[发明专利]基于端对端的分子通信的时间同步方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于端对端的分子通信的时间同步方法及系统，其中，该方法包括：S1，纳米机器发送端向纳米机器接收端发送时间同步比特，将发送端计时器置0，开始计时；S2，接收端接收到时间同步比特后，接收端向发送端发送成功接收反馈比特，将接收端计时器置0，开始计时，以及将接收端计数器加1，判断接收端计数器的计数值是否等于预设值，如果是，则时间同步完成，反之，则继续S3；S3，发送端在第一预设时间内收到接收端发送的成功接收反馈比特，将发送端计数器加1，判断发送端计数器的计数值是否等于预设值，如果是，则时间同步完成，反之，则转入S1。该方法提供了一种较为简单对设备复杂度要求较低且有效的时间同步方法。

技术领域

本发明涉及生物纳米通信技术领域，特别涉及一种基于端对端的分子通信的时间同步方法及系统。

背景技术

传统的通信技术由于受到收发器体积和能耗等因素的制约而无法直接应用于纳米级环境。受自然界的启发，使用化学信号作为信息载体的分子通信(MolecularCommunication，简称MC)成为一个可能解决问题的办法。分子通信中生物纳米机器能够通过传递信息分子的方式实现信息交换，合作组成稳定高效的生物纳米通信网络。但是，构建生物纳米通信网络的重要前提是纳米机器间能够建立有效的时间同步。

时间同步对于通信而言至关重要。在无线通信中，发送端可以将时间信息通过电磁波直接发送给接收端，接收端通过接收到的时间信息更新本身的时钟。但是，由于传播延迟引起的误差，时间同步往往不够准确。此外，在分子通信中分子的运动速度比电磁波慢的多，因此传播延迟所导致的时间同步误差将更加严重。相关技术中许多关于分子通信的研究工作都假设纳米机器之间的时钟是完美同步。基于这个假设，建立了物理端到端模型或信道模型，或估计信道参数。但是，在真正的分子通信系统中，纳米级设备基于它们自己的时钟上运行并且不会自动同步。此外，由于纳米机器的物理限制，相对复杂时间同步模式也较难实现。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于端对端的分子通信的时间同步方法，该方法提供了一种较为简单对设备复杂度要求较低且有效的时间同步方法。

本发明的另一个目的在于提出一种基于端对端的分子通信的时间同步系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于端对端的分子通信的时间同步方法，包括以下步骤：S1，纳米机器发送端向纳米机器接收端发送时间同步比特，将纳米机器发送端计时器置0，并开始计时；S2，所述纳米机器接收端接收到所述纳米机器发送端发送的所述时间同步比特后，所述纳米机器接收端向所述纳米机器发送端发送所述成功接收反馈比特，将纳米机器接收端计时器置0，并开始计时，以及将纳米机器接收端计数器加1，判断所述纳米机器接收端计数器的计数值是否等于预设值，如果是，则时间同步过程完成，反之，则继续S3；S3，所述纳米机器发送端在第一预设时间内收到所述纳米机器接收端发送的所述成功接收反馈比特，将纳米机器发送端计数器加1，并判断所述纳米机器发送端计数器的计数值是否等于预设值，如果是，则时间同步过程完成，反之，则转入S1。

本发明实施例的基于端对端的分子通信的时间同步方法，通过在纳米机器发送端发送的时间同步比特以及纳米机器接收端发送成功接收反馈比特，依靠各自的计时器和计数器实现两端的时间同步，填补了实际扩散分子通信系统中的时间同步的空白，为扩散的端对端的分子通信提供了一种较为简单对设备复杂度要求较低且有效的时间同步方法。

另外，根据本发明上述实施例的基于端对端的分子通信的时间同步方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S2进一步包括：S201，若所述纳米机器接收端向所述纳米机器发送端发送所述成功接收反馈比特后的第一预设时间内未收到所述纳米机器发送端发送的下一个所述时间同步比特，则时间同步过程失败，将所述纳米机器接收端计数器置0，在第二预设时间后转入S1。