[发明专利]一种窄带条件下的无线自组网络时间同步方法、节点及无线自组网络

摘要

本发明提出一种窄带条件下的无线自组网络时间同步方法、节点及无线自组网络，所述方法包括：主节点开机后建立网络，从节点采用主动式同步方法请求入网。每个节点工作时广播的消息帧中包含同步信息，其他节点每次收到消息帧后都会提取同步信息，计算时延并判断是否需要时间同步，从而是否修改工作时隙表避免冲突。无线自组网络节点为能够实现窄带条件下的无线自组网络时间同步的节点，包括：同步模块、接收模块和发送模块。无线自组网络由无线自组网络节点组成，并采用上述方法实现时间同步。本发明能够实现窄带条件下，无线自组网节约带宽和时间资源的时间同步。

主权项

1.一种窄带条件下的无线自组网络时间同步方法，其特征在于，包括步骤：(1)所述无线自组网系统中的节点开机后，首先设置参数，参数设置完成后，每个节点都开始持续监听来自其他节点广播的信号；(2)节点接入网络并开始初次时间同步：主节点在参数设置完成后，立即开始时间同步，并同时广播信息；在广播信息的同时，主节点在本地开始计时；从节点采用主动式入网的方式进行入网操作，任意一个从节点i入网的具体步骤为：节点i开机并设置好参数之后，主动地不断广播同步帧，同步帧的内容只包含同步信息包标识及本节点的节点号i；处于节点i一跳范围内的节点j收到节点i的同步帧后，立即向节点i回复一个同步时间帧，同步时间帧内容包含同步时间帧标识、接收方节点号i以及发送方当前本地时间T_j，其中T_j是以节点j入网的那个周期主节点的工作时刻为0时刻计算而来的本地时间；节点i在收到节点j回复的同步时间帧后，记录收到同步时间帧时的本地时间T_now，停止广播同步帧，并根据收到的同步时间帧中的时间信息计算本节点的工作时刻T_i，m；若节点i在收到同步时间帧之前，收到了来自节点k的信息帧，则记录收到信息帧时的本地时间T_now，停止广播同步帧，并从信息帧中提取同步信息：信息帧字节数N和发送时节点k的本地时间T_k；根据信息帧字节数k和传输速率，得出信息帧发送时延t′_s，修正T_now＝T_now‑t′_s，然后根据T_now计算本节点的工作时刻T_i，m；若节点i一直未收到任何同步时间帧和信息帧，则持续发送同步帧，直至收到回复为止。(3)工作时隙表维护：节点在开始工作后，每次收到其他节点发送的信息帧，都会从中提取同步信息，判断是否需要时间同步；以节点的预计工作时间为预计时延，实际工作时间为实际时延，计算误差，误差为实际工作时间与预计工作时间之差；当误差大于阈值时，表示需要进行时间同步，则节点修正工作时隙表；否则，不进行时间同步，节点按照之前的工作时隙表进行工作。