一种适用于自组织组网的时隙同步算法
【专利摘要】本发明涉及一种适用于自组织组网的时隙同步算法，可有效解决现有的自组织组网的时隙同步误差较大，网络数据传输效率较低的问题，其解决技术方案是，一种适用于自组织组网的时隙同步算法，包括：步骤1：时间同步节点定期广播本时间同步节点的时间同步信息；步骤2：网络中其他节点收到本时间同步节点广播的时间同步信息，更新节点自身的时间同步数据；步骤3：基于时间同步数据信息，减少同步信息扩散的级数，进而实现网络中节点间的时隙同步传输；本发明新颖独特，减少了同步扩散级数、需要的时隙保护间隔和网络中节点时隙同步误差，同步扩散较快，提高了网络整体信息传输速率，保证了网络整体的稳定性。
【专利说明】—种适用于自组织组网的时隙同步算法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，特别是一种适用于自组织组网的时隙同步算法。
【背景技术】
[0002]一种适用于无线自组网的无中心时分多址同步方法的发明属于无线自组网的时分多址通信【技术领域】，公开了一种适用于无线自组网的无中心时分多址同步方法。该适用于无线自组网的无中心时分多址同步方法，包括以下步骤:在分配的发送信号的时隙上设置同步头；在各个节点设置时帧计数器，在各个节点的每个时帧上设置时隙计数器；任一节点启动后，对信息进行侦听，利用时帧计数器进行计数；如果在一个时帧的时长内，收到来自其他节点的同步头，则实现本节点和对应节点的时间同步；如果没有收到来自其他节点的同步头，则利用时隙计数器进行计数；如果在下一个分配的发送信号的时隙之前收到同步头；则实现本节点和对应节点的时间同步；否则，在下一个分配的发送信号的时隙，向外发送本节点的同步头。
[0003]一种超短波通讯网络用时分多址时隙同步方法的发明涉及超短波通讯领域，公开了一种超短波通讯网络用时分多址时隙同步方法，包括以下步骤:首先，在超短波通讯网络中，对每个节点同步信息增加相应的时间参考点IP信息、时间等级信息和时间质量信息；其次，根据各节点IP值的大小推选时间参考节点，以时间参考节点为中心向外扩散，构成逐级扩散的同步网络，并确定各节点的时间等级和时间参考点IP值，修改对应节点信息中的时间等级信息和时间参考点IP信息；最后，时间参考节点定时广播对时和路由信息，路由信息包含有节点同步信息，各级节点分别与时间等级靠前的节点进行对时，并修改本节点的时间等级信息和时间参考点IP信息，同时开始本节点的对时间隔的计时，即时修改时间质量信息。
[0004]以节点IP地址作为时间参考节点，当IP地址最小节点在网络的边缘处，会出现网络中其他边缘节点同步级数较大，同步误差较大的现象，如图1所示:假设节点Al的IP地址符合时间参考节点要求，节点Al作为时间参考节点向外扩散时间同步信息，节点Gl经过4级同步扩散后才能收到时间同步信息，由于传输时延和误差，导致节点Al和节点Gl时间同步误差较大，需要的时隙保护间隔增大，降低网络数据传输的效率。
【发明内容】
[0005]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种适用于自组织组网的时隙同步算法，可有效解决现有的自组织组网的时隙同步误差较大，网络数据传输效率较低的问题。
[0006]其解决技术方案是，一种适用于自组织组网的时隙同步算法，包括:
[0007]步骤1:时间同步节点定期广播本时间同步节点的时间同步信息；
[0008]步骤2:网络中其他节点收到本时间同步节点广播的时间同步信息，更新节点自身的时间同步数据；
[0009]步骤3:基于时间同步数据信息，减少同步信息扩散的级数，进而实现网络中节点间的时隙同步传输。
[0010]本发明新颖独特，减少了同步扩散级数、需要的时隙保护间隔和网络中节点时隙同步误差，同步扩散较快，提高了网络整体信息传输速率，保证了网络整体的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为IP地址为中心的时隙同步扩散示意图。
[0012]图2为最短路由跳数时隙同步扩散示意图。
[0013]图3为本发明的更新时间同步信息过程流程图。
[0014]图中^~?表不两节点间双向通/[目，一表不同步扩散方向；图中数字1、2、3、4表不同步扩散级数。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步详细说明。
[0016]由图3给出，本发明的一种适用于自组织组网的时隙同步算法，包括:
[0017]步骤1:时间同步节点定期广播本时间同步节点的时间同步信息；
[0018]步骤2:网络中其他节点收到本时间同步节点广播的时间同步信息，更新节点自身的时间同步数据；
[0019]步骤3:基于时间同步数据信息，减少同步信息扩散的级数，进而实现网络中节点间的时隙同步传输。
[0020]由图2给出，一种适用于自组织组网的时隙同步算法，以网络中到其他节点有最短路由跳数的节点为时间同步节点，节点D2到网络中每个节点的路由路径最短，节点D2被推荐为时间同步节点，以节点D2为中心向外扩散同步信息，图2中经2次扩散，全网节点完成时间同步，进而实现节点间时隙同步。
[0021]图2与图1对比，以节点D2作为时间同步节点，在网络中经过2级同步扩散实现网络中所有节点时间同步，本发明方法比图1所示方法减少2级同步扩散，网络中节点时间同步误差更小，需要的时隙保护间隔更小，提高了网络整体信息传输速率。
