一種自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自組織網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)靈活部署、高效運(yùn)維、可靠服務(wù)與協(xié)同優(yōu)化的重要途徑。自組織網(wǎng)絡(luò)是一種不依賴(lài)預(yù)設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施而快速組建的臨時(shí)性網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)利用自身無(wú)線(xiàn)收發(fā)設(shè)備，采用分布式控制方式進(jìn)行信息交換，而且可借助中間節(jié)點(diǎn)中繼實(shí)現(xiàn)多跳通信，因此也被稱(chēng)為多跳網(wǎng)。無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)由于自組織、無(wú)中心、多跳等特點(diǎn)，使其具備了組網(wǎng)便捷、抗毀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此受到廣泛關(guān)注。
[0003]雖然學(xué)術(shù)界對(duì)仿生學(xué)(b1-1nspired)的研究在不斷的深入，針對(duì)具有社會(huì)屬性的生物(如螞蟻、蜜蜂、螢火蟲(chóng)等)及其群體智能(swarm intelligence)的研究有效地推動(dòng)了自組織網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論與共性技術(shù)的發(fā)展，但是，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界在對(duì)于基于仿生學(xué)的自組織網(wǎng)絡(luò)的研究尚處于開(kāi)始階段，現(xiàn)有基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)大多是針對(duì)解決同構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)及其特定問(wèn)題，而對(duì)異構(gòu)自組織網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論、尤其是普適性組網(wǎng)機(jī)理研究不足，研究成果遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們對(duì)海量數(shù)據(jù)與泛在業(yè)務(wù)的極大需求。在應(yīng)用方面，大多停留在理論階段，不能很好的將理論成果應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。
[0004]時(shí)鐘同步在通信網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要的角色，它使整個(gè)系統(tǒng)像一個(gè)團(tuán)結(jié)的集體一樣合作與運(yùn)轉(zhuǎn)。時(shí)鐘同步是完成多址接入、功率控制、同步跳頻、數(shù)據(jù)聚合等功能的核心技術(shù)。自組織網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)時(shí)間由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部硬件時(shí)鐘決定，由于制作工藝、外界環(huán)境等原因，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘單位時(shí)間內(nèi)表示的時(shí)間長(zhǎng)度不一定相同，即存在時(shí)間漂移。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一段時(shí)間后，節(jié)點(diǎn)間就會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)間偏差，因此需要對(duì)時(shí)鐘同步問(wèn)題開(kāi)展研究。同時(shí)，自組織網(wǎng)絡(luò)在不同應(yīng)用環(huán)境下具有不同的時(shí)鐘同步要求，沒(méi)有任何一種同步方法能適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景。即便某些方法可應(yīng)用于多個(gè)場(chǎng)景，其同步性能也無(wú)法在多個(gè)場(chǎng)景下同時(shí)達(dá)到最優(yōu)。此夕卜，時(shí)鐘同步已經(jīng)被證明是影響無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感融合的關(guān)鍵因素之一。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，自組織網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間同步算法主要存在以下缺點(diǎn):(1)集中式同步會(huì)帶來(lái)很大的能耗及硬件消耗，給網(wǎng)絡(luò)生存性帶來(lái)挑戰(zhàn)；(2)集中式網(wǎng)絡(luò)方案會(huì)顯著增加系統(tǒng)負(fù)載；(3)集中式同步的可擴(kuò)展性較差，不能適應(yīng)不斷變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；(4)集中式同步會(huì)造成節(jié)點(diǎn)的累計(jì)誤差，且隨著跳數(shù)的增加，累計(jì)誤差現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重；(5)如RBS等分散式協(xié)議，大部分采取點(diǎn)到點(diǎn)傳輸，需要在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交換，增大了系統(tǒng)負(fù)載，同時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)可擴(kuò)展性；(6)采用脈沖耦合震蕩模型的螢火蟲(chóng)算法，在一定程度上克服了以上缺點(diǎn)，但其在大規(guī)模自組織網(wǎng)絡(luò)中會(huì)存在系統(tǒng)收斂速度緩慢、負(fù)載大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的系統(tǒng)收斂速度緩慢、系統(tǒng)負(fù)載大的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方法，包括:
[0008]獲取分簇中相位最高的節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，將所述簇頭節(jié)點(diǎn)與其他分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，所述分簇的其他節(jié)點(diǎn)作為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)并進(jìn)入休眠狀態(tài)；
[0009]處于休眠狀態(tài)的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)停止休眠，并與所述分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步。
[0010]進(jìn)一步地，將所述簇頭節(jié)點(diǎn)與其他分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步包括:
[0011]第一簇頭節(jié)點(diǎn)接收其他簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的調(diào)整分組信息；
[0012]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的簇頭節(jié)點(diǎn)的相位高于所述第一簇頭節(jié)點(diǎn)的相位，則根據(jù)所述調(diào)整分組信息中的相位信息調(diào)整所述第一簇頭節(jié)點(diǎn)的相位；
[0013]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的簇頭節(jié)點(diǎn)的相位不高于所述第一簇頭節(jié)點(diǎn)的相位，則丟棄所述調(diào)整分組信息。
