一种星型短波电台网络的时钟同步方法
【专利摘要】本发明属于短波电台网络通信时钟同步【技术领域】，特别涉及一种星型短波电台网络的时钟同步方法。其具体步骤为：在每个同步周期内，每个位于外围节点向中央节点发送探询数据包，记录每个外围节点发送探询数据包时的时钟计数值；记录中央节点接收探询数据包时的时钟计数值，向对应外围节点发送确认数据包；记录对应外围节点接收对应的确认数据包时的时钟计数值，得出每个外围节点与中央节点的时间偏差值；在同步周期结束后，对每个外围节点的时钟计数值进行调整，实现q个位于外围节点的短波电台与位于中央节点的短波电台的同步对时。
【专利说明】一种星型短波电台网络的时钟同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于短波电台网络通信时钟同步【技术领域】，特别涉及一种星型短波电台网 络的时钟同步方法。
【背景技术】
[0002] 近年来由于无线电通信技术、嵌入式计算技术以及集成电路技术的飞速发展和日 益成熟，使得短波电台通过无线链路组织成无线电台网络成为现实。时钟同步是无线自组 网络中的一项重要支撑技术，节点间通信、跳频技术的实现、协同工作、数据交互等应用都 需要网内节点维持一个统一的时钟，例如在目标追踪应用中，外站传感器节点通过电台将 监测到的运动目标位置、时间等信息发送给星型短波电台网络中心节点，中心节点的短波 电台在对不同外围节点的短波电台发来的数据进行上报后便可获得目标的移动方向、速度 等信息。目前，现有技术中星型短波电台网络的各短波电台难以保持高精度的同步。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提出一种星型短波电台网络的时钟同步方法。
[0004] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0005] -种星型短波电台网络的时钟同步方法，其特征在于，所述星型短波电台网络包 括位于中央节点的短波电台、以及Q个位于外围节点的短波电台，Q为大于1的自然数，每 个位于外围节点的短波电台与位于中央节点的短波电台形成双向无线通信连接；
[0006] 所述星型短波电台网络的时钟同步方法包括以下步骤：
[0007] 步骤1，设定同步周期；在每个同步周期内，第q个位于外围节点的短波电台向位 于中央节点的短波电台发送一个大小为L的探询数据包，记录第q个位于外围节点的短波 电台发送探询数据包时的时钟计数值Cql，q取1至Q，L为设定的大于0的值；
[0008] 步骤2,在每个同步周期内，记录位于中央节点的短波电台接收探询数据包时的时 钟计数值CB1，位于中央节点的短波电台接收完所述探询数据包后，立即向第q个位于外围 节点的短波电台发送对应的确认数据包；在第一个同步周期之后的每个同步周期内，对应 的确认数据包包括位于中央节点的短波电台接收探询数据包时的时钟计数值CB1、以及上一 个同步周期位于中央节点的短波电台向第q个位于外围节点的短波电台发送确认数据包 时的时钟计数值(；2 ;
[0009] 步骤3,在第一个同步周期之后的每个同步周期内，记录第q个位于外围节点的短 波电台接收对应的确认数据包时的时钟计数值Cq2，在第q个位于外围节点的短波电台发送 对应的确认数据包中读取出时钟计数值CB1以及时钟计数值CB2 ;得出第q个位于外围节点 的短波电台与位于中央节点的短波电台的时间偏差值Aq，
【权利要求】
