[发明专利]一种水下滑翔机间的时间同步与多址接入融合方法

权利要求书

1.一种面向水下滑翔机的时间同步和多址接入融合方法，将每个滑翔机组看做一个整体，保障同一条通信链路上的滑翔机组间能够进行无信标、局部的时间同步，同时，将时间同步和多址接入的控制帧进行融合，用于滑翔机间的信息交换；步骤如下：

1)设同一条链路上的滑翔机组GT-A和GT-B都同时想要传输数据给GT-C，GT-A和GT-B在一个时隙开始时，发送REQUEST帧给GT-C；REQUEST帧包含声信道增益和信道状态的信道信息，发送时刻t_g1，以及根据是否需要进行时间同步而设置的Sync部分，如果组间仅需要完成多址接入过程，则将Sync取值设为0；若需要同时完成组间时间同步和多址接入过程，则将Sync设为为1；

2)GT-C收到REQUEST帧后进行解析，记录此时时刻为t_g2，若Sync为0，则直接进行步骤3；若Sync为1，则进行步骤4；

3)GT-C为每个发送滑翔机组分配信道，并发送包含传输功率和信道信息的REQ-ACK帧给GT-A和GT-B，此时记录时刻为t_g3；第一个接收到REQ-ACK的滑翔机组先以预定的信道和给定的传输功率发送DATA给GT-C，并把接收到REQ-ACK的时间记为t_g4；GT-C收到DATA后会回复一个ACK给GT-A或GT-B；整个数据传输过程完成；

4)GT-C为每个发送滑翔机组分配信道，并发送包含传输功率和信道信息的REQ-ACK帧给GT-A和GT-B，此时记录时刻为t_g3；第一个接收到REQ-ACK的滑翔机组先以预定的信道和给定的传输功率发送DATA给GT-C，并把接收到REQ-ACK的时间记为t_g4；GT-A和GT-B中的一组，设为GT-A，首先发送DATA给GT-C；则在发送DATA之前，GT-A首先通过组间时间同步算法计算传播延时，计算公式如下所示：

Δt_g＝t_g4-t_g3+t_g2-t_g1 (1)

其中，D_α同步前两节点的距离，v_t代表水下声速；v_m代表两个滑翔机组的相对速度，代表GT-A和GT-C之间的传播延时，GT-A把传播延时加入DATA中发送给GT-C；其中，两个滑翔机组相对速度的估计公式如下：

其中，代表的是多普勒因子的估计值；是多普勒扩散因子；δ代表多普勒因子估计的偏差；

5)在GT-C成功接收到DATA之后，利用公式(6)计算出调整时间t_∑，再将自身的本地时钟与t_∑相加，得到更新后的同步时钟，从而完成两个滑翔机组间的时间同步过程；调整时间的计算公式如下：

其中，t_s代表GT-A的发送一个帧时间，t_r代表GT-A的接收一个帧时间；之后，GT-C回复ACK帧给GT-A；与此同时，两个滑翔机组之间完整的通信过程完成了，同时完成了滑翔机组间的时间同步过程。