CN110932794B - 一种基于全深海auv的无冲突双向通信方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于全深海AUV无冲突双向通信方法，涉及一种全深海双向通信方法，为了解决现有水下AUV双向通信会产生的信息碰撞，从而导致船端下达指令可靠性低的问题。本发明通过AUV端开启定时器并开启避碰检测功能；进行信道检测，判断信道占用情况；AUV端定时向船端发送带有周期数据的上行信号；AUV端在检测到由船端发送下行信号中的避碰头数据后，停止发送上行信号，并准备接收由船端发送下行信号中的下行数据；下行信号中避碰头数据在前，下行数据在后，避碰头数据长度大于周期数据单帧的长度，避碰头数据与下行数据的总体长度大于两包周期数据的长度；AUV端接收下行信号完成。有益效果为下行数据能够可靠送达。

Description

一种基于全深海AUV的无冲突双向通信方法
技术领域
本发明涉及一种全深海双向通信方法。
背景技术
AUV(Autonomous Underwater Vehicle，自主水下航行器)，作为一种在陆上基站、水面舰船等支援平台援助下，在水下能够无人自主性的完成设定任务的潜器。AUV最初完成的都是与民用领域相关的工作，如事故船只打捞、水下环境地形勘探、水下线缆搭建、水下设备布放、维护、回收等工作。但因其能携带多种传感器、专用设备、水下对抗武器等使得其可以完成很多有难度的军事使命。其军事价值被越来越多的国家关注，也被各国海军视为海军装备中的“力量倍增器”，在各国军事装备中占有很高的地位和比重，为世界各国所重视。AUV脱离母船无缆航行，其状态和指令的传输需要水下无线通信来实现， AUV系统的核心关键技术之一就是水声通信技术。水声通信是目前水下远程无线信息传输唯一有效手段。针对AUV信息传输过程既要求指令通信的稳健性，又需要具备图像传输的高效性的特点，研究AUV上行数据与下行指令的信息碰撞问题，半双工通信模式下 AUV下行指令无碰撞的可靠送达技术是重中之重。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有水下AUV双向通信会产生的信息碰撞，从而导致船端下达指令可靠性低的问题，而提出的一种基于全深海AUV无冲突双向通信方法。
本发明所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、水下AUV端开启定时器，定时器开启避碰检测功能；
步骤二、水下AUV端利用定时器的避碰检测功能进行信道检测，判断信道占用情况；如果信道未被占用，则执行步骤三；否则，执行步骤四；
步骤三、水下AUV端定时向船端发送带有周期数据的上行信号；
步骤四、水下AUV端在检测到由船端发送下行信号中的避碰头数据后，停止发送上行信号，并准备接收由船端发送下行信号中的下行数据；其中，下行信号中避碰头数据在前，下行数据在后，下行信号中的避碰头数据长度大于上行信号中的周期数据单帧的长度，并且，下行信号中避碰头数据与下行数据的总体长度大于上行信号中的两包周期数据的长度；
步骤五、水下AUV端接收下行信号完成后继续发送上行信号，并重复步骤二到步骤四，从而完成无冲突双向通信。
本发明的有益效果是由于下行信号中避碰头数据在前，下行数据在后，下行信号中的避碰头数据长度大于上行信号中的周期数据单帧的长度，并且，下行信号中避碰头数据与下行数据的总体长度大于上行信号中的两包周期数据的长度；因此，上行信号与下行信号同步发生碰撞，由于只影响下行信号中的避碰头数据，而不影响下行信号中下行数据的接收，所以保证了下行数据的可靠送达。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法的流程图；
图2为具体实施方式一种通信的时序示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、水下AUV端开启定时器，定时器开启避碰检测功能；
步骤二、水下AUV端利用定时器的避碰检测功能进行信道检测，判断信道占用情况；如果信道未被占用，则执行步骤三；否则，执行步骤四；
步骤三、水下AUV端定时向船端发送带有周期数据的上行信号；
步骤四、水下AUV端在检测到由船端发送下行信号中的避碰头数据后，停止发送上行信号，并准备接收由船端发送下行信号中的下行数据；其中，下行信号中避碰头数据在前，下行数据在后，下行信号中的避碰头数据长度大于上行信号中的周期数据单帧的长度，并且，下行信号中避碰头数据与下行数据的总体长度大于上行信号中的两包周期数据的长度；
步骤五、水下AUV端接收下行信号完成后继续发送上行信号，并重复步骤二到步骤四，从而完成无冲突双向通信。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法进一步限定，在本实施方式中，步骤一中的避碰检测功能是指在定时器里设置一个用来周期检测的专用定时器。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法进一步限定，在本实施方式中，在定时器中，进行信息同步，判断是否同步到避碰头信号。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法进一步限定，在本实施方式中，步骤三中的上行信号采用高速通信体制。
在本实施方式中，高速通信体制通信速率高，信号时常短，便于进行避碰检测。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于全海深AUV的无冲突双向通信方法进一步限定，在本实施方式中，步骤四中避碰头信号采用扩频通信体制。
在本实施方式中，由于扩频通信体制速率较慢，误码率低，因此扩频通信体适于作为下行信号。

Claims (5)

1.一种基于全深海AUV的无冲突双向通信方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、水下AUV端开启定时器，定时器开启避碰检测功能；
步骤二、水下AUV端利用定时器的避碰检测功能进行信道检测，判断信道占用情况；如果信道未被占用，则执行步骤三；否则，执行步骤四；
步骤三、水下AUV端定时向船端发送带有周期数据的上行信号；
步骤四、水下AUV端在检测到由船端发送下行信号中的避碰头数据后，停止发送上行信号，并准备接收由船端发送下行信号中的下行数据；其中，下行信号中避碰头数据在前，下行数据在后，下行信号中的避碰头数据长度大于上行信号中的周期数据单帧的长度，并且，下行信号中避碰头数据与下行数据的总体长度大于上行信号中的两包周期数据的长度；
步骤五、水下AUV端接收下行信号完成后继续发送上行信号，并重复步骤二到步骤四，从而完成无冲突双向通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于全深海AUV的无冲突双向通信方法，其特征在于，步骤一中的避碰检测功能是指在定时器里设置一个用来周期检测的专用定时器。
3.根据权利要求1所述的一种基于全深海AUV的无冲突双向通信方法，其特征在于，步骤二所述的水下AUV端利用定时器进行信道检测，判断信道占用情况的具体方法为：在定时器中，进行信息同步，判断是否同步到避碰头数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于全深海AUV的无冲突双向通信方法，其特征在于，步骤三中的上行信号采用高速通信体制。
5.根据权利要求1所述的一种基于全深海AUV的无冲突双向通信方法，其特征在于，步骤四中的下行信号采用扩频通信体制。
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