[发明专利]基于高精度时间同步自组织网络的辅助时间基准自举方法

说明书

技术领域

本发明涉及自组织网络的组网技术，尤其涉及需要实现全网高精度时间同步的自组织网络的辅助时间基准自举方法。

背景技术

自组织网络是一种移动、多跳、自治系统，它的主要特征有：

1)独立组网：即网络的组织无需依赖于任何规划和先验信息，节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

2)动态拓扑：即网络中的节点可以任意移动和关闭，网络的拓扑结构动态变化。节点可以随时加入或离开网络，任意节点故障不会影响整个网络运行，是一个无中心结构的对等式网络，抗毁性强。

3)自组织：没有严格的控制中心，所有节点通过分层的网络协议和分布式算法协调各自的行为。

对于需要高精度时间同步的自组织网络，组网工作的基础就是实现节点间高精度时间同步。因此，网内需设定一个时间基准和多个辅助时间基准，周期发送入网消息，待入网节点通过侦听该消息，获得当前对应的系统时，然后与时间基准或辅助时间基准之间进一步精确校时，完成入网。在网络工作过程中，网内各节点还需要周期与时间基准或辅助时间基准进行校时，保证全网时间高度统一。

在这种需求下，如何选定能够覆盖全网的时间基准和辅助时间基准是实现动态组网的关键。目前，通常采用的方法是在组网前对网内节点责任进行规划，事先指定时间基准和辅助时间基准，在网络工作过程中，当时间基准或辅助时间基准因故不能正常行使自己的职责时，人工干预进行替换。这种方法，虽然增强了网络的稳定性，但大大降低了网络的自组织能力，不能完全体现出自组织网络独立、平等的特点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种通过分布式处理自举产生辅助时间基准的方法。

本发明引入了网络级数的概念，将以时间基准为中心，各节点按照网络连通情况与时间基准节点连接的跳数定义为网络级数。根据网络级数，网络中所有节点按照与时间基准的拓扑关系可以划分出不同的层次。在网络中，时间基准的网络级数为0，与时间基准直接连通的节点网络级数为1，与网络级数为1的节点直接连通的节点网络级数为2，以此类推。网络级数越大，节点越靠近网络边缘。

网络运行过程中，网内所有节点需要周期单跳广播发送邻居报表消息，消息内容包括本节点网络级数及邻居节点信息。具体格式如表1所示。其中节点地址是指节点预先分配获得的网内唯一识别标识，外层邻居是指网络级数大于本节点网络级数的邻居节点，内层邻居是指网络级数小于或等于本节点的网络级数的邻居节点。

表1邻居报表消息结构