一種基于時(shí)域窄脈沖的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)時(shí)鐘同步方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出一種基于時(shí)域窄脈沖的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)時(shí)鐘同步方法，包括以下步驟：a，將時(shí)間分成連續(xù)等長(zhǎng)的時(shí)鐘同步周期，每個(gè)時(shí)鐘同步周期中的特定時(shí)間段設(shè)為時(shí)鐘同步窗口；b，移動(dòng)無(wú)線終端各自等待時(shí)鐘同步窗口的開(kāi)啟時(shí)刻；c，移動(dòng)無(wú)線終端在各自的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻點(diǎn)發(fā)送時(shí)域窄脈沖，并在時(shí)鐘同步窗口中接收相鄰的移動(dòng)無(wú)線終端發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖；d，移動(dòng)無(wú)線終端在各自的時(shí)鐘同步窗口的結(jié)束時(shí)刻統(tǒng)計(jì)在窗口中接收到的時(shí)域窄脈沖的到達(dá)時(shí)刻，取統(tǒng)計(jì)值作為基準(zhǔn)時(shí)刻，將基準(zhǔn)時(shí)刻與時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻值做差，得到時(shí)鐘校正值并進(jìn)行時(shí)鐘校正。本發(fā)明在同步過(guò)程中無(wú)需選取中心節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步過(guò)程幾乎同時(shí)進(jìn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于時(shí)域窄脈沖的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)時(shí)鐘同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于時(shí)域窄脈沖的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)時(shí)鐘同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)時(shí)鐘同步方法大多是基于幀交換的主從同步方法。例如在具有中心時(shí)鐘控制節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中，請(qǐng)求同步終端發(fā)起時(shí)鐘同步請(qǐng)求幀，授時(shí)終端接收后向請(qǐng)求同步終端發(fā)送加時(shí)間戳后的時(shí)鐘應(yīng)答幀,請(qǐng)求同步終端接收后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算得到時(shí)鐘差值并據(jù)此對(duì)本地時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)。這種具有中心時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)的不足之處在于，作為中心節(jié)點(diǎn)的授時(shí)終端往往是事先選定的，這在無(wú)線自組網(wǎng)的環(huán)境下容易遭受攻擊破環(huán)，因此系統(tǒng)并不可靠。又例如在動(dòng)態(tài)分簇分層結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)中，雖然可以動(dòng)態(tài)的選擇授時(shí)終端，但需要建立并動(dòng)態(tài)維持分簇分層結(jié)構(gòu)，會(huì)造成很大的通信開(kāi)銷(xiāo)。
[0003]此外，上述基于幀交換的時(shí)鐘同步方法，由于無(wú)線通信環(huán)境的特性，在每個(gè)區(qū)域的每個(gè)時(shí)間段內(nèi)最多只有一個(gè)終端在進(jìn)行時(shí)鐘同步，并且終端要進(jìn)行載波監(jiān)聽(tīng)沖突避免以及自動(dòng)規(guī)避時(shí)延等操作，這也使得全網(wǎng)終端進(jìn)行時(shí)鐘同步的效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]上述常見(jiàn)的基于幀交換的主從同步方法不僅可靠性差、損耗通信帶寬而且在同步效率方面存在不足。針對(duì)這些問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種分布式Peer-to-Peer的并行時(shí)鐘同步方法，使得在僅占用極少通信帶寬的情況下，移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)中的所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠快速有效的建立和保持時(shí)鐘同步。該方法包括以下步驟:
[0005]a，把時(shí)間分成連續(xù)等長(zhǎng)的時(shí)鐘同步周期，將每個(gè)時(shí)鐘同步周期中的特定時(shí)間段設(shè)為時(shí)鐘冋步窗口 ；
[0006]b，移動(dòng)無(wú)線終端各自等待相應(yīng)時(shí)鐘同步周期中時(shí)鐘同步窗口的開(kāi)啟時(shí)刻；
[0007]C，移動(dòng)無(wú)線終端在各自的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻點(diǎn)發(fā)送時(shí)域窄脈沖，并在各自的時(shí)鐘同步窗口中接收相鄰的移動(dòng)無(wú)線終端發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖；
[0008]d,移動(dòng)無(wú)線終端分別在各自的時(shí)鐘冋步窗口的結(jié)束時(shí)刻統(tǒng)計(jì)在該窗口中接收到的時(shí)域窄脈沖的到達(dá)時(shí)刻，取統(tǒng)計(jì)值作為各自的當(dāng)前時(shí)鐘同步周期的基準(zhǔn)時(shí)刻，將基準(zhǔn)時(shí)刻與各自的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻值做差，得到各自的時(shí)鐘校正值并進(jìn)行時(shí)鐘校正。
[0009]優(yōu)選的，上述統(tǒng)計(jì)值為加權(quán)平均值或者均值。
[0010]優(yōu)選的，如果移動(dòng)無(wú)線終端在該窗口中沒(méi)有接收到時(shí)域窄脈沖，則不進(jìn)行本地時(shí)鐘的校正。