[0014]進(jìn)一步地，所述處于休眠狀態(tài)的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)停止休眠，并與所述分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步包括:
[0015]處于休眠狀態(tài)的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)停止休眠，第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)接收調(diào)整分組信息；
[0016]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的節(jié)點(diǎn)的相位高于所述第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相位，則存儲(chǔ)所述調(diào)整分組信息，并在下一個(gè)同步周期，根據(jù)存儲(chǔ)的調(diào)整分組信息中的相位信息調(diào)整所述第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相位。
[0017]進(jìn)一步地，所述方法還包括:
[0018]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的節(jié)點(diǎn)的相位不高于所述第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相位，則丟棄所述調(diào)整分組信息。
[0019]進(jìn)一步地，所述方法還包括:
[0020]在一分簇中加入新節(jié)點(diǎn)時(shí)，獲取所述分簇的一節(jié)點(diǎn)，其他所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)；
[0021]若獲取的所述節(jié)點(diǎn)是上一個(gè)同步周期的簇頭節(jié)點(diǎn)，則重新獲取所述分簇的一節(jié)占.
[0022]若獲取的所述節(jié)點(diǎn)不是上一個(gè)同步周期的簇頭節(jié)點(diǎn)，則將所述新節(jié)點(diǎn)與所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步。
[0023]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種自組織網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步裝置，包括:
[0024]簇間同步模塊，用于獲取分簇中相位最高的節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，將所述簇頭節(jié)點(diǎn)與其他分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，所述分簇的其他節(jié)點(diǎn)作為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)并進(jìn)入休眠狀態(tài)；
[0025]簇內(nèi)同步模塊，用于處于休眠狀態(tài)的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)停止休眠，并與所述分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步。
[0026]進(jìn)一步地，所述簇間同步模塊，還用于由第一簇頭節(jié)點(diǎn)接收其他簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送的調(diào)整分組信息；
[0027]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的簇頭節(jié)點(diǎn)的相位高于所述第一簇頭節(jié)點(diǎn)的相位，則根據(jù)接收到的所述調(diào)整分組信息中的相位信息調(diào)整所述第一簇頭節(jié)點(diǎn)的相位；
[0028]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的簇頭節(jié)點(diǎn)的相位不高于所述第一簇頭節(jié)點(diǎn)的相位，則丟棄所述調(diào)整分組信息。
[0029]進(jìn)一步地，所述簇內(nèi)同步模塊，還用于處于休眠狀態(tài)的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)停止休眠，第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)接收調(diào)整分組信息；
[0030]若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的節(jié)點(diǎn)的相位高于所述第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相位，則存儲(chǔ)所述調(diào)整分組信息，并在下一個(gè)同步周期，根據(jù)存儲(chǔ)的調(diào)整分組信息中的相位信息調(diào)整所述第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相位。
[0031]進(jìn)一步地，所述簇內(nèi)同步模塊，還用于若發(fā)送所述調(diào)整分組信息的節(jié)點(diǎn)的相位不高于所述第一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的相位，則丟棄所述調(diào)整分組信息。
[0032]進(jìn)一步地，所述簇內(nèi)同步模塊，還用于在一分簇中加入新節(jié)點(diǎn)時(shí)，獲取所述分簇的一節(jié)點(diǎn)，其他所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)；
[0033]若獲取的所述節(jié)點(diǎn)是上一個(gè)同步周期的簇頭節(jié)點(diǎn)，則重新獲取所述分簇的一節(jié)占.
[0034]若獲取的所述節(jié)點(diǎn)不是上一個(gè)同步周期的簇頭節(jié)點(diǎn)，則將所述新節(jié)點(diǎn)與所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步。
[0035]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0036]上述方案中，通過(guò)在簇間同步階段，獲取分簇中相位最高的節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，將所述簇頭節(jié)點(diǎn)與其他分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，所述分簇的其他節(jié)點(diǎn)作為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)并進(jìn)入休眠狀態(tài)，不接收任何調(diào)整分組信息；在簇內(nèi)同步階段，處于休眠狀態(tài)的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)停止休眠，并與所述分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步。這樣，在簇間同步階段，只有簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，各分簇的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行休眠，所有的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)不會(huì)影響簇頭節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步，從而降低系統(tǒng)負(fù)載，并利用分簇思想提高系統(tǒng)的收斂速度、可擴(kuò)展性以及大規(guī)模自組織網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步的能力。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為本