万方数据
９０２浙江大学学报（工学版）第３９卷
的时隙同步口’”；２）采用网络时间解析方法，让所有用户时间和时间主控节点同步［４］．本文主要基于方式２）来实现时隙同步，并对同步方法流程、影响时间解析的参数做了详细讨论．时间同步精度偏差、接收发送机的处理时延以及不同基站之间的传播时延都会引起相邻时隙的错位．通过在时隙间加一定长度的保护时间，可以解决时隙错位问题．本文还基于物理层的参数解析，讨论了保护带的设定问题．
１ＡｄＨｏｃ网络时隙同步原理
ＡｄＨｏｃ网络结构一般分为平面结构和分级结构，本文主要考虑的是平面结构，相应的方法同样也适用于分级结构．
对于平面结构网络，网络中的所有节点是对等的，网络结构如图１．图１中，１～９代表节点号，括号中的数字代表时间等级，时间等级由节点到主控节点的最小跳数确定．各个离散节点开机后逐个加入形成自组织网络．新加入的节点时间与网络的基准时间同步，是该节点进行ＴＤＭＡ接入的前提条件．因此需要制定一个网络初始同步的规则，使各个节点能够顺利组网．此外，为了保证网络中各节点长时间同步，在初始同步后还需要进行网络时间同步跟踪，这可以通过周期性地广播网络中节点的时间信息来实现．实现整个网络时间同步，需要一个时间基准源节点，称该节点为时间主控节点．同时，为了保证网络时问的可靠性以及主控节点的合理性，还需要设定一个时间主控备份节点．以网络中节点一跳直连的节点数来选取主控节点和备份节点，直连节点数最多的节点为时间主控节点，如图１中的节点１；直连节点数次多的节点为主控节点的备份节点，如图１中的节点７．通过检查路由信息表，周期性地对时间主控节点和备份节点进行更新．而当时间主控节点被摧毁或者因故离开网络时，备份节点将升级为时间主控节点，并新选取一个备份节点．实现网络时隙同步，需要在网络中的节点间传递携带时间信息的数据帧．一个数据帧从一个节点
图１ＡｄＨｏｃ平面网络结构
Ｆｉｇ．１ＡｄＨｏｃｐｌａｎｅｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ发送到另一个节点，会经历发送处理时延，空中传播时延和接收处理时延．而在数据帧中写入的是发送节点发送时刻的时间信息，对于接收节点来说，为了能够与发送节点的当前时间保持一致，需要对从数据帧中获得的时间信息进行时延补偿．处理时延和空中传播时延获得的精度将直接影响到整个网络时隙同步的精度．
ＴＤＭＡ时隙和帧结构如图２所示．一段时间长度被分成若干帧，每一帧又分成相同数目的时隙．每一帧的第一个时隙用于传送时隙同步控制信息，网络中的节点通过竞争获得该时隙的使用权，用以向周围的节点广播本地的时间信息．其他Ｍ一１个时隙分配给网络中的节点使用．
时帧
图２ＴＤＭＡ时隙和帧结构
Ｆｉｇ２ＴＤＭＡｓｌｏｔａｎｄｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
考虑到传播时延、处理时延和本地时间同步的误差，时隙之间无法实现严格的同步，在时隙间加入一定长度的保护带，可允许时隙在一定的范围内抖动．假设节点ｉ经过Ｎ跳将信息传送到节点Ｊ，考虑到节点在接收到数据包后转发出去时，会自动调整到下一个可使用时隙的开始时刻进行发送，因此，虽然从节点ｉ到节点Ｊ需要经过Ｎ跳，在设定保护带时却只需要考虑相邻节点的收发关系．ｉ节点和ｉ＋１节点之间的时隙关系如图３所示．
在图３中，ｔ。为由时间同步误差引起的时间基准偏差，￡。为由传播时延和节点处理时延引起的发送时间和接收时间之差．如果节点ｉ和节点ｉ＋１之问的传播时延为ｎ。，收发处理时延为ｒ７：，那么可以得到ｔ。的一般表达式为
图３相邻节点的时隙关系
Ｆｉｇ．３Ｓｌｏｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｎｅｉｇｈｂｏｒ
ｎｏｄｅｓ
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基于参数解析的Ad Hoc网络时隙同步方法
作者：徐明霞， 赵民建， 董芳， 李式巨， XU Ming-xia， Zhao Min-jian， Dong Fang， LI Shi-ju
作者单位：浙江大学,信息与电子工程学系,浙江,杭州,310027
刊名：
浙江大学学报（工学版）
英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE)
年，卷(期)：2005,39(6)
被引用次数：4次
参考文献(5条)
1.KANKAZI A;UEMUKAY T;HARA T Dynamic TDMA slot assignment in ad hoc networks[外文会议] 2003
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3.KAY ROMER Time synchronization in Ad hoc networks[外文会议] 2001
4.Ebner A;ROHLING H;HALFMANN R Synchronization in Ad hoc networks based on UTRA TDD[外文会议] 2002
5.Ebner A;ROHLING H;LOTT M Decentralized slot synchronization in highly dynamic ad hoc networks[外文会议] 2002
引证文献(4条)
1.周炜.冯文江.郭文超基于NTP的Ad Hoc网络时隙同步算法[期刊论文]-计算机应用 2010(1)
2.白翔.于秦基于TDMA的Ad Hoc网络跳频组网的实现[期刊论文]-现代传输 2007(3)
3.董超.田畅.倪明放Ad hoc网络时钟同步研究[期刊论文]-通信学报 2006(9)
4.徐明霞.徐志江.赵民建.李式巨利用跳频同步的Ad hoc网络时隙同步[期刊论文]-电路与系统学报 2006(4)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/f417609105.html,/Periodical_zjdxxb-gx200506030.aspx