一种无线自组织网络同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种无线自组织网络同步方法。
【背景技术】
[0002] 移动Ad化C网络系统MANET(Mobile Ad化C化twork)是复杂的分布式网络系统， 是自组织、自愈网络，由无线移动节点组成;无线移动节点可W自由而动态地自组织成任意 临时性(Ad化C)网络拓扑，从而允许人们和装置在没有预先存在的通信基础设施的环境中 进行无缝地互联互通。MA肥T中的每个无线移动节点具有足够的智能，能够连续侦听和寻找 其它邻近节点，动态确定数据分组的最佳传输路径而把分组逐跳地转发到网络中的任何其 它节点；能够自动愈合因网络节点移动、RF传播条件变化、节点故障失效W及节点被毁等原 因造成的网络结构上的任何损伤。
[0003] MANET网络中的各个节点同步工作，然后在预先约定分配好的时间段完成响应的 通信任务或数据传输，能提高网络传输效率和性能。所W在同步MA肥T网络中，各个节点都 需要有网络同步方法。
[0004] 现有的同步有两种，方法一：
[0005] 实现同步MA肥T网络中节点同步的最主要的方法是全球定位系统GPS(Global 化sitioning System)同步技术。各个节点接收GPS卫星信号，如图1所示。每个移动节点中 的GI^接收机接收GI^信号，并从中提取GPSWl秒为周期的IPPS同步信号，送到时钟系统，作 为移动节点的基准同步信号，实现节点与卫星之间的同步工作，如图2所示。所有移动节点 都与GI^卫星同步，从而实现MANET中的各个移动节点之间的同步工作。
[0006] 虽然上述的GPS方法能够实现同步，但由于GPS信号是受控信号，并且容易被干扰。 在GPS信号加扰，或GI^信号被干扰时，采用GPS同步方法的整个系统可能会全网擁痕，无法 工作。
[0007] 方法二：中屯、节点同步方法，具体为:在M肥T网络中预先设定有一个中屯、节点，网 络中的其它节点在接收到中屯、节点的轮询信号后，W中屯、节点的轮询信号为基准信号，同 步节点内部的时钟系统。不能直接收到中屯、节点信号的移动节点，与其它移动节点同步，间 接实现与中屯、节点同步，如图3所示。最后实现全网的时序同步。
[000引此方法虽然也能实现同时，但还存在缺点:MANET网络必须首先建起中屯、节点，不 是完全预先无网络建设的自组织网络。一旦中屯、节点不能正常工作，或因无线链路原因，节 点联系不到中屯、节点，网络将不能正常工作。有中屯、节点的MA肥T网络自组织、自愈合能力 差D
【发明内容】
[0009]为了解决现有的MA肥T中的各个移动节点之间的同步方法存在自组织、自愈合能 力差的技术问题，本发明提供一种无线自组织网络同步方法，所提供的方法是一种不依赖 GPS和中屯、站点的MANET中节点的同步方法，无中屯、的MANET网络不依赖特殊节点，具有更好 的自组织和自愈合能力，不存在中屯、节点RF传输条件变化、故障失效、被毁等情况下整个网 络工作擁痕的问题。采用本发明的方法，不需中屯、站点和GPS信号，就能实现MANET网络中各 个移动节点的同步工作。
[0010] 本发明的技术解决方案：
[0011] -种无线自组织网络同步方法，其特殊之处在于，包括W下步骤：
[0012] 1)初始化：
[0013] 按照移动节点ID号或通过网络协商的方式分配时序编号;并定义每个移动节点的 基准时间系统原点To = O;
[0014] 2)根据时序编号计算出相对移动节点当前基准时间系统原点的基准偏置时间，每 个移动节点按照对应的当前基准偏置时间发送轮询信号；
[0015] 3)移动节点接收相邻移动节点的轮询信号后，进行解析得到对应的移动节点时序 编号和基准偏置时间；
[0016] 4)移动节点解析完所有相邻移动节点的轮询信号后，求出所有相邻移动节点的时 序偏置测试值和基准时间偏差值；
[0017] 5)将所有相邻移动节点的基准时间偏差值平均后得出基准时间系统修正值；
[0018] 6)对基准时间系统修正值乘W调整系数后得到该移动节点基准时间系统原点调 整值；
[0019] 7)在当前周期基准时间系统原点上，延迟一个轮询周期加基准时间原点调整值， 得到下一个轮询周期的基准时间系统原点.
