一種超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法
2023-12-07 01:33:36 2
專利名稱：一種超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法
技術領域：
本發明涉及超短波通訊領域，特別涉及一種超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法。
背景技術：
超短波電臺具有通信穩定、幹擾小、設備便於攜帶等優點而廣泛應用於戰場、救災等場合。但是，目前的超短波電臺主要通過全呼實現短距離話音和數據傳輸的廣播通信，因其無線信道特性的制約，超短波電臺傳輸距離近，不能與遠處的電臺進行信息交互。各個超短波電臺間呼叫和通信都是隨即的，即在一個大的範圍內，並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兩種情況一是兩個以上電臺同時呼叫時就會出現相互幹擾，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，其介質接入協議應用最為廣泛的為傳統的時分多址 (TDMA)協議。在該協議體系中，固定一個電臺作為參考電臺，網中其他電臺都和該參考電臺對時，實現全網同步，並且給在網的每個電臺分配一個固定時隙。電臺只有在屬於自己的時隙上發送數據，在屬於其他電臺的時隙上處於掃描狀態，等待接收其他節點的數據。由於傳統的TDMA協議分配固定的參考節點(對應參考電臺)，全網的節點(電臺) 都和該參考節點進行對時同步，一旦參考節點退網或者被破壞，則全網節點就沒有了對時標準，網絡很快會處於失步狀態，引起數據的收發的碰撞，從而導致錯包、丟包現象。
發明內容
本發明的目的在於提供一種時分多址時隙同步方法，擯棄了參考節點固定的弊端，採用參考節點推選制度，能夠提高網絡的靈活性和穩定性，減少網絡頻繁失步和數據收發碰撞的缺陷。為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案予以實現。一種超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其特徵在於，包括以下步驟首先，在超短波通訊網絡中，對每個節點同步信息增加相應的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質量信息；所述時間參考點IP信息是直接向本節點提供時間對時的節點IP值；所述時間等級信息為本節點在網絡中的時間對時等級；所述時間質量信息是以本節點的對時間隔表徵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，根據各節點IP值的大小推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，構成逐級擴散的同步網絡，並確定各節點的時間等級和時間參考點IP值，修改對應節點信息中的時間等級信息和時間參考點IP信息；距離參考節點的路徑越遠，時間等級越低，時間參考點IP值是向本節點提供對時的前級節點的IP值；最後，時間參考節點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節點同步信息，各級節點分別與時間等級靠前的節點進行對時，並修改本節點的時間等級信息和時間參考點 IP信息，同時開始本節點的對時間隔的計時，即時修改時間質量信息。
本發明的特點和進一步改進在於(I)當新節點加入時，重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散， 重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，新節點和其他節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量信息。(2)當節點移動時，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，移動節點及其相關節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量信息。(3)當節點退出時，重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，其他節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量信息。(4)當一個節點有一個以上提供對時的節點時,優先選擇時間等級高的節點,其次選擇時間質量好的節點。本發明的超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，採用時間參考節點推選制度，當參考節點被破壞或退出時，會推選出新的時間參考節點，與傳統的TDMA協議相比，其抗毀性明顯增強。同時，本發明採用分層的時間等級和時間質量相結合的同步機制，使得在網的每個節點都能和自己周圍最罪近時間參考點的節點進行對時同步，提聞了同步的精確性。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。 圖I為網絡節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類網絡節點移動狀態示意圖4(a)-圖4(b)為B類網絡節點移動狀態示意圖5(a)-圖5(b)為C類網絡節點移動狀態示意圖。
具體實施例方式參照圖1，是以時間參考節點0為中心向外擴散，構成逐級擴散同步網絡。其中， 節點的時間等級定義為該節點距離時間參考節點0的最少跳級的級數，例如節點1、4、5的時間等級為I級，節點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，如果從節點0開始，每一次同步認為是一級向外擴散，即某節點距離節點0的跳數為其等級。本發明的超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其具體步驟如下首先，在超短波通訊網絡中，對每個節點同步信息增加相應的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質量信息；所述時間參考點IP信息是直接向本節點提供時間對時的節點IP值；所述時間等級信息為本節點在網絡中的時間對時等級；所述時間質量信息是以本節點的對時間隔表徵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，根據各節點IP值的大小推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，構成逐級擴散的同步網絡，並確定各節點的時間等級和時間參考點IP值，修改對應節點信息中的時間等級信息和時間參考點IP信息；距離參考節點的路徑越遠，時間等級越低，時間參考點IP值是向本節點提供對時的前級節點的IP值；最後，時間參考節點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節點同步信息，各級節點分別與時間等級靠前的節點進行對時，並修改本節點的時間等級信息和時間參考點 IP信息，同時開始本節點的對時間隔的計時，即時修改時間質量信息。上述方法中，根據各節點IP值的大小推選時間參考節點，可以將IP值最大的節點推選時間參考節點，也可以將IP值最小的節點推選時間參考節點，下面的實施例選用後者。(I)當新節點加入時，重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散， 重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，新節點和其他節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量信息。當加入網絡的新節點IP值是網絡中最小時，以新節點為時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，完全重新構成逐級擴散的同步網絡。