專利名稱：一種超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超短波通訊領(lǐng)域，特別涉及一種超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法。
背景技術(shù)：
超短波電臺具有通信穩(wěn)定、干擾小、設(shè)備便于攜帶等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)場、救災(zāi)等場合。但是，目前的超短波電臺主要通過全呼實現(xiàn)短距離話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹V播通信，因其無線信道特性的制約，超短波電臺傳輸距離近，不能與遠(yuǎn)處的電臺進(jìn)行信息交互。各個超短波電臺間呼叫和通信都是隨即的，即在一個大的范圍內(nèi)，并不是所有電臺都可以收到對方的呼叫，這些超短波電臺的呼叫會出現(xiàn)兩種情況一是兩個以上電臺同時呼叫時就會出現(xiàn)相互干擾，二是超出通信距離的電臺收不到別的電臺廣播的信息。在目前的超短波電臺中，其介質(zhì)接入?yún)f(xié)議應(yīng)用最為廣泛的為傳統(tǒng)的時分多址 (TDMA)協(xié)議。在該協(xié)議體系中，固定一個電臺作為參考電臺，網(wǎng)中其他電臺都和該參考電臺對時，實現(xiàn)全網(wǎng)同步，并且給在網(wǎng)的每個電臺分配一個固定時隙。電臺只有在屬于自己的時隙上發(fā)送數(shù)據(jù)，在屬于其他電臺的時隙上處于掃描狀態(tài)，等待接收其他節(jié)點的數(shù)據(jù)。由于傳統(tǒng)的TDMA協(xié)議分配固定的參考節(jié)點(對應(yīng)參考電臺)，全網(wǎng)的節(jié)點(電臺) 都和該參考節(jié)點進(jìn)行對時同步，一旦參考節(jié)點退網(wǎng)或者被破壞，則全網(wǎng)節(jié)點就沒有了對時標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)很快會處于失步狀態(tài)，引起數(shù)據(jù)的收發(fā)的碰撞，從而導(dǎo)致錯包、丟包現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種時分多址時隙同步方法，擯棄了參考節(jié)點固定的弊端，采用參考節(jié)點推選制度，能夠提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和穩(wěn)定性，減少網(wǎng)絡(luò)頻繁失步和數(shù)據(jù)收發(fā)碰撞的缺陷。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。一種超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其特征在于，包括以下步驟首先，在超短波通訊網(wǎng)絡(luò)中，對每個節(jié)點同步信息增加相應(yīng)的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息；所述時間參考點IP信息是直接向本節(jié)點提供時間對時的節(jié)點IP值；所述時間等級信息為本節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的時間對時等級；所述時間質(zhì)量信息是以本節(jié)點的對時間隔表征其時間的有效參考性的信息，對時間隔越長，有效參考性越差；其次，根據(jù)各節(jié)點IP值的大小推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，并確定各節(jié)點的時間等級和時間參考點IP值，修改對應(yīng)節(jié)點信息中的時間等級信息和時間參考點IP信息；距離參考節(jié)點的路徑越遠(yuǎn)，時間等級越低，時間參考點IP值是向本節(jié)點提供對時的前級節(jié)點的IP值；最后，時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節(jié)點同步信息，各級節(jié)點分別與時間等級靠前的節(jié)點進(jìn)行對時，并修改本節(jié)點的時間等級信息和時間參考點 IP信息，同時開始本節(jié)點的對時間隔的計時，即時修改時間質(zhì)量信息。
本發(fā)明的特點和進(jìn)一步改進(jìn)在于(I)當(dāng)新節(jié)點加入時，重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散， 重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，新節(jié)點和其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。(2)當(dāng)節(jié)點移動時，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，移動節(jié)點及其相關(guān)節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。(3)當(dāng)節(jié)點退出時，重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。(4)當(dāng)一個節(jié)點有一個以上提供對時的節(jié)點時,優(yōu)先選擇時間等級高的節(jié)點,其次選擇時間質(zhì)量好的節(jié)點。本發(fā)明的超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，采用時間參考節(jié)點推選制度，當(dāng)參考節(jié)點被破壞或退出時，會推選出新的時間參考節(jié)點，與傳統(tǒng)的TDMA協(xié)議相比，其抗毀性明顯增強。同時，本發(fā)明采用分層的時間等級和時間質(zhì)量相結(jié)合的同步機制，使得在網(wǎng)的每個節(jié)點都能和自己周圍最罪近時間參考點的節(jié)點進(jìn)行對時同步，提聞了同步的精確性。