[0020] 8)将新的基准时间系统原点作为新轮询周期的基准时间系统原点，执行步骤2)。
[0021] 调整系数取值在0至1之间。
[0022] 调整系数取0.7。
[0023] 本发明技术方案带来的有益效果：
[0024] 1、采用本发明的方法，MANET中的各个节点的工作方式是相同的，没有特殊的节 点，不需要预设中屯、节点，也不依赖GPS信号，就可W实现MA肥T网络的同步工作。任何一个 节点故障都不会破坏整个网络的工作，使网络具有更强的自组织自愈合能力。
[0025] 2、本发明中的各个节点W系统中各个移动节点基准时间系统的平均点作为整个 系统的基准时间目标点，而不是W特殊点（如中屯、站或GPS等)作为基准时间的目标点，各个 节点W相同的方式分别进行调整。
【附图说明】
[0026] 图1为移动节点接收GSP信号示意图；
[0027] 图2为移动节点提取GI^同步信号示意图；
[002引图3为中屯、节点同步示意图；
[0029] 图4为MANET中的移动节点及相邻节点关系示意图；
[0030] 图5为时间基准计算方法示意图；
[0031] 图6为基准时间调准计算流程图。
【具体实施方式】
[0032] 在同步MA肥T网中，有若干个移动节点，每个移动节点周期性发射轮询信号，表明 本移动节点的位置、基准偏置时间，并广播必要的站点信息，周期时间为T，如图4所示。网络 中的每个移动节点按照其ID号或通过网络协商方式分配时序编号。每个移动节点有一个To =0作为周期原点的基准时间系统，该移动节点根据时序编号可计算出相对To的基准偏置 时间Tl,其中i为该移动节点的时序编号。移动节点在基准时间系统中，按基准偏置时间发 送本地移动站点轮询信号。每个移动节点也可W收到其它相邻移动节点在不同基准偏置时 间发送的轮询信号。
[0033] -个移动节点在接收到其它相邻移动节点的轮询信号后，测试运个相邻节点的时 序偏置测试值tj，再从轮询信号的系统信息中解析出该相邻节点的时序编号j，计算出它的 基准偏置时间L。通过该相邻节点的基准偏置时间和时序偏置测试值的差值，得出运个相 邻节点的基准时间偏差值AL = t广Tj。该移动节点把它能收到的所有相邻节点的基准时间 偏差值计算出来后，再把运些值平均，就得到该节点的基准时间系统修正值
其中n为相邻节点数，如图5所示。
[0034] 相对本周期原点To的下一个周期的基准时间系统原点为T(/=T+aAt，其中a为0至 1之间的调整系数，一般选为0.7。然后进入下一个工作周期。其流程如图6所示。各个节点采 用相同的算法，多次调整后，网络中各个节点将保持同步状态。
[0035] -种无线自组织网络同步方法，包括W下步骤：
[0036] -、初始化：
[0037] 1)按照移动节点ID号或通过网络协商的方式分配时序编号；
[0038] 2)根据时序编号计算出对应移动节点基准偏置时间；
[0039] 二、每个移动节点按照对应的当前基准偏置时间发送轮询信号；
[0040] =、移动节点接收相邻移动节点的轮询信号后，进行解析得到对应的移动节点编 号和基准偏置时间；
[0041] 四、移动节点解析完所有相邻移动节点的轮询信号后，求出所有相邻节点的时序 偏置测试值和基准时间偏差值；
[0042] 五、将所有相邻节点的基准时间偏差值平均后得出基准时间系统修正值；
[0043] 六、对基准时间系统修正值乘W调整系数后得到该移动节点基准时间系统原点调 整值;调整系数取值在0至1之间。我们取0.7;
[0044] 屯、在当前周期基准时间系统原点上，延迟一个轮询周期加基准时间原点调整值， 得到下一个轮询周期的基准时间系统原点.
[0045] 八、将新的基准时间系统原点作为新轮询周期的基准时间系统原点，执行步骤二。
【主权项】
1. 一种无线自组织网络同步方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 初始化： 按照移动节点ID号或通过网络协商的方式分配时序编号;并定义每个移动节点的基准 时间系统原点T〇=0; 2) 根据时序编号计算出相对移动节点当前基准时间系统原点的基准偏置时间，每个移 动节点按照对应的当前基准偏置时间发送轮询信号； 3) 移动节点接收相邻移动节点的轮询信号后，进行解析得到对应的移动节点时序编号 和基准偏置时间； 4) 移动节点解析完所有相邻移动节点的轮询信号后，求出所有相邻移动节点的时序偏 置测试值和基准时间偏差值； 5) 将所有相邻移动节点的基准时间偏差值平均后得出基准时间系统修正值； 6) 对基准时间系统修正值乘以调整系数后得到该移动节点基准时间系统原点调整值； 7) 在当前周期基准时间系统原点上，延迟一个轮询周期加基准时间原点调整值，得到 下一个轮询周期的基准时间系统原点； 8) 将新的基准时间系统原点作为新轮询周期的基准时间系统原点，执行步骤2)。2. 根据权利要求1所述的一种无线自组织网络同步方法，其特征在于： 调整系数取值在〇至1之间。3. 根据权利要求2所述的一种无线自组织网络同步方法，其特征在于:调整系数取0.7。
【专利摘要】本发明涉及一种无线自组织网络同步方法，包括以下步骤：1)分配时序编号；2)计算出相对移动节点当前基准时间系统原点的基准偏置时间，每按照对应的当前基准偏置时间发送轮询信号；3)接收轮询信号后，进行解析；4)求出所有相邻移动节点的时序偏置测试值和基准时间偏差值；5)得出基准时间系统修正值；6)乘以调整系数后得到基准时间系统原点调整值；7)在当前周期基准时间系统原点上，延迟一个轮询周期加调整值，得到新的基准时间系统原点；8)执行步骤2)。本发明解决了现有的MANET中的各个移动节点之间的同步方法自愈合能力差的技术问题。采用本发明的方法，不需中心站点和GPS信号，就能实现MANET网络中各个移动节点的同步工作。
【IPC分类】H04W84/18, H04W56/00
【公开号】CN105554871
【申请号】CN201610055416
【发明人】李旭明
【申请人】西安华讯天基通信技术有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月27日