[發明專利]一種窄帶條件下的無線自組網絡時間同步方法、節點及無線自組網絡在審
| 申請號: | 201910428793.X | 申請日: | 2019-05-22 |
| 公開(公告)號: | CN110290579A | 公開(公告)日: | 2019-09-27 |
| 發明(設計)人: | 王健;潘璠;陳原;黃益瑞;童和欽 | 申請(專利權)人: | 南京大學;南瑞集團有限公司 |
| 主分類號: | H04W56/00 | 分類號: | H04W56/00;H04J3/06 |
| 代理公司: | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 劉珊珊 |
| 地址: | 210093 江*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 無線自組網絡 時間同步 窄帶 同步信息 消息幀 無線自組網 主動式同步 避免沖突 發送模塊 工作時隙 計算時延 接收模塊 節點組成 時間資源 同步模塊 主節點 入網 帶寬 開機 節約 廣播 網絡 | ||
1.一種窄帶條件下的無線自組網絡時間同步方法,其特征在于,包括步驟:
(1)所述無線自組網系統中的節點開機后,首先設置參數,參數設置完成后,每個節點都開始持續監聽來自其他節點廣播的信號;
(2)節點接入網絡并開始初次時間同步:
主節點在參數設置完成后,立即開始時間同步,并同時廣播信息;在廣播信息的同時,主節點在本地開始計時;
從節點采用主動式入網的方式進行入網操作,任意一個從節點i入網的具體步驟為:
節點i開機并設置好參數之后,主動地不斷廣播同步幀,同步幀的內容只包含同步信息包標識及本節點的節點號i;
處于節點i一跳范圍內的節點j收到節點i的同步幀后,立即向節點i回復一個同步時間幀,同步時間幀內容包含同步時間幀標識、接收方節點號i以及發送方當前本地時間Tj,其中Tj是以節點j入網的那個周期主節點的工作時刻為0時刻計算而來的本地時間;
節點i在收到節點j回復的同步時間幀后,記錄收到同步時間幀時的本地時間Tnow,停止廣播同步幀,并根據收到的同步時間幀中的時間信息計算本節點的工作時刻Ti,m;
若節點i在收到同步時間幀之前,收到了來自節點k的信息幀,則記錄收到信息幀時的本地時間Tnow,停止廣播同步幀,并從信息幀中提取同步信息:信息幀字節數N和發送時節點k的本地時間Tk;根據信息幀字節數k和傳輸速率,得出信息幀發送時延t′s,修正Tnow=Tnow-t′s,然后根據Tnow計算本節點的工作時刻Ti,m;
若節點i一直未收到任何同步時間幀和信息幀,則持續發送同步幀,直至收到回復為止。
(3)工作時隙表維護:節點在開始工作后,每次收到其他節點發送的信息幀,都會從中提取同步信息,判斷是否需要時間同步;以節點的預計工作時間為預計時延,實際工作時間為實際時延,計算誤差,誤差為實際工作時間與預計工作時間之差;當誤差大于閾值時,表示需要進行時間同步,則節點修正工作時隙表;否則,不進行時間同步,節點按照之前的工作時隙表進行工作。
2.根據權利要求1所述的一種窄帶條件下的無線自組網絡時間同步方法,其特征在于,所述節點的工作時刻Ti,m的計算方法為:
首先計算預計每個周期的持續時間tc=n×tw,n為節點總數,接著用Tj對tc取模,得到當前周期已經持續的時間ttemp,然后用ttemp和Δ(i,1)×tw進行比較,其中Δ(i,A)為從節點i和主節點A之間間隔的節點數,若ttemp<Δ(i,A)×tw,說明當前周期還未輪到節點i工作,則計當前周期為第1周期,本節點i的0時刻Ti,0=Tnow-ttemp,工作時刻Ti,m=Ti,0+[Δ(i,A)+(m-1)×n]×tw;若ttemp≥Δ(i,A)×tw,說明當前周期已經過了節點i的工作時隙,則計下一個周期為第1周期,本節點i的0時刻Ti,0=Tnow-ttemp+tc,工作時刻Ti,m=Ti,0+[Δ(i,A)+(m-1)×n]×tw。
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