水聲通信帶來不良的影響。傳統(tǒng)的同步協(xié)作通信中，協(xié)作的過程分為兩個階段:第一階段源節(jié)點發(fā)送信息，中繼節(jié)點和目的節(jié)點接收信息，第二階段源節(jié)點停止發(fā)送信息，中繼節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送第一階段中接收到的信息，其信息傳輸?shù)倪^程如圖1 (a)和圖1 (b)所示。從圖1 (a)和圖1 (b)可以看到，源節(jié)點只在第一階段發(fā)送信息，第二階段處于空閑狀態(tài)，顯著降低了源節(jié)點的信息發(fā)送速率。
[0006](2)同步的協(xié)作機(jī)制在長時延的水下環(huán)境使用時存在著同步時間長、傳輸效率低的不足。由于電磁波在空氣中的傳播速度非常快，因此目前陸上的全速率協(xié)作通信均采用了同步的傳輸機(jī)制。但當(dāng)這些同步的協(xié)作機(jī)制應(yīng)用到時延長、同步困難的水下環(huán)境時，會因同步等待的時間過長而造成傳輸效率低下。圖1 (a)和圖1 (b)分別為傳統(tǒng)同步協(xié)作通信用于陸上和水下的時序示意圖，從圖中可以看到同步協(xié)作用于水下時的同步等待時間遠(yuǎn)大于陸上。
[0007]為了提高源節(jié)點信息的發(fā)送速率，在陸上的協(xié)作通信研究中提出了全速率協(xié)作通信的方法，其基本思想是通過多個中繼節(jié)點輪流偵聽和發(fā)送信息等方式來保證源節(jié)點信息發(fā)送的連續(xù)不中斷，但這些方法仍是基于同步的協(xié)作機(jī)制，在水下應(yīng)用時同樣存在著同步時間長、傳輸效率低的缺點。圖2 (a)和圖2 (b)分別為一種典型的雙中繼全速率協(xié)作通信用于陸上和水下時的傳輸時序示意圖。從圖中可以看到將同步的全速率協(xié)作通信技術(shù)用于水下時的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的水下協(xié)作通信技術(shù)傳輸效率低、速度慢等缺點與不足，提供一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法，該方法采用全速率的協(xié)作方式來提高源節(jié)點信息的發(fā)送速率，并利用異步的傳輸機(jī)制來減少同步等待的時間，從而顯著提高傳輸?shù)男屎退俣?。圖3為一種可能的雙中繼異步切換的水下全速率協(xié)作通信時序示意圖，從圖中可以看出源節(jié)點連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，中繼節(jié)點以幀的邊界作為中繼節(jié)點偵聽和轉(zhuǎn)發(fā)的切換時機(jī)，無需等待同步，從而提高了傳輸?shù)乃俾省１景l(fā)明還能根據(jù)中繼節(jié)點的數(shù)目自適應(yīng)地選擇合適的協(xié)作模式進(jìn)行傳輸，因此可廣泛應(yīng)用于多種水下組網(wǎng)通信的應(yīng)用場合中，特別適合水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)、小型無人航行器等需要較大量小型、廉價節(jié)點的水聲應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法，包含以下步驟:
[0010]步驟1:源節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先獲取信道的使用權(quán)；
[0011]步驟2:源節(jié)點獲得信道的使用權(quán)后，確定本次傳輸中可用的中繼節(jié)點，如果可用的中繼節(jié)點數(shù)目大于或等于2個，進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式；
[0012]步驟3:進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式后，將可用的中繼節(jié)點分為N組，N > 2，源節(jié)點向目的節(jié)點和中繼節(jié)點連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)巾貞；各組中繼節(jié)點偵聽源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)巾貞，當(dāng)?shù)讦墙M中繼節(jié)點偵聽到第i幀數(shù)據(jù)時，如果i除以N的余數(shù)為n，則該組中繼節(jié)點接收該幀數(shù)據(jù)，并在接收完畢后向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該幀數(shù)據(jù)，否則則繼續(xù)偵聽；目的節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和各組中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀，合并幀序號相同的各幀數(shù)據(jù)；
[0013]步驟4:源節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送停止信令，中繼節(jié)點接收到停止信令并轉(zhuǎn)發(fā)后停止中繼傳輸，目的節(jié)點接收到停止信令后停止接收。