[0011]本發(fā)明提供的基于時(shí)域窄脈沖的同步方法，適用于不限節(jié)點(diǎn)數(shù)目并且節(jié)點(diǎn)的覆蓋半徑較小的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)的時(shí)鐘微調(diào)同步。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1、在同步過(guò)程中無(wú)需選取中心節(jié)點(diǎn)，而是選取周?chē)?jié)點(diǎn)的時(shí)鐘均值作為基準(zhǔn)，這樣在各節(jié)點(diǎn)具有隨機(jī)時(shí)鐘漂移的情況下具有很好的時(shí)鐘穩(wěn)定度；2、降低了時(shí)鐘同步協(xié)議的復(fù)雜度，大大減少了通信開(kāi)銷(xiāo)，提高了同步的可靠性；3、網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步過(guò)程幾乎同時(shí)進(jìn)行，不限節(jié)點(diǎn)數(shù)目，解決了現(xiàn)有的基于幀交換的主從同步方法的效率低下的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的由4個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)的組網(wǎng)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的在時(shí)間軸上劃分時(shí)鐘同步周期的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]本實(shí)施例以移動(dòng)無(wú)線終端MU_1、MU_2、MU_3和MU_4組成的無(wú)線自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為例。該網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，MU_1的相鄰節(jié)點(diǎn)為MU_2和MU_3 ；MU_2的相鄰節(jié)點(diǎn)為MU_1和MU_3 ；MU_3的相鄰節(jié)點(diǎn)為MU」、MU_2和MU_4 ；MU_4的相鄰節(jié)點(diǎn)為MU_3。
[0016]在進(jìn)行時(shí)鐘同步之前，首先把時(shí)間分成連續(xù)等長(zhǎng)的時(shí)鐘同步周期，將每個(gè)時(shí)鐘同步周期中的特定時(shí)間段設(shè)為時(shí)鐘同步窗口，如圖2所示。
[0017]然后移動(dòng)無(wú)線終端MU_1、MU_2、MU_3和MU_4各自等待相應(yīng)時(shí)鐘同步周期中時(shí)鐘同步窗口的開(kāi)啟時(shí)刻，在各自的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻點(diǎn)發(fā)送時(shí)域窄脈沖，并在各自的時(shí)鐘同步窗口中接收相鄰的移動(dòng)無(wú)線終端發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖。MU_1最多可以收到MU_2和MU_3發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖，MU_2最多可以收到MU_1和MU_3發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖，MU_3最多可以收到MU_1、MU_2和MU_4發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖，MU_4最多可以收到MU_1發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖。
[0018]假設(shè)移動(dòng)無(wú)線終端MU_1、MU_2、MU_3和MU_4分別在第k個(gè)時(shí)鐘同步周期的時(shí)鐘同步窗口中接收到了相鄰的移動(dòng)無(wú)線終端發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖。則移動(dòng)無(wú)線終端MU_1、MU_2、MU_3和MU_4分別在第k個(gè)時(shí)鐘同步周期的時(shí)鐘同步窗口的結(jié)束時(shí)刻統(tǒng)計(jì)在該窗口中接收到的時(shí)域窄脈沖的到達(dá)時(shí)刻，取均值作為各自的第k個(gè)同步周期的基準(zhǔn)時(shí)刻，將基準(zhǔn)時(shí)刻與各自的第k個(gè)時(shí)鐘同步周期的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻值做差，得到各自的時(shí)鐘校正值并進(jìn)行時(shí)鐘校正。
[0019]假如移動(dòng)無(wú)線終端在時(shí)鐘同步窗口沒(méi)有接收到時(shí)域窄脈沖，則不進(jìn)行當(dāng)前本地時(shí)鐘同步周期的的時(shí)鐘校正，轉(zhuǎn)為等待下一個(gè)時(shí)鐘同步周期的時(shí)鐘同步窗口。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于時(shí)域窄脈沖的移動(dòng)無(wú)線自組網(wǎng)時(shí)鐘同步方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: a，把時(shí)間分成連續(xù)等長(zhǎng)的時(shí)鐘同步周期，將每個(gè)時(shí)鐘同步周期中的特定時(shí)間段設(shè)為時(shí)鐘冋步窗口 ； b，移動(dòng)無(wú)線終端各自等待相應(yīng)時(shí)鐘同步周期中時(shí)鐘同步窗口的開(kāi)啟時(shí)刻；c，移動(dòng)無(wú)線終端在各自的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻點(diǎn)發(fā)送時(shí)域窄脈沖，并在各自的時(shí)鐘同步窗口中接收相鄰的移動(dòng)無(wú)線終端發(fā)來(lái)的時(shí)域窄脈沖； d,移動(dòng)無(wú)線終端分別在各自的時(shí)鐘冋步窗口的結(jié)束時(shí)刻統(tǒng)計(jì)在該窗口中接收到的時(shí)域窄脈沖的到達(dá)時(shí)刻，取統(tǒng)計(jì)值作為各自的當(dāng)前時(shí)鐘同步周期的基準(zhǔn)時(shí)刻，將基準(zhǔn)時(shí)刻與各自的時(shí)鐘同步窗口的中心時(shí)刻值做差，得到各自的時(shí)鐘校正值并進(jìn)行時(shí)鐘校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟d，所述統(tǒng)計(jì)值為加權(quán)平均值或者均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟d，如果移動(dòng)無(wú)線終端在該窗口中沒(méi)有接收到時(shí)域窄脈沖，則不進(jìn)行本地時(shí)鐘的校正。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK103813437SQ201210441288
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】劉晚春 申請(qǐng)人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司