[发明专利]时钟同步方法及装置

说明书

本发明提出一种时钟同步方法及装置，其中，该方法包括：为网络中的每个节点分配节点号，并根据每个节点的节点号确定网络中的时钟参考节点；根据时钟参考节点的时隙号信息对网络中其余节点进行时隙号纠正，以完成网络中节点的时隙的同步；根据往返延时校正机制和时钟参考节点的时钟计数器信息对网络中其余节点进行时钟同步，以完成网络中节点的时钟的同步；获取预先为节点设置的定时校正时间，并根据定时校正时间周期性对节点的时钟计数器进行校正。该方法减少了传播延时和处理延时带来的同步误差，纠正节点内部时钟频率的差异，减少了网络时钟同步的开销，使得网络能够快速达到同步状态，提高了的时钟同步精度并维持较为稳定的同步状态。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种时钟同步方法及装置。

背景技术

Ad-hoc网络也被称为多跳无线网、自组织网络。Ad-hoc网络有三个主要的特征：自组织、对等式、多跳。自组织指Ad-hoc网络不依赖于预设的基础网络设施，对等式指其无中心节点、所有节点地位平等，多跳指节点可以利用中间节点的多跳转发与其覆盖范围之外的节点进行通信。Ad-hoc网络是一种动态的网络，网络中的节点状态在动态变化，它不依赖于基础设施、无需基站，可以自组织地形成网络，并且具有很强的抗毁性，因此在军事运用和恶劣环境等条件下具有较好的表现。

Ad-hoc网络启动时，各节点间的时钟存在一个偏移量；由于制作工艺和时钟老化问题，网络中各节点内部时钟频率不一致，因此，即使一个同步的网络，在工作过程中也不可避免地会产生时钟异步的现象。这些原因都将导致各节点内部参考时钟不一致。

CDMA(Code Division Multiple Acces，码分多址)等多址方式虽然有较高的系统容量，但要求传输节点具有功率控制的能力，在Ad-hoc网络的设备中难以实现。而在Ad-hoc网络的一些运用(如军事运用)中，对实时性的要求较高，因此Ad-hoc网络采用TDMA(TimeDivision Multiple Address，时分多址)的多址方式。TDMA需要较高同步精度的时钟以完成多址工作，同时，Ad-hoc中的数据包接收、节点的休眠与唤醒等工作也需要同步的时钟。

Ad-hoc各节点的时钟同步面临着一些困难。Ad-hoc是对等式网络，各节点处于分布式状态，无中心节点对各节点进行同步；由于成本高、能耗大、高风险，一般不采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)进行时钟同步；Ad-hoc网络形成初期存在较多的冲突，而且网络的拓扑结构在迅速变化，同步算法实现的复杂度较高。

相关技术中，通常采用的时钟同步算法主要分为主从同步算法和互同步算法两种，其中，主从同步算法通过一定的方式选取出代表网络参考时钟的主节点，主节点给其他节点广播自身的时钟信息，以此达到网络的同步。该类算法实现简单，收敛速度快，但在网络规模较大，主节点的多跳邻居节点存在较大的累计延时，同步精度较差。

互同步算法中，网络中的每个节点都向邻居节点广播自身的时钟信息，邻居节点间可根据该时钟信息做出反馈，实现两者间的时钟同步。该方法受累计延时和网络拓扑变化的影响较小，但一般情况下每次同步需要邻居节点间实现一次往来通信，在网络规模较大时，收敛速度较慢。

两类算法各有优劣，但单纯的主从同步算法和互同步算法无法满足Ad-hoc网络对于时钟同步精度及同步算法开销的要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种时钟同步方法，通过对网络中的节点先进行时隙同步再进行时钟同步，并通过定时校正时间周期性地对节点的时钟计数器进行校正，减少了传播延时和处理延时带来的同步误差，纠正节点内部时钟频率的差异，减少了网络时钟同步的开销，使得网络能够快速达到同步状态，提高了的时钟同步精度并维持较为稳定的同步状态。

本发明的第二个目的在于提出一种时钟同步装置。