[0022]在自组织组网中所有节点每隔一段时间发送路由更新信息广播包，时间同步信息包含在节点路由数据包中，时间同步信息包括:源节点IP、时间参考节点IP、时间等级、时间权值和参考节点路由权值；节点未入网时，源节点IP、时间参考节点IP信息是本机IP，时间等级为8，最多支持8级同步扩散，时间权值是255，参考节点路由权值为O。
[0023]网络中其他节点收到源节点广播的时间同步信息，更新节点自身的时间同步数据，更新时间同步信息流程图如图1所示。
[0024]更为具体的步骤为:
[0025]首先，存储源节点IP，比较源节点的时间参考节点IP与本节点的时间参考节点IP，是否相同，若两者不同，本节点存储源节点的时间参考节点IP;若两者相同，接着比较源节点时间权值与本节点时间权值的大小；
[0026]然后，比较源节点的时间权值与本节点的时间权值的大小，若源节点的时间权值比本节点的时间权值大，本节点存储源节点的时间权值；若源节点的时间权值比本节点的时间权值小或者于本节点的时间权值相同，本节点不更新时间同步信息，即结束本次时间同步信息更新的操作；
[0027]其次，比较源节点的时间等级与本节点的时间等级大小，若源节点的时间等级比本节点的时间等级大或者与本节点的时间等级相等，本节点存储该源节点的时间等级；若源节点的时间的等级比本节点的时间等级小，可以得出源节点的时间权值与本节点的时间权值的差值，若该差值超出特定值，说明本节点已经移到实际等级低的地方或者好长时间未更新时间同步信息，需要更新本节点的时间同步信息；若差值未超出特定值，本节点不更新时间同步信息；
[0028]最后，比较源节点的时间参考节点与本节点的时间参考节点的路由权值，若源节点的时间参考节点的路由权值比本节点的时间参考节点的路由权值小或者与本节点的时间参考节点的路由权值相等，本节点更新时间同步信息；若源节点的时间参考节点的路由权值比本节点的时间参考节点的路由权值大，本节点不更新时间同步信息；
[0029]基于时间同步数据信息，网络中其他节点的IP、时间权值、时间等级和路由权值依次分别与时间同步节点的IP、时间权值、时间等级和路由权值相比较，减少了同步信息扩散的级数，进而实现网络中节点间的时隙同步传输。
[0030]本发明新颖独特，减少了同步扩散级数、需要的时隙保护间隔和网络中节点时隙同步误差，同步扩散较快，提高了网络整体信息传输速率，保证了网络整体的稳定性。
【权利要求】
1.一种适用于自组织组网的时隙同步算法，包括: 步骤1:时间同步节点定期广播本时间同步节点的时间同步信息； 步骤2:网络中其他节点收到本时间同步节点广播的时间同步信息，更新节点自身的时间同步数据； 步骤3:基于时间同步数据信息，减少同步信息扩散的级数，进而实现网络中节点间的时隙同步传输。
2.根据权利要求1所述的一种适用于自组织组网的时隙同步算法，其特征在于，所述在自组织组网中所有节点每隔一段时间发送路由更新信息广播包，时间同步信息包含在节点路由数据包中，时间同步信息包括:源节点IP、时间参考节点IP、时间等级、时间权值和参考节点路由权值；节点未入网时，源节点IP、时间参考节点IP信息是本机IP，时间等级为.8，最多支持8级同步扩散，时间权值是255，参考节点路由权值为O ; 网络中其他节点收到源节点广播的时间同步信息，更新节点自身的时间同步数据，更新时间同步信息更为具体的步骤为: 首先，存储源节点IP，比较源节点的时间参考节点IP与本节点的时间参考节点IP，是否相同，若两者不同，本节点存储源节点的时间参考节点IP ;若两者相同，接着比较源节点时间权值与本节点时间权值的大小； 然后，比较源节点的时间权值与本节点的时间权值的大小，若源节点的时间权值比本节点的时间权值大，本节点存储源节点的时间权值；若源节点的时间权值比本节点的时间权值小或者于本节点的时间权值相同，本节点不更新时间同步信息，即结束本次时间同步信息更新的操作； 其次，比较源节点的时间等级与本节点的时间等级大小，若源节点的时间等级比本节点的时间等级大或者与本节点的时间等级相等，本节点存储该源节点的时间等级；若源节点的时间的等级比本节点的时间等级小，可以得出源节点的时间权值与本节点的时间权值的差值，若该差值超出特定值，说明本节点已经移到实际等级低的地方或者好长时间未更新时间同步信息，需要更新本节点的时间同步信息；若差值未超出特定值，本节点不更新时间同步信息； 最后，比较源节点的时间参考节点与本节点的时间参考节点的路由权值，若源节点的时间参考节点的路由权值比本节点的时间参考节点的路由权值小或者与本节点的时间参考节点的路由权值相等，本节点更新时间同步信息；若源节点的时间参考节点的路由权值比本节点的时间参考节点的路由权值大，本节点不更新时间同步信息； 基于时间同步数据信息，网络中其他节点的IP、时间权值、时间等级和路由权值依次分别与时间同步节点的IP、时间权值、时间等级和路由权值相比较，减少了同步信息扩散的级数，进而实现网络中节点间的时隙同步传输。
【文档编号】H04W56/00GK104185268SQ201410464321
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月13日 优先权日:2014年9月13日
【发明者】肖连, 李兴海, 李艳霞, 兰红波 申请人:郑州航空工业管理学院, 李兴海