下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖I為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的逐級擴散示意圖2為圖I的時間等級樹形圖3(a)-圖3(d)為A類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點移動狀態(tài)示意圖4(a)-圖4(b)為B類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點移動狀態(tài)示意圖5(a)-圖5(b)為C類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點移動狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式參照圖1，是以時間參考節(jié)點0為中心向外擴散，構(gòu)成逐級擴散同步網(wǎng)絡(luò)。其中， 節(jié)點的時間等級定義為該節(jié)點距離時間參考節(jié)點0的最少跳級的級數(shù)，例如節(jié)點1、4、5的時間等級為I級，節(jié)點2、6、7、10、14的時間等級為2級，……；其時間等級樹如圖2所示。 換言之，如果從節(jié)點0開始，每一次同步認(rèn)為是一級向外擴散，即某節(jié)點距離節(jié)點0的跳數(shù)為其等級。本發(fā)明的超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其具體步驟如下首先，在超短波通訊網(wǎng)絡(luò)中，對每個節(jié)點同步信息增加相應(yīng)的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息；所述時間參考點IP信息是直接向本節(jié)點提供時間對時的節(jié)點IP值；所述時間等級信息為本節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的時間對時等級；所述時間質(zhì)量信息是以本節(jié)點的對時間隔表征其時間的有效參考性的信息，對時間隔越長，有效參考性越差；其次，根據(jù)各節(jié)點IP值的大小推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，并確定各節(jié)點的時間等級和時間參考點IP值，修改對應(yīng)節(jié)點信息中的時間等級信息和時間參考點IP信息；距離參考節(jié)點的路徑越遠(yuǎn)，時間等級越低，時間參考點IP值是向本節(jié)點提供對時的前級節(jié)點的IP值；最后，時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節(jié)點同步信息，各級節(jié)點分別與時間等級靠前的節(jié)點進(jìn)行對時，并修改本節(jié)點的時間等級信息和時間參考點 IP信息，同時開始本節(jié)點的對時間隔的計時，即時修改時間質(zhì)量信息。上述方法中，根據(jù)各節(jié)點IP值的大小推選時間參考節(jié)點，可以將IP值最大的節(jié)點推選時間參考節(jié)點，也可以將IP值最小的節(jié)點推選時間參考節(jié)點，下面的實施例選用后者。(I)當(dāng)新節(jié)點加入時，重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散， 重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，新節(jié)點和其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。當(dāng)加入網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點IP值是網(wǎng)絡(luò)中最小時，以新節(jié)點為時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，完全重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)。此時，新節(jié)點的時間參考點IP 信息修改為其自身IP值或無意義，時間等級信息為最高級，時間質(zhì)量信息為本節(jié)點的廣播對時間隔的計時信息；其他節(jié)點根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。當(dāng)加入網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)點IP值不是網(wǎng)絡(luò)中最小時，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散， 部分重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，新節(jié)點和其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。(2)當(dāng)節(jié)點移動時，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，移動節(jié)點及其相關(guān)節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。為了更好地說明節(jié)點移動時，移動節(jié)點及其相關(guān)節(jié)點分別如何修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息，現(xiàn)在分三種情況進(jìn)行說明。(A)時間等級低的節(jié)點通過移動成為時間等級高的節(jié)點，此時能夠接收到比時間等級更高的節(jié)點的時間信息。參照圖3(a)為拓?fù)鋱D最初狀態(tài)，圖3(b)為拓?fù)鋱D中節(jié)點第一次移動狀態(tài)，節(jié)點8移動后時間等級由最初的4級變?yōu)?級，能夠同時接收3級節(jié)點3和 2級節(jié)點2 (時間等級為2級的節(jié)點2)的時間信息，此時，采用時間等級優(yōu)先的原則，節(jié)點8 按照節(jié)點2的時間信息進(jìn)行對時。圖3(c)為拓?fù)鋱D中節(jié)點第二次移動狀態(tài)，節(jié)點3移動后時間等級由最初的3級變?yōu)?級，節(jié)點8能夠同時接收2級節(jié)點3和節(jié)點2的時間信息，此時，節(jié)點8采用時間質(zhì)量優(yōu)先的原則，選取時間質(zhì)量好的節(jié)點進(jìn)行對時；一般情況下，兩個節(jié)點的質(zhì)量信息不會完全相同，如果出現(xiàn)的話，采用兩個節(jié)點任選其一。圖3(d)為拓?fù)鋱D中節(jié)點第三次移動狀態(tài)，節(jié)點3移動后時間等級由最初的2級變?yōu)镮級，此時，采用時間等級優(yōu)先的原則，節(jié)點8按照節(jié)點3的時間信息進(jìn)行對時。(B)節(jié)點同級移動。