[發明專利]一種定向Ad hoc網絡自同步方法

有效

• 申請號: 201510767683.8
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105307261B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 景中源;李大雙;毛建兵;肖飛;樂強;翟巍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十研究所
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04J3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種定向Ad hoc網絡自同步方法，其特征在于，包括：

從所述定向Ad hoc網絡的所有網絡節點中確定出同步基準節點；

將網絡節點與所述同步基準節點之間的節點跳數大小作為分級依據，按照節點跳數從小到大的順序，對所述定向Ad hoc網絡中所有的網絡節點進行分級處理，相應地得到M級網絡節點，M為不小于2的正整數；其中，任意相鄰兩級網絡節點之間的節點跳數為1跳；每一級網絡節點包括至少一個網絡節點；

按照距離所述同步基準節點的節點跳數越小優先權越高的優先權確定原則，相應地為所述M級網絡節點中的每一級網絡節點賦予優先權；

按照優先權從高到低的順序，依次對所述M級網絡節點中的每相鄰兩級網絡節點進行級間時鐘同步處理，以實現所述定向Ad hoc網絡的全網時鐘同步；

其中，所述方法還包括：

當存在新網絡節點需要加入所述定向Ad hoc網絡時，利用預先構建的TDMA時幀，對所述新網絡節點進行時鐘初始同步處理；所述TDMA時幀包括鄰居發現子幀和數據傳輸子幀；所述鄰居發現子幀包括同步時隙、探測時隙、響應時隙和確認時隙；所述同步時隙包括K個同步微時隙，其中，K的具體數值與所述定向Ad hoc網絡中定向天線產生的定向波束方向的方向個數相同，K為正整數；所述數據傳輸子幀包括N個數據時隙，N為正整數；

在對所述新網絡節點進行時鐘初始同步處理后，建立所述新網絡節點與其目標鄰居節點之間的數據收發鏈路；所述目標鄰居節點為距離所述新網絡節點的節點跳數為1跳的網絡節點；

確定所述新網絡節點與所述目標鄰居節點中的任一網絡節點之間的時鐘偏差，利用該時鐘偏差對所述新網絡節點進行時鐘臨時同步處理；

并且，設所述定向天線產生的K個定向波束方向中波束方向編號依次從0至K-1；則，所述利用預先構建的TDMA時幀，對所述新網絡節點進行時鐘初始同步處理的過程，包括：

步驟S11：利用偽隨機數發生器，在0至K-1之間產生1個偽隨機整數Ki；

步驟S12：在預設偵聽時間段內，令所述新網絡節點在波束方向編號為Ki的定向波束方向上，展開同步序列和同步消息的偵聽工作；其中，所述預設偵聽時間段的時間長度與一個所述TDMA時幀的時間長度相等；同步序列和同步消息為所述定向Ad hoc網絡中已入網網絡節點向外界循環發送的信息，同步消息包括當前所述TDMA時幀的幀序號、同步微時隙序號和發送該同步消息的網絡節點的節點ID編號；

步驟S13：如果所述新網絡節點在波束方向編號為Ki的定向波束方向上，沒有偵聽到同步序列和同步消息，則令Ki＝Ki+1，并進入步驟S12，如果偵聽到同步序列和同步消息，則進入步驟S14；

步驟S14：當偵聽到的同步序列的相關峰值達到預設最大值時，根據偵聽到的同步消息中的同步微時隙序號、同步微時隙的時間長度和當偵聽到的同步序列的相關峰值達到最大值時所述新網絡節點已接收的比特數，確定初始同步時刻，并將所述初始同步時刻確定為所述新網絡節點的時幀起始時間，并且，所述新網絡節點從偵聽到的同步消息中獲取到當前所述TDMA時幀的幀序號，以完成對所述新網絡節點的時鐘初始同步處理。

2.根據權利要求1所述的定向Ad hoc網絡自同步方法，其特征在于，

設k表示同步微時隙序號，n表示當前處于激活狀態的定向波束方向的波束方向編號，并設所述K個同步微時隙中同步微時隙序號依次從1至K；

則，所述定向Ad hoc網絡中任一已入網網絡節點向外界循環發送同步序列和同步消息的過程，包括：

步驟S21：對k和n進行初始化，使得k＝1，n＝1；

步驟S22：獲取當前所述TDMA時幀的幀序號F，令n＝F mod K；

步驟S23：在同步微時隙序號為k的同步微時隙內，令該已入網網絡節點在波束方向編號為n的定向波束方向上向外界發送同步序列和同步消息，并令k＝k+1；

步驟S24：令n＝(n+k)mod K，并在同步微時隙序號為k的同步微時隙內，令該已入網網絡節點在波束方向編號為n的定向波束方向上向外界發送同步序列和同步消息；

步驟S25：如果k mod K≠0，則令k＝k+1，并進入步驟S24；如果k mod K＝0，則判定該已入網網絡節點已完成向外界循環發送同步序列和同步消息的過程。