[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

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述的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，所述节点的工作时刻T_i，m的计算方法为：

首先计算预计每个周期的持续时间t_c＝n×t_w，n为节点总数，接着用T_j对t_c取模，得到当前周期已经持续的时间t_temp，然后用t_temp和Δ(i，1)×t_w进行比较，其中Δ(i，A)为从节点i和主节点A之间间隔的节点数，若t_temp＜Δ(i，A)×t_w，说明当前周期还未轮到节点i工作，则计当前周期为第1周期，本节点i的0时刻T_i，0＝T_now-t_temp，工作时刻T_i，m＝T_i，0+[Δ(i，A)+(m-1)×n]×t_w；若t_temp≥Δ(i，A)×t_w，说明当前周期已经过了节点i的工作时隙，则计下一个周期为第1周期，本节点i的0时刻T_i，0＝T_now-t_temp+t_c，工作时刻T_i，m＝T_i，0+[Δ(i，A)+(m-1)×n]×t_w。