[发明专利]基于探通一体化的水下声磁异构网络快速组网方法

权利要求书

1.一种基于探通一体化的水下声磁异构网络快速组网方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10，第一簇水下设备的第一主设备接收水面控制中心发布的水面控制指令，进行簇内各设备的时钟同步；

S20，第一簇水下设备在簇内各设备完成时钟同步之后，采用探通一体化的方式在探测其他簇水下设备的同时，向其他簇水下设备发布水下控制指令；

S30，在其他簇水下设备都接收到水下控制指令后，向探测区移动，并在所述探测区根据所述水面控制指令执行探测任务；

各簇水下设备在执行探测任务的过程中，包括：主设备和各个从设备发射声波形成空间波束进行探测；各个从设备依次向主设备汇报探测信息；所述主设备汇聚探测信息，并向簇内各从设备广播汇聚后的探测信息；主设备和各个从设备将汇聚后的探测信息编码进发射声波中，使汇聚后的探测信息叠加入发射声波的主瓣，并将发射声波向所述水面控制中心汇报；

每个水下设备的发射信号为：

其中，s(t)表示发射信号，d(mN+n)为第m个OFDM符号在第n个子载波的加载数据，为矩形窗函数，M表示OFDM符号的总数，N表示子载波的总数，t表示时间变量，T表示采样周期，f_n表示第n个子载波的载波频率；

接收端的接收信号为：

其中，y(t)表示接收信号，A表示振幅，h表示水声信道衰落，t表示时间变量，w表示预编码矢量，表示相位偏差，表示第i个水下设备的相位偏差，i＝1，…，K，K为振元的个数，n(t)表示均值为0方差为σ²的高斯白噪声；

w的最优解的确定过程包括：

将满足约束条件且使目标函数取得最大值的矢量参数确定为w的最优解；所述目标函数包括：

所述约束条件包括：

||w||²≤1；

其中，w^*表示w的最优解，上标H表示共轭转置。

2.根据权利要求1所述的基于探通一体化的水下声磁异构网络快速组网方法，其特征在于，还包括：

其他簇水下设备的主设备接收所述第一簇水下设备发射的水面控制指令后进入待命状态，进行簇内各设备的时钟同步，向主设备发射反馈指令准备进行移动向探测区进行探测任务。

3.根据权利要求2所述的基于探通一体化的水下声磁异构网络快速组网方法，其特征在于，还包括：

第一簇水下设备接收其他簇水下设备发射的反馈指令，在接收到的反馈指令数达到预存的设备数时，判定所有其他簇水下设备均接收到水下控制指令进入待命状态。

4.根据权利要求2所述的基于探通一体化的水下声磁异构网络快速组网方法，其特征在于，在其他簇水下设备的主设备接收所述第一簇水下设备发射的水面控制指令，进行簇内各设备的时钟同步，向主设备发射反馈指令之后，还包括：

其他簇水下设备向所述探测区移动，并在所述探测区根据所述水下控制指令执行探测任务。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于探通一体化的水下声磁异构网络快速组网方法，其特征在于，各簇水下设备进行簇内各设备时钟同步的过程包括：

簇内各个从设备向主设备发送本地时钟产生的从时间戳；

主设备接收到各个从时间戳后，向各个从设备发送反馈数据包，所述反馈数据包包括接收到从设备时间戳的时间，发送反馈数据包的时间，以及主设备的主时间戳；

各个从设备接收到反馈数据包后记录接收反馈数据包的时间，计算主时间戳与本地时钟产生的从时间戳之间的时间偏差，补偿时间偏差后将本地时钟同步到主设备的时钟。