[发明专利]基于gossip算法的小基站分布式网络同步方法

说明书

本发明揭示了一种基于gossip算法的小基站分布式网络同步方法，包括如下步骤：S1、邻居节点选择步骤，将同步基站构成的网络抽象为无向图，其中每个基站节点均为对等实体，每个节点选择其邻居节点集合；S2、同步信息交换修改步骤，定义节点同步开始时刻，接收邻居节点的定时信息，随机选择节点，通过侦听邻居节点集合里所有节点的同步信号得到所有邻居节点的定时信息，修改定时信息；S3、区域节点同步步骤，重新进行节点选择，直至所有节点的定时信息均被修改过，判断所有节点的定时时间是否一致，若一致则同步成功，否则跳转至S1步骤。本发明能够在无宏基站的情况下完成小基站的分布式同步，满足同步精度要求、提高基站的收敛速度。

技术领域

本发明涉及一种网络同步方法，具体而言，涉及一种基于gossip算法的小基站分布式网络同步方法，属于超密集网络技术领域。

背景技术

超密集网络(Ultra－Dense Networks，UDN)是第五代(5G)移动通信系统中的关键技术之一，为了应对不断增长的数据容量需求，超密集网络可以通过在热点区域大规模部署小基站(例如Picocell、Femtocell)的方式来满足高流量、高密度的无线终端的接入要求。

在现有技术中，超密集网络主要包括两个场景，即宏-微覆盖部署场景和微-微覆盖部署场景。其中宏-微覆盖场景描述了负责基础覆盖的宏站服务与微(小)基站服务共存的异构网络架构。其中小基站主要的主要应用场景在人口密集区、覆盖大基站无法触及的末梢通信。小基站增强了宏基站的覆盖范围和服务，小基站的即插即用特性能够按需提升网络容量，而且能够减轻宏基站的负载。而微-微场景则是无宏基站覆盖或者是覆盖信号质量极差的场景。通过部署各种各样的小基站，为用户提供零延迟，高速连接和高数据速率。

然而，这样的小基站密集部署的方式同样会带来诸多问题，其中最为明显的就是，当热点区域内各小基站之间若未获得同步时，将会加重干扰的影响，过强的干扰还会严重影响通话质量和网络速率。

传统的蜂窝网络同步技术主要包括三种，即GPS同步、通过IEEE 1588v2协议实现时间同步以及空口侦听同步。考虑到小基站的成本问题，小基站一般不会安装接受GPS信号的设备，因而无法做到GPS同步。并且，实现IEEE 1588 v2技术前提是链路是对称的，而在超密集网络场景中，由于小基站的即插即用特性，网络链路不对称，所以IEEE 1588 v2技术同样无法适用于5G超密集组网场景。此外，在目前的技术发展进程中，去中心化已经成为了网络技术发展的必然趋势，在一些无宏基站区域，无法采用空口侦听同步进行同步，其次由于高密度的小基站部署会带来强烈的干扰，采用空口侦听的方式进行同步时，基站间干扰信号会损耗有用信号，在侦听信号的时候会出现错误甚至出现无法侦听的情况。

综上所述，现有技术均不能很好地解决超密集网络场景下小基站间同步的问题。因此，如何在现有技术的基础上提出一种全新的网络同步方法，完成在无宏基站情况下的小基站分布式同步、满足区域内基站同步精度要求、提高基站的收敛速度，也就成为了目前业内研究人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种基于gossip算法的小基站分布式网络同步方法，包括如下步骤：

S1、邻居节点选择步骤，针对无宏基站覆盖或覆盖信号质量极差的场景，将同步基站构成的网络抽象为一个无向图，其中每个基站节点均为对等实体，每个节点以节点之间的信号干扰噪声比为标准选择其邻居节点集合；

S2、同步信息交换修改步骤，定义0时刻为节点同步开始的时刻，基站在时间段τ内侦听并接收邻居节点的定时信息，定义n时刻表示第n个时间段τ，随机选择一个节点，通过在n时刻侦听该节点邻居节点集合里所有节点的同步信号，得到所有邻居节点的定时信息，该节点根据侦听到的同步信号获取的定时信息，随后修改n+1时刻的定时，其他节点状态不变；