[0014]上述步驟2中，如果可用中繼節(jié)點數(shù)目為I個，進(jìn)入半速率協(xié)作傳輸模式，具體步驟如下:
[0015]步驟2.1:源節(jié)點向目的節(jié)點和中繼節(jié)點發(fā)送一幀數(shù)據(jù)后偵聽中繼節(jié)點使用的信道，當(dāng)偵聽到中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)完畢后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)；
[0016]步驟2.2:中繼節(jié)點偵聽到源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后，接收該幀數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點；
[0017]步驟2.3:目的節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀后，合并幀序號相同的各幀數(shù)據(jù)；
[0018]步驟2.4:源節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送停止信令，中繼節(jié)點接收到停止信令并轉(zhuǎn)發(fā)后停止中繼傳輸，目的節(jié)點接收到停止信令后停止接收。
[0019]上述步驟2中，如果可用中繼節(jié)點數(shù)為0，采用非協(xié)作傳輸模式，源節(jié)點直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點。
[0020]上述步驟3中，中繼節(jié)點使用解碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點數(shù)據(jù)，源節(jié)點和不同組的中繼節(jié)點使用不同的信道發(fā)送數(shù)據(jù)，同組的中繼節(jié)點使用同一信道發(fā)送數(shù)據(jù)。第η組中繼節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后，若該組只有一個中繼節(jié)點，則該中繼節(jié)點解碼源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)采用單輸入單輸出的方式重新編碼并轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點；若該組有多個中繼節(jié)點，則該組中各中繼節(jié)點解碼源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后采用異步空時編碼的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并在同一信道中轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點。
[0021]上述步驟3中，源節(jié)點和各組中繼節(jié)點在同一信道中發(fā)送數(shù)據(jù)，各中繼節(jié)點采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點的數(shù)據(jù)，目的節(jié)點將某一中繼節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)信號看作源節(jié)點信號的一條多途傳播路徑對接收信號進(jìn)行均衡，然后解碼得到源節(jié)點發(fā)送的信息。
[0022]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0023]1、本發(fā)明與現(xiàn)有的水下兩階段協(xié)作通信和基于同步機(jī)制的全速率協(xié)作通信技術(shù)相比，在中繼節(jié)點大于2的情況下能保證源節(jié)點信息的連續(xù)發(fā)送，同時不需要等待同步，有效地提高了傳輸速率。
[0024]2、本發(fā)明能夠根據(jù)系統(tǒng)中可用中繼節(jié)點的數(shù)目，自適應(yīng)地選擇合適的協(xié)作或非協(xié)作模式進(jìn)行傳輸，能廣泛應(yīng)用于多種水下組網(wǎng)通信的應(yīng)用場合中。
[0025]3、本發(fā)明可以在各節(jié)點使用單換能器的情況下實現(xiàn)MMO的傳輸效果，能在保證傳輸質(zhì)量的同時減小水下節(jié)點的體積、成本和能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1 (a)為傳統(tǒng)的同步協(xié)作模式用于陸上的信息傳輸時序示意圖，S為源節(jié)點，R為中繼節(jié)點，D為目的節(jié)點，Tn為發(fā)送的第η幀數(shù)據(jù)，Rn為接收的第η幀數(shù)據(jù)。
[0027]圖1 (b)為傳統(tǒng)的同步協(xié)作模式用于水下的信息傳輸時序示意圖，S為源節(jié)點，R為中繼節(jié)點，D為目的節(jié)點，Rn為接收的第η巾貞數(shù)據(jù)。
[0028]圖2 Ca)為同步全速率協(xié)作通信用于陸上的信息傳輸時序示意圖，S為源節(jié)點，Rl為中繼節(jié)點1，R2為中繼節(jié)點2，Tn為發(fā)送的第η幀數(shù)據(jù)，Rn為接收的第η幀數(shù)據(jù)，D為目的節(jié)點。