參照圖4 (a)為拓?fù)鋱D最初狀態(tài)，節(jié)點2和節(jié)點3為同級節(jié)點； 圖4(b)為節(jié)點4移動后的拓?fù)鋱D，節(jié)點4由節(jié)點2移動到節(jié)點3的附近，接收節(jié)點3的時間信息，節(jié)點4只修改自身的時間參考點IP信息和時間質(zhì)量信息。(C)時間等級高的節(jié)點通過移動成為時間等級低的節(jié)點，此時能夠接收到比時間等級更低的節(jié)點的時間信息。參照圖5(a)為拓?fù)鋱D最初狀態(tài)，圖5(b)為節(jié)點3移動后的拓?fù)鋱D，節(jié)點3移動后時間等級由最初的2級變?yōu)?級，接收節(jié)點4的時間信息進(jìn)行對時， 節(jié)點3只修改自身的時間參考點IP信息和時間質(zhì)量信息。(3)當(dāng)節(jié)點退出時，重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。當(dāng)退出節(jié)點為時間參考節(jié)點，需要重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，完全重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。當(dāng)退出節(jié)點不是時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，部分改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，與退出節(jié)點相關(guān)的其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。以上是對本發(fā)明的示意性描述，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，本領(lǐng)域的普通人員對本發(fā)明的任何簡單修改或者其他等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其特征在于，包括以下步驟首先，在超短波通訊網(wǎng)絡(luò)中，對每個節(jié)點同步信息增加相應(yīng)的時間參考點ip信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息；所述時間參考點ip信息是直接向本節(jié)點提供時間對時的節(jié)點ip值；所述時間等級信息為本節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的時間對時等級；所述時間質(zhì)量信息是以本節(jié)點的對時間隔表征其時間的有效參考性的信息，對時間隔越長，有效參考性越差；其次，根據(jù)各節(jié)點ip值的大小推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散， 構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，并確定各節(jié)點的時間等級和時間參考點ip值，修改對應(yīng)節(jié)點信息中的時間等級信息和時間參考點ip信息；距離參考節(jié)點的路徑越遠(yuǎn)，時間等級越低，時間參考點ip值是向本節(jié)點提供對時的前級節(jié)點的ip值；最后，時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節(jié)點同步信息，各級節(jié)點分別與時間等級靠前的節(jié)點進(jìn)行對時，并修改本節(jié)點的時間等級信息和時間參考點ip 信息，同時開始本節(jié)點的對時間隔的計時，即時修改時間質(zhì)量信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其特征在于，當(dāng)新節(jié)點加入時，重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，新節(jié)點和其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其特征在于，當(dāng)節(jié)點移動時，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，移動節(jié)點及其相關(guān)節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP 信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其特征在于，當(dāng)節(jié)點退出時，重新推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，重新構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，其他節(jié)點分別修改自身的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，其特征在于，當(dāng)一個節(jié)點有一個以上提供對時的節(jié)點時，優(yōu)先選擇時間等級高的節(jié)點，其次選擇時間質(zhì)量好的節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明涉及超短波通訊領(lǐng)域，公開了一種超短波通訊網(wǎng)絡(luò)用時分多址時隙同步方法，包括以下步驟首先，在超短波通訊網(wǎng)絡(luò)中，對每個節(jié)點同步信息增加相應(yīng)的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質(zhì)量信息；其次，根據(jù)各節(jié)點IP值的大小推選時間參考節(jié)點，以時間參考節(jié)點為中心向外擴散，構(gòu)成逐級擴散的同步網(wǎng)絡(luò)，并確定各節(jié)點的時間等級和時間參考點IP值，修改對應(yīng)節(jié)點信息中的時間等級信息和時間參考點IP信息；最后，時間參考節(jié)點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節(jié)點同步信息，各級節(jié)點分別與時間等級靠前的節(jié)點進(jìn)行對時，并修改本節(jié)點的時間等級信息和時間參考點IP信息，同時開始本節(jié)點的對時間隔的計時，即時修改時間質(zhì)量信息。
文檔編號H04W56/00GK102611517SQ20121009049
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者仇妙月, 張富琴, 楊勇, 王陳春, 趙育, 陳偉, 黃思遠(yuǎn) 申請人:西安烽火電子科技有限責(zé)任公司