無線自組織網絡物理層同步方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領域，更具體地，涉及無線自組織網絡中多節(jié)點物理層自動完成系統(tǒng)定時同步的方法。
【背景技術】
[0002]無線自組織網絡即MANET (Mobile Ad Hoc Network),是一種不同于傳統(tǒng)無線通信網絡的技術。
[0003]傳統(tǒng)的無線蜂窩通信網絡，需要固定的網絡設備，如基站的支持，進行數據的轉發(fā)和用戶服務控制。而無線自組織網絡不需要固定設備支持，各節(jié)點即用戶終端自行組網。通信時，由其他用戶節(jié)點進行數據的轉發(fā)。這種網絡形式突破了傳統(tǒng)無線蜂窩網絡的地理局限性，能夠更加快速、便捷、高效地部署，適合于一些緊急場合的通信需要，如戰(zhàn)場的單兵通信系統(tǒng)等。但無線自組織網絡也存在網絡帶寬受限、對實時性業(yè)務支持較差、安全性不高的弊端。目前，國內外有大量研究人員進行此項目研究。
[0004]無線自組織網絡是一個由幾十到上百個節(jié)點組成的、采用無線通信方式的，動態(tài)組網的多跳的移動性對等網絡。其目的是通過動態(tài)路由和移動管理技術傳輸具有服務質量要求的多媒體信息流。
[0005]無線自組織網絡是基于IP協(xié)議的無線寬帶接入技術，支持多點對多點的網狀結構，具有自組網、自修復、多跳級聯、節(jié)點自我管理等智能優(yōu)勢以及移動寬帶、無線定位等特點，是一種大容量、高速率、覆蓋范圍廣的網絡，成為寬帶接入的一種有效手段。從某種意義上講，無線自組織網絡更主要的是一種網絡架構思想，主要功能體現在無中心、自組網、多級跳接和路由判斷選擇等。
[0006]無線自組織網絡是一種與傳統(tǒng)無線網絡完全不同的新型無線網絡技術。在傳統(tǒng)的無線局域網(WLAN)中，每個客戶端均通過一條與接入點(AP)相連的無線鏈路訪問網絡，用戶若要進行相互通信，必須首先訪問一個固定的AP，這種網絡結構稱為單跳網絡。而在無線自組織網絡中，任何無線設備節(jié)點都可同時作為路由器，網絡中的每個節(jié)點都能發(fā)送和接收信號，每個節(jié)點都能與一個或多個對等節(jié)點進行直接通信。
[0007]這種結構的最大好處在于:如果最近的AP由于流量過大而導致擁塞的話，數據可以自動重新路由到一個通信流量較小的鄰近節(jié)點進行傳輸。依此類推，數據包還可以根據網絡的情況，繼續(xù)路由到與之最近的下一個節(jié)點進行傳輸，直到到達最終目的地為止。這樣的訪問方式就是多跳訪問。
[0008]其實我們熟知的互聯網(Internet)就是一個無線自組織網絡的典型例子。當我們發(fā)送一份電子郵件時，郵件并不是直接到達收件人的信箱中，而是通過路由器從一個服務器轉發(fā)到另外一個服務器，經過多次路由轉發(fā)才到達用戶的信箱。在轉發(fā)過程中，路由器一般會選擇效率最高的傳輸路徑，以便使電子郵件能盡快到達用戶的信箱。因此，無線自組織網絡可看作“互聯網的無線版”。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明涉及的無線自組織網絡物理層同步方法，可以在不依賴于外部系統(tǒng)定時源的場景下，實現系統(tǒng)內所有節(jié)點物理層同步。
[0010]根據本發(fā)明的一方面，一種無線自組織網絡物理層同步方法依次含有以下步驟:
[0011]約定系統(tǒng)內所有節(jié)點定時一致，
[0012]步驟⑴周期性發(fā)送同步和廣播信號
[0013]所述無線自組織網絡內所有節(jié)點在其約定時隙內周期性發(fā)送同步和廣播信號；
[0014]步驟(2)周期性接收其它節(jié)點同步和廣播信號
[0015]所述無線自組織網絡內所有節(jié)點在約定時隙內周期性接收其周圍所有鄰節(jié)點的同步和廣播信號；
[0016]步驟(3)廣播定時偏移量信息
[0017]所述無線自組織網絡內所有節(jié)點通過其廣播信道廣播其依據自身定時計算出的與其所有周圍鄰節(jié)點的定時偏移量信息；
[0018]步驟⑷定時調整
[0019]所述無線自組織網絡內所有節(jié)點根據所有鄰節(jié)點廣播的與其自身相關的定時偏移量信息，以及自身計算的與周圍所有鄰節(jié)點的定時偏移量信息，通過一定算法計算出定時調整值，調整系統(tǒng)定時偏差。
[0020]根據本發(fā)明的另一方面，所述無線自組織網絡在約定所有節(jié)點定時一致的情況下，利用其周圍所有鄰節(jié)點計算的定時偏移量信息，以及自身計算的與周圍所有鄰節(jié)點的定時偏移量信息，通過一定算法計算系統(tǒng)定時調整值。
【附圖說明】
[0021]圖1表示本發(fā)明所述的無線自組織網絡節(jié)點定時一致時傳輸時延計算示意圖。