[0029]圖2 (b)為同步全速率協(xié)作通信用于水下的信息傳輸時序示意圖，S為源節(jié)點，Rl為中繼節(jié)點1，R2為中繼節(jié)點2，Tn為發(fā)送的第η幀數(shù)據(jù)，Rn為接收的第η幀數(shù)據(jù)，D為目的節(jié)點。
[0030]圖3為雙中繼異步切換的水下全速率協(xié)作通信時序示意圖，S為源節(jié)點，Rl為中繼節(jié)點1，R2為中繼節(jié)點2，Tn為發(fā)送的第η幀數(shù)據(jù)，Rn為接收的第η幀數(shù)據(jù)，D為目的節(jié)點。
[0031]圖4為本發(fā)明實施例1中異步全速率協(xié)作通信系統(tǒng)示意圖，S為源節(jié)點，D為目的節(jié)點，Rl、民、R」、Rm為中繼節(jié)點。
[0032]圖5為本發(fā)明實施例1中點協(xié)作通信的流程圖。
[0033]圖6為本發(fā)明實施例2中單信道時雙中繼全速率協(xié)作通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，S為源節(jié)點，D為目的節(jié)點，Rl、R2為中繼節(jié)點。[0034]圖7為本發(fā)明實施例2中單信道環(huán)境下異步并發(fā)信息的分集方法示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0036]實施例1
[0037]本實施例為一個包含M+2個節(jié)點的水聲通信網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示，其中S為需要發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點、D為目的節(jié)點、Ri (0〈i〈M)為處于S通信范圍內(nèi)的其他節(jié)點，該網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點之間均可一跳到達(dá)，每個節(jié)點只配備一個換能器，所以各節(jié)點的通信方式是半雙工的。系統(tǒng)帶寬為6kHz，聲速為1500m/s，S - Ri, S - D^R1- D這三個鏈路的最大距離為2km，數(shù)據(jù)包的大小為240個字節(jié)。若采用同步的全速率協(xié)作通信，則協(xié)作傳輸需要兩個時隙完成，而
每個時隙至少需要132s(#^ +，= 2.32)，如此長的時隙將嚴(yán)重降低信道容量。因此

6x10 1500
在上述實施例中，節(jié)點間采用異步的全速率協(xié)作通信方法，能夠有效地提高源節(jié)點信息的發(fā)送速率，而且減少同步等待的時間，從而能顯著提高傳輸?shù)男逝c速度。
[0038]本施例采用以下步驟來實現(xiàn)異步的水下全速率協(xié)作通信，其節(jié)點的工作流程如圖5所示:
[0039]步驟1:源節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先獲取信道的使用權(quán)；
[0040]本實施例中，源節(jié)點S采用T-Lohi協(xié)議通過預(yù)約的方式獲得信道的使用權(quán)，每個時間幀包含一個預(yù)約信道時間段和數(shù)據(jù)發(fā)送時間段，預(yù)約信道時間段由一系列的時間片組成。在預(yù)約信道時間段，節(jié)點S需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送一個短的預(yù)約幀，如果在這個時間片里只有節(jié)點S預(yù)約信道，則節(jié)點S獲得信道的使用權(quán)；如果有其他節(jié)點與S同時預(yù)約信道，則節(jié)點S避退W個預(yù)約時間片，其中we [0，r]，r為預(yù)約信道的節(jié)點數(shù)。如果在避退期間，節(jié)點S收到其他節(jié)點的預(yù)約幀，則節(jié)點S設(shè)置為阻塞狀態(tài)，等到下個時間幀再發(fā)送預(yù)約幀，如果沒收到其他節(jié)點的預(yù)約幀，則在避退時間結(jié)束后重新發(fā)送預(yù)約幀，直到預(yù)約信道成功。
[0041]步驟2:源節(jié)點獲得信道的使用權(quán)后，確定本次傳輸中可用的中繼節(jié)點，如果可用的中繼節(jié)點數(shù)目大于或等于2個，進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式。
[0042]在本實施例中，源節(jié)點S獲得信道的使用權(quán)后，選擇在目的節(jié)點處的輸出信噪比大于門限值的中繼節(jié)點作為本次傳輸可用的中繼節(jié)點。設(shè)上述實施例中可用的中繼節(jié)點數(shù)為3個，分別為H R3,則本次傳輸采用全速率的協(xié)作模式；
[0043]步驟3:進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式后，將可用的中繼節(jié)點分為N組，N > 2 ;源節(jié)點向目的節(jié)點和中繼節(jié)點連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀；各組中繼節(jié)點偵聽源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)讦墙M中繼節(jié)點偵聽到第i幀數(shù)據(jù)時，如果i除以N的余數(shù)為n，則該組中繼節(jié)點接收該幀數(shù)據(jù)，并在接收完畢后向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該幀數(shù)據(jù)，否則則繼續(xù)偵聽；目的節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和各組中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀，合并幀序號相同的各幀數(shù)據(jù)。
