[发明专利]一种定向Ad hoc网络自同步方法

摘要

本申请公开了一种定向Ad hoc网络自同步方法，包括：先从定向Ad hoc网络的所有网络节点中确定出同步基准节点；然后将网络节点与同步基准节点之间的节点跳数大小作为分级依据，按照节点跳数从小到大的顺序，对所有的网络节点进行分级处理，相应地得到M级网络节点；并按照距离同步基准节点的节点跳数越小优先权越高的优先权确定原则，相应地为M级网络节点中的每一级网络节点赋予优先权；最后按照优先权从高到低的顺序，依次对M级网络节点中的每相邻两级网络节点进行级间时钟同步处理，以实现全网时钟同步。本申请在无须依赖外界固定基础设施的情况下，实现对整个定向Ad hoc网络的时钟同步处理，提高了网络的健壮性。

主权项

1.一种定向Ad hoc网络自同步方法，其特征在于，包括：从所述定向Ad hoc网络的所有网络节点中确定出同步基准节点；将网络节点与所述同步基准节点之间的节点跳数大小作为分级依据，按照节点跳数从小到大的顺序，对所述定向Ad hoc网络中所有的网络节点进行分级处理，相应地得到M级网络节点，M为不小于2的正整数；其中，任意相邻两级网络节点之间的节点跳数为1跳；每一级网络节点包括至少一个网络节点；按照距离所述同步基准节点的节点跳数越小优先权越高的优先权确定原则，相应地为所述M级网络节点中的每一级网络节点赋予优先权；按照优先权从高到低的顺序，依次对所述M级网络节点中的每相邻两级网络节点进行级间时钟同步处理，以实现所述定向Ad hoc网络的全网时钟同步；其中，所述方法还包括：当存在新网络节点需要加入所述定向Ad hoc网络时，利用预先构建的TDMA时帧，对所述新网络节点进行时钟初始同步处理；所述TDMA时帧包括邻居发现子帧和数据传输子帧；所述邻居发现子帧包括同步时隙、探测时隙、响应时隙和确认时隙；所述同步时隙包括K个同步微时隙，其中，K的具体数值与所述定向Ad hoc网络中定向天线产生的定向波束方向的方向个数相同，K为正整数；所述数据传输子帧包括N个数据时隙，N为正整数；在对所述新网络节点进行时钟初始同步处理后，建立所述新网络节点与其目标邻居节点之间的数据收发链路；所述目标邻居节点为距离所述新网络节点的节点跳数为1跳的网络节点；确定所述新网络节点与所述目标邻居节点中的任一网络节点之间的时钟偏差，利用该时钟偏差对所述新网络节点进行时钟临时同步处理；并且，设所述定向天线产生的K个定向波束方向中波束方向编号依次从0至K‑1；则，所述利用预先构建的TDMA时帧，对所述新网络节点进行时钟初始同步处理的过程，包括：步骤S11：利用伪随机数发生器，在0至K‑1之间产生1个伪随机整数Ki；步骤S12：在预设侦听时间段内，令所述新网络节点在波束方向编号为Ki的定向波束方向上，展开同步序列和同步消息的侦听工作；其中，所述预设侦听时间段的时间长度与一个所述TDMA时帧的时间长度相等；同步序列和同步消息为所述定向Ad hoc网络中已入网网络节点向外界循环发送的信息，同步消息包括当前所述TDMA时帧的帧序号、同步微时隙序号和发送该同步消息的网络节点的节点ID编号；步骤S13：如果所述新网络节点在波束方向编号为Ki的定向波束方向上，没有侦听到同步序列和同步消息，则令Ki＝Ki+1，并进入步骤S12，如果侦听到同步序列和同步消息，则进入步骤S14；步骤S14：当侦听到的同步序列的相关峰值达到预设最大值时，根据侦听到的同步消息中的同步微时隙序号、同步微时隙的时间长度和当侦听到的同步序列的相关峰值达到最大值时所述新网络节点已接收的比特数，确定初始同步时刻，并将所述初始同步时刻确定为所述新网络节点的时帧起始时间，并且，所述新网络节点从侦听到的同步消息中获取到当前所述TDMA时帧的帧序号，以完成对所述新网络节点的时钟初始同步处理。