此時，新節點的時間參考點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，時間質量信息為本節點的廣播對時間隔的計時信息；其他節點根據時間參考節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量信息。當加入網絡的新節點IP值不是網絡中最小時，以時間參考節點為中心向外擴散， 部分重新構成逐級擴散的同步網絡。根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，新節點和其他節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量信息。(2)當節點移動時，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，移動節點及其相關節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量信息。為了更好地說明節點移動時，移動節點及其相關節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量信息，現在分三種情況進行說明。(A)時間等級低的節點通過移動成為時間等級高的節點，此時能夠接收到比時間等級更高的節點的時間信息。參照圖3(a)為拓撲圖最初狀態，圖3(b)為拓撲圖中節點第一次移動狀態，節點8移動後時間等級由最初的4級變為3級，能夠同時接收3級節點3和 2級節點2 (時間等級為2級的節點2)的時間信息，此時，採用時間等級優先的原則，節點8 按照節點2的時間信息進行對時。圖3(c)為拓撲圖中節點第二次移動狀態，節點3移動後時間等級由最初的3級變為2級，節點8能夠同時接收2級節點3和節點2的時間信息，此時，節點8採用時間質量優先的原則，選取時間質量好的節點進行對時；一般情況下，兩個節點的質量信息不會完全相同，如果出現的話，採用兩個節點任選其一。圖3(d)為拓撲圖中節點第三次移動狀態，節點3移動後時間等級由最初的2級變為I級，此時，採用時間等級優先的原則，節點8按照節點3的時間信息進行對時。(B)節點同級移動。參照圖4 (a)為拓撲圖最初狀態，節點2和節點3為同級節點； 圖4(b)為節點4移動後的拓撲圖，節點4由節點2移動到節點3的附近，接收節點3的時間信息，節點4隻修改自身的時間參考點IP信息和時間質量信息。(C)時間等級高的節點通過移動成為時間等級低的節點，此時能夠接收到比時間等級更低的節點的時間信息。參照圖5(a)為拓撲圖最初狀態，圖5(b)為節點3移動後的拓撲圖，節點3移動後時間等級由最初的2級變為4級，接收節點4的時間信息進行對時， 節點3隻修改自身的時間參考點IP信息和時間質量信息。(3)當節點退出時，重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，其他節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量信息。當退出節點為時間參考節點，需要重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，完全重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，其他節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量信息。當退出節點不是時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，部分改變網絡拓撲結構，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，與退出節點相關的其他節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量信息。以上是對本發明的示意性描述，但是本發明的保護範圍並不局限於此，本領域的普通人員對本發明的任何簡單修改或者其他等同替換均落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其特徵在於，包括以下步驟首先，在超短波通訊網絡中，對每個節點同步信息增加相應的時間參考點ip信息、時間等級信息和時間質量信息；所述時間參考點ip信息是直接向本節點提供時間對時的節點ip值；所述時間等級信息為本節點在網絡中的時間對時等級；所述時間質量信息是以本節點的對時間隔表徵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，根據各節點ip值的大小推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散， 構成逐級擴散的同步網絡，並確定各節點的時間等級和時間參考點ip值，修改對應節點信息中的時間等級信息和時間參考點ip信息；距離參考節點的路徑越遠，時間等級越低，時間參考點ip值是向本節點提供對時的前級節點的ip值；最後，時間參考節點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節點同步信息，各級節點分別與時間等級靠前的節點進行對時，並修改本節點的時間等級信息和時間參考點ip 信息，同時開始本節點的對時間隔的計時，即時修改時間質量信息。
2.根據權利要求I所述的超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其特徵在於，當新節點加入時，重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，新節點和其他節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量信息。
3.根據權利要求I所述的超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其特徵在於，當節點移動時，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，移動節點及其相關節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量信息。
4.根據權利要求I所述的超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其特徵在於，當節點退出時，重新推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，重新構成逐級擴散的同步網絡，根據時間參考節點定時廣播對時和路由信息，其他節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量信息。
5.根據權利要求I所述的超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，其特徵在於，當一個節點有一個以上提供對時的節點時，優先選擇時間等級高的節點，其次選擇時間質量好的節點。
全文摘要
本發明涉及超短波通訊領域，公開了一種超短波通訊網絡用時分多址時隙同步方法，包括以下步驟首先，在超短波通訊網絡中，對每個節點同步信息增加相應的時間參考點IP信息、時間等級信息和時間質量信息；其次，根據各節點IP值的大小推選時間參考節點，以時間參考節點為中心向外擴散，構成逐級擴散的同步網絡，並確定各節點的時間等級和時間參考點IP值，修改對應節點信息中的時間等級信息和時間參考點IP信息；最後，時間參考節點定時廣播對時和路由信息，路由信息包含有節點同步信息，各級節點分別與時間等級靠前的節點進行對時，並修改本節點的時間等級信息和時間參考點IP信息，同時開始本節點的對時間隔的計時，即時修改時間質量信息。
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 優先權日2012年3月30日
發明者仇妙月, 張富琴, 楊勇, 王陳春, 趙育, 陳偉, 黃思遠 申請人:西安烽火電子科技有限責任公司