[0044]將3個可用中繼節(jié)點分為2組，其中第一組中繼節(jié)點為％、R2，第二組中繼節(jié)點為R30源節(jié)點在傳輸時連續(xù)向目的節(jié)點和中繼節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)幀，無需等待同步。兩幀數(shù)據(jù)之間插入保護(hù)時間，以保證中繼節(jié)點切換過程中無數(shù)據(jù)丟失。由于中繼節(jié)點分為2組，因此在源節(jié)點開始發(fā)送數(shù)據(jù)后，所有中繼節(jié)點偵聽源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)?shù)谝唤M中繼節(jié)點R1和R2偵聽到奇數(shù)幀數(shù)據(jù)時，接收并轉(zhuǎn)發(fā)該幀數(shù)據(jù)，否則則繼續(xù)偵聽；同樣，當(dāng)?shù)诙M中繼節(jié)點R3偵聽到偶數(shù)幀數(shù)據(jù)時，接收并轉(zhuǎn)發(fā)該幀數(shù)據(jù)，否則則繼續(xù)偵聽。
[0045]源節(jié)點、第一組中繼節(jié)點和第二組中繼節(jié)點使用不同的信道來發(fā)送數(shù)據(jù)。信道的劃分可以采用頻分復(fù)用(FDMA)或碼分復(fù)用(CDMA)等方式來實現(xiàn)，本實施例中采用了頻分復(fù)用，將系統(tǒng)6kHz帶寬平均分為三個子信道，其中源節(jié)點S在第一條子信道上將數(shù)據(jù)直接發(fā)送給目的節(jié)點，第一組中繼節(jié)點R1和R2在第二條子信道上轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點的數(shù)據(jù)給目的節(jié)點，第二組中繼節(jié)點R3在第三條子信道上轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點的數(shù)據(jù)給目的節(jié)點。第一組中繼節(jié)點和第二組中繼節(jié)點均偵聽第一條子信道中源節(jié)點發(fā)送的信息，目的節(jié)點同時在三條子信道上接收信息。
[0046]中繼節(jié) 點使用解碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點數(shù)據(jù)，第η組中繼節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后，若該組只有一個中繼節(jié)點，則該中繼節(jié)點解碼源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)采用單輸入單輸出的方式重新編碼并轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點；若該組有多個中繼節(jié)點，則該組中各中繼節(jié)點解碼源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后采用異步空時編碼的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并在同一信道中轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點。
[0047]由于第一組中繼節(jié)點包括R1和R2,因此要在同一信道中傳輸，需要采用異步空時編碼的方式來對轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，具體實現(xiàn)方法如下:
[0048]將源節(jié)點的每幀數(shù)據(jù)s(t)分為兩個連續(xù)的符號塊S1 (t)和&(0，每個符號塊的長度為N，假設(shè)時延已包含在信道響應(yīng)中，則RpR2接收的一幀數(shù)據(jù)可以表示為:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種異步的水下全速率協(xié)作通信方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟1、源節(jié)點獲取信道的使用權(quán)并發(fā)送數(shù)據(jù)； 步驟2、源節(jié)點確定本次傳輸中可用的中繼節(jié)點數(shù)目；當(dāng)可用的中繼節(jié)點數(shù)目大于或等于2個時，進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式； 步驟3、進(jìn)入全速率協(xié)作傳輸模式后，將可用的中繼節(jié)點分為N組，N > 