[发明专利]无线自组织网络时间同步方法

说明书

本发明公开了无线自组织网络时间同步方法，其包括在访问阶段，通过动态加权退避降低访问延迟；在数据发送和接收阶段，通过极大似然补偿进行延迟补偿；在数据广播分组阶段，对簇首集进行选择，并按照泛洪时间同步算法流程，完成数据广播分组阶段的时间同步。本发明通过动态加权退避算法调整退避时间合理规划访问时间，以降低访问延迟；更适用于大规模无线自组织网络；本发明处理延迟的极大似然估计算法拟合提供了较准确的时间戳对，提高了同步精度，同步误差稳定性好，消除同步分组冗余，提高了同步效率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及无线自组织网络时间同步方法。

背景技术

无线自组织网络按时间先后顺序存在访问阶段、数据发送和接收阶段和数据广播分组阶段；时间同步技术是研究无线自组织网络的重要课题之一，也是无线自组织网络的难点。在无线自组织网络的实际运用中，节点采集的数据大多需要附带时间信息，网络中所用的TDMA分配机制、数据感知、节点跟踪定位、定时休眠等技术都需要网络节点间精准的时间同步。时间同步从延时、同步精度、网络碰撞率等性能方面影响着网络的运行效率。

现有的时间同步算法分为传统时间同步算法和基于WSN的时间同步算法，传统时间同步算法主要为网络时间算法NTP、全球定位系统GPS；基于WSN的算法有参考广播时间同步协议RBS、延迟测量时间同步算法DMTS、泛洪时间同步算法FSTP等算法。传统算法适用于相对比较稳定的网络，而无线自组织网络是一个自组织的、网络结构随时变化、多跳的分布式网络。网络中终端成本低、信息储存能力受局限、节点功耗要求低的特点使得传统的网络时间同步协议不能很好地应用于无线自组织网络中。同时这些特点也给时间同步技术创造了巨大的困难。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的无线自组织网络时间同步方法解决了传统技术存在访问延迟和同步精准度不足的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种无线自组织网络时间同步方法，其包括以下步骤：

S1、在访问阶段，通过动态加权退避降低访问延迟；

S2、在数据发送和接收阶段，通过极大似然补偿进行延迟补偿；

S3、在数据广播分组阶段，对簇首集进行选择，并按照泛洪时间同步算法流程，完成数据广播分组阶段的时间同步。

进一步地，步骤S1的具体方法为：

S1-1、建立退避指数BE的取值范围，初始化退避指数BE为其最小值、竞争窗口值CW为2，以及退避次数NB为0；

S1-2、通过Random(0,NB_WT×BE)随机函数进行随机延时；其中NB_WT为线性退避系数；

S1-3、进行信道竞争并累加退避次数NB，将累加后的退避次数NB与加权系数相乘，得到更新后的线性退避系数NB_WT；

S1-4、判断是否完成5次加权计算，若是则累加5次更新后的线性退避系数NB_WT，并进入步骤S1-5；否则返回步骤S1-3；

S1-5、判断累加后的退避次数NB是否大于5次更新后累加的线性退避系数NB_WT，若是则将退避指数BE的最小值增加为上一次退避指数BE的值加1，对应增加退避时间，完成访问阶段的时间同步；否则进入步骤S1-6；

S1-6、判断累加后的退避次数NB是否小于5次更新后累加的线性退避系数NB_WT，若是则将退避指数BE的最小值减小为上一次退避指数BE的值减1，对应减小退避时间，完成访问阶段的时间同步；否则保持当前参数不变，完成访问阶段的时间同步。

进一步地，步骤S1-3中进行信道竞争并累加退避次数NB的具体方法为：