[发明专利]一种基于信标网络的多跳时间同步方法

权利要求书

1.一种基于信标网络的多跳时间同步方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S11：节点间自组织形成多层级的树型信标网络；

S12：中心节点动态的为全网节点分配信标时隙，中心节点分配时隙时，第一个时隙是中心节点时隙，接下来为代理节点分配代理时隙，代理时隙的次序依据层级排序，同一层级的可以不分先后，最后为叶子节点安排发现信标时隙；

S13：为叶子节点分配时隙根据一定的算法，从低层级到高层级依序遍历中心节点、代理节点底下的叶子节点，首先判断父节点底下是否已经为1/a的叶子节点分配时隙，如果是，则遍历下一个代理节点，如果不是，则继续判断该节点在b个周期内是否已经被分配过时隙，如果有，则不分配时隙，如果没有，则为其分配时隙，然后判断父节点底下是否已经为1/a的叶子节点分配时隙，如果是，则遍历下一个代理节点，如果不是，则继续遍历叶子节点，a和b具体取值根据网络规模而定；

S14：各节点在自己的时隙内将带有时间同步信息的信标帧发送出去，采用硬件时间戳标记，时间戳标记为信标帧第一个有用字符出现在空口上的时间T₁；

S15：接收端将信标帧接收下来，并记录接收到信标帧第一个有效字符出现的时间T₂；

S16：节点计算信标源节点的同步质量Q，如果Q在合理范围内，则将时间戳对信息(T₁,T₂)存入历史数据中；

在所述S16中，计算节点质量的方法为：

Q_i＝η(H_num)·λ(HOP_num)

其中，Q_i表示i节点的同步质量，η(H_num)表示关于节点i频偏或相偏突变的次数的函数，λ(HOP_num)表示关于节点i同步跳数的函数，Q越低越好，当Q_i≤Q_max时，代表可以根据节点i的信标帧进行同步；

S17：利用历史时间戳对，通过最小二乘线性回归估计相偏和频偏，然后对自己的时钟进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于信标网络的多跳时间同步方法，其特征在于：在所述S11中，节点自组织形成多层级树型信标网络。

3.根据权利要求1所述的一种基于信标网络的多跳时间同步方法，其特征在于：在所述S12中，信标时隙的分配次序为中央信标、代理信标和发现信标。

4.根据权利要求1所述的一种基于信标网络的多跳时间同步方法，其特征在于：在所述S13中，动态分配叶子节点的时隙，减少同步冗余路径，保证节点的增加、减少、改变时的稳定性，适用于动态网络拓扑。

5.根据权利要求1所述的一种基于信标网络的多跳时间同步方法，其特征在于：在所述S14中，计算时间戳的公式为：

T_tag＝T_current+nT_{preamble_sync}

其中，T_tag表示写入信标帧的时间戳，T_current表示当前时间，T_{preamble_sync}表示单个前导或同步码的时间，n表示有几个前导或同步码。