2，源節(jié)點向目的節(jié)點和中繼節(jié)點連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)巾貞；各組中繼節(jié)點偵聽源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)巾貞，當(dāng)?shù)讦墙M中繼節(jié)點偵聽到第i幀數(shù)據(jù)時，如果i除以N的余數(shù)為n，則該組中繼節(jié)點接收該幀數(shù)據(jù)，并在接收完畢后向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)該幀數(shù)據(jù)，否則，繼續(xù)偵聽；目的節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和各組中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀,合并幀序號相同的各幀數(shù)據(jù)； 步驟4、源節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送停止信令，中繼節(jié)點接收到停止信令并轉(zhuǎn)發(fā)后停止中繼傳輸，目的節(jié)點接收到停止信令后停止接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步的水下全速率協(xié)作通信方法，其特在在于，所述步驟2中，當(dāng)所述可用的中繼節(jié)點數(shù)目為I個時，進(jìn)入半速率協(xié)作傳輸模式，所述進(jìn)入半速率協(xié)作傳輸模式的具體步驟如下: 步驟2.1、源節(jié)點向目的節(jié)點和中繼節(jié)點發(fā)送一幀數(shù)據(jù)后偵聽中繼節(jié)點使用的信道，當(dāng)偵聽到中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)完畢后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)； 步驟2.2、中繼節(jié)點偵聽到源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后，接收該幀數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)占.步驟2.3、目的節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀后，合并幀序號相同的各幀數(shù)據(jù)； 步驟2.4、源節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，發(fā)送停止信令，中繼節(jié)點接收到停止信令并轉(zhuǎn)發(fā)后停止中繼傳輸，目的節(jié)點接收到停止信令后停止接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步的水下全速率協(xié)作通信方法，其特在在于，所述步驟2中，當(dāng)可用的中繼節(jié)點數(shù)目為O時，采用非協(xié)作傳輸模式，源節(jié)點直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步的水下全速率協(xié)作通信方法，其特在在于，所述步驟3中，所述中繼節(jié)點使用解碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點數(shù)據(jù)，源節(jié)點和不同組的中繼節(jié)點使用不同的信道發(fā)送數(shù)據(jù)，同組的中繼節(jié)點使用同一信道發(fā)送數(shù)據(jù)；第η組中繼節(jié)點接收源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后，若該組只有一個中繼節(jié)點，則該中繼節(jié)點解碼源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)采用單輸入單輸出的方式重新編碼并轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點；若該組有多個中繼節(jié)點，則該組中各中繼節(jié)點解碼源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)后采用異步空時編碼的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并在同一信道中轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步的水下全速率協(xié)作通信方法，其特在在于，所述步驟3中，源節(jié)點和各組中繼節(jié)點在同一信道中發(fā)送數(shù)據(jù)，各中繼節(jié)點采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點的數(shù)據(jù)，目的節(jié)點將某一中繼節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)信號視為源節(jié)點信號的一條多途傳播路徑對接收信號進(jìn)行均衡，然后解碼得到源節(jié)點發(fā)送的信息。
【文檔編號】H04L5/00GK103580815SQ201310487885
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】張軍, 李婷, 馮義志, 寧更新, 季飛, 余華, 陳芳炯, 韋崗 申請人:華南理工大學(xué)