[0022]圖2表示本發(fā)明所述的無線自組織網絡節(jié)點定時不一致時傳輸時延計算示意圖。
[0023]圖3表示本發(fā)明所述的無線自組織網絡幀結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了達到本發(fā)明的目的，采用以下技術方案:
[0025](I)所述無線自組織網絡內約定所有節(jié)點定時一致。
[0026](2)所述無線自組織網絡內所有節(jié)點在其約定時隙內依據自己的定時，周期性發(fā)送同步和廣播信號，如圖3所示。每個節(jié)點都有其單獨的發(fā)送位置，互不沖突。
[0027](3)所述無線自組織網絡內所有節(jié)點在其它節(jié)點的約定時隙內接收其它所有鄰節(jié)點的同步和廣播信號，并依據自己的定時計算其時間偏移量。以下分兩種情況進行示意:
[0028](a)在所有節(jié)點定時一致的情況下，如圖1所示。節(jié)點I和節(jié)點2在其約定時隙內按照準確定時發(fā)送同步和廣播信號，并在其它節(jié)點的發(fā)送時隙進行同步和廣播信號接收。此時，節(jié)點2計算的路徑時延I和節(jié)點I計算的路徑時延2完全相等，且與兩個節(jié)點之間的距離成正比。
[0029](b)在出現定時偏差的情況下，節(jié)點定時出現不一致，如圖2所示。節(jié)點I在其時隙內按照提前的定時發(fā)送同步和廣播信號，并在節(jié)點2的發(fā)送時隙接收節(jié)點2發(fā)送的同步和廣播信號，此時，由于節(jié)點I的定時提前，節(jié)點2計算的路徑時延I變小，而節(jié)點I計算的路徑時延2變大，路徑時延與兩個節(jié)點的距離和定時偏差都有關系。
[0030](4)所述無線自組織網絡內節(jié)點根據所有鄰節(jié)點廣播的與其自身相關的路徑時延信息，以及自身計算的與周圍所有鄰節(jié)點的路徑時延信息，通過一定算法計算出定時調整值，調整自己的系統(tǒng)定時偏差。
[0031]以上為一個無線自組織網絡中物理層定時同步計算方法實例，任何利用附圖1-3中所述方發(fā)都在本專利保護范圍。
【主權項】
1.一種無線自組織網絡物理層同步方法，所述方法依次含有以下步驟: 約定系統(tǒng)內所有節(jié)點定時一致， 步驟(I)周期性發(fā)送同步和廣播信號 所述無線自組織網絡內所有節(jié)點在其約定時隙內周期性發(fā)送同步和廣播信號； 步驟(2)周期性接收其它節(jié)點同步和廣播信號 所述無線自組織網絡內所有節(jié)點在約定時隙內周期性接收其周圍所有鄰節(jié)點的同步和廣播信號； 步驟(3)廣播定時偏移量信息 所述無線自組織網絡內所有節(jié)點通過其廣播信道廣播其依據自身定時計算出的與其所有周圍鄰節(jié)點的定時偏移量信息； 步驟(4)定時調整 所述無線自組織網絡內所有節(jié)點根據所有鄰節(jié)點廣播的與其自身相關的定時偏移量信息，以及自身計算的與周圍所有鄰節(jié)點的定時偏移量信息，通過一定算法計算出定時調整值，調整系統(tǒng)定時偏差。2.根據權利要求1所述的一種無線自組織網絡物理層同步方法，其特征在于:所述無線自組織網絡在約定所有節(jié)點定時一致的情況下，利用其周圍所有鄰節(jié)點計算的定時偏移量信息，以及自身計算的與周圍所有鄰節(jié)點的定時偏移量信息，通過一定算法計算系統(tǒng)定時調整值。
【專利摘要】一種無線自組織網絡物理層同步方法涉及一種在無線自組織網絡系統(tǒng)中，系統(tǒng)內節(jié)點通過計算其與周圍所有鄰節(jié)點的定時偏移量，調整自身的系統(tǒng)定時，保持與全網其它節(jié)點同步。其特征在于：系統(tǒng)內所有節(jié)點約定定時一致，節(jié)點在其約定時隙內周期性發(fā)送同步和廣播信號，并在其它節(jié)點約定發(fā)送時隙內接收其它節(jié)點同步和廣播信號。計算本節(jié)點與周圍其它鄰節(jié)點的定時偏移量，并通過定時廣播信道告知其它鄰節(jié)點。節(jié)點根據自身和其它鄰節(jié)點計算的定時偏移量，依據一定算法調整其系統(tǒng)定時，保持與全網其它節(jié)點同步。所述方法可以在無線自組織網絡中，所有節(jié)點同步保持不依賴于其它外部信號源，系統(tǒng)依靠自身即可完成全系統(tǒng)所有節(jié)點的同步。
【IPC分類】H04W4/06, H04W84/18, H04W56/00
【公開號】CN105101098
【申請?zhí)枴緾N201410196914
【發(fā)明人】魏崢
【申請人】魏崢
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月12日