1. 一种星型短波电台网络的时钟同步方法，其特征在于，所述星型短波电台网络包括 位于中央节点的短波电台、以及Q个位于外围节点的短波电台，Q为大于1的自然数，每个 位于外围节点的短波电台与位于中央节点的短波电台形成双向无线通信连接； 所述星型短波电台网络的时钟同步方法包括以下步骤： 步骤1，设定同步周期；在每个同步周期内，第q个位于外围节点的短波电台向位于中 央节点的短波电台发送一个大小为L的探询数据包，记录第q个位于外围节点的短波电台 发送探询数据包时的时钟计数值Cql，q取1至Q，L为设定的大于0的值； 步骤2,在每个同步周期内，记录位于中央节点的短波电台接收探询数据包时的时钟计 数值CB1，位于中央节点的短波电台接收完所述探询数据包后，立即向第q个位于外围节点 的短波电台发送对应的确认数据包；在第一个同步周期之后的每个同步周期内，对应的确 认数据包包括位于中央节点的短波电台接收探询数据包时的时钟计数值CB1、以及上一个同 步周期位于中央节点的短波电台向第q个位于外围节点的短波电台发送确认数据包时的 时钟计数值(；2 ; 步骤3,在第一个同步周期之后的每个同步周期内，记录第q个位于外围节点的短波电 台接收对应的确认数据包时的时钟计数值Cq2，在第q个位于外围节点的短波电台发送对应 的确认数据包中读取出时钟计数值CB1以及时钟计数值CB2 ;得出第q个位于外围节点的短 波电台与位于中央节点的短波电台的时间偏差值Aq，
其中，Tq表示第q个位于外围节点的短波电台的时钟周期值，TB表示位于中央节点的 短波电台的时钟周期值； 在对应的同步周期结束后，将第q个位于外围节点的短波电台的时钟计数值进行调 整，实现q个位于外围节点的短波电台与位于中央节点的短波电台的同步对时，第q个位于 外围节点的短波电台调整后的时钟计数值为Cq+Aq/Tq，（^表示对应的同步周期结束后第q 个位于外围节点的短波电台未进行同步对时时的时钟计数值。
2. 如权利要求1所述的一种星型短波电台网络的时钟同步方法，其特征在于，在星型 短波电台网络中的每个短波电台处设置有FPGA;在步骤1至步骤3中，针对位于中央节点 的短波电台，利用对应的FPGA的内部的时钟计数器来获取时钟计数值CB1和时钟计数值 CB2 ;针对第q个位于外围节点的短波电台，利用对应的FPGA的内部的时钟计数器来获取时 钟计数值Cql和时钟计数值Cq2。
3. 权利要求1所述的一种星型短波电台网络的时钟同步方法，其特征在于，在步骤1 中，所述第q个位于外围节点的短波电台发送探询数据包时的时钟计数值Cql为：第q个位 于外围节点的短波电台发送完所述探询数据包时的时钟计数值； 在步骤2中，所述位于中央节点的短波电台接收探询数据包时的时钟计数值为：位 于中央节点的短波电台开始接收探询数据包时的时钟计数值；上一个同步周期位于中央节 点的短波电台向第q个位于外围节点的短波电台发送确认数据包时的时钟计数值CB2为：上 一个同步周期位于中央节点的短波电台向第q个位于外围节点的短波电台发送完所述确 认数据包时的时钟计数值； 在步骤3中，第q个位于外围节点的短波电台接收对应的确认数据包时的时钟计数值 cq2为：第q个位于外围节点的短波电台开始接收对应的确认数据包时的时钟计数值。
4.如权利要求1所述的一种星型短波电台网络的时钟同步方法，其特征在于，在步骤3 之后，在第n个同步周期结束后，再对第q个位于外围节点的短波电台的时钟计数值依次进 行M次同步对时，M为设定的大于1的自然数；在步骤3之后，在第n个同步周期结束后，对 第q个位于外围节点的短波电台进行第m次同步对时后的时钟计数值Cq，m为：
其中，m取1至M，n= 2, 3,. . . ；T表示时钟周期的长度，Aq(n)表示第n个同步周期 得出的第q个位于外围节点的短波电台与位于中央节点的短波电台的时间偏差值。
【文档编号】H04J3/06GK104410476SQ201410795939
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】李辉, 路彬, 汪全国, 徐光辉, 王宁, 张小溪, 罗程, 刘昆, 杨恒煜 申请人:陕西烽火实业有限公司