一种结合分簇管理机制的自组网节点同步方法技术

本发明专利技术提出一种自组网节点同步方法：自组网节点划分为若干簇，同一簇内节点的最大搜索窗长满足：有外部时钟源的簇头节点<有外部时钟源的簇成员节点<<无外部时钟源的簇头节点<<无外部时钟源的簇成员节点；对于同一簇内节点，节点开机时：对于搜索同步信号的新开机节点，如果在一个同步周期内搜索到同步信号或高于最低可用同步优先级的同步信号，则选择同步优先级最高的同步信号为参考时钟，否则重复该过程至搜到或达到最大搜索窗长，节点如达到最大搜索窗长后仍未搜到，则以本节点的时钟为参考时钟。本发明专利技术通过设定不同的最大搜索窗长，间接使高同步优先级节点更易成为同步源，从而减少簇内出现多时钟域的概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种结合分簇管理机制的自组网节点同步方法。
技术介绍
自组网系统中，一种常见的同步方法是节点开机后搜索同步信号，从搜索到的多个同步信号中选择同步优先级最高的时钟为参考时钟，按照参考时钟周期性地发送本节点的同步信号，并侦听其它节点的同步信号以获得对多个不同时钟节点的接收同步。有参考时钟的节点以较长的周期进行时钟重选，节点参考时钟状态发生改变时也将触发时钟重选，时钟重选的过程与节点开机后选择参考时钟的过程类似。上述方法的缺点包括：首先，选择参考时钟时，当前通用的同步优先级判定标准包括有无外部时钟源(包括基站时钟源)、同步跳数、接收信号功率等，基于以上同步优先级判定标准，在无外部时钟源的自组网中，若多个节点开机时间相距较近，容易出现难以自行消除的多时钟域现象；其次，当节点失去参考时钟，或参考时钟的同步优先级降低(一个常见的例子是有外部时钟源的同步一跳节点突然失去外部时钟源)后，网络同步源收敛的过程通常较为缓慢，在节点密集或网内同步跳数较多的情况下尤其显著。
技术实现思路
本专利技术提出一种结合分簇管理机制的自组网节点同步方法，该方法为：将自组网节点划分为若干簇，全网节点预设最大搜索窗长，同一簇内节点的最大搜索窗长满足以下关系：有外部时钟源的簇头节点<有外部时钟源的簇成员节点<<无外部时钟源的簇头节点<<无外部时钟源的簇成员节点，所述外部时钟源包括基站时钟源；对于同一簇内所有节点，当节点开机时，采用如下同步机制：节点开机后，如有外部时钟源，则使用外部时钟源为参考时钟或者搜索同步信号；如无外部时钟源，则搜索同步信号；对于搜索同步信号的新开机节点，如果在一个同步周期内搜索到同步信号或搜索到高于最低可用同步优先级的同步信号，则选择其中同步优先级最高的同步信号为参考时钟，否则重复该过程至搜索到同步信号或达到最大搜索窗长为止，节点如达到最大搜索窗长后仍未搜到同步信号或未搜索到高于最低可用同步优先级的同步信号，以本节点使用的时钟为参考时钟，成为独立时钟源。所述同步优先级的判定标准可以采用以下一种或多种节点参数的组合：同步信号的身份标识、同步信号的属性标识、同步跳数、同步信号接收功率、使用的同步序列。上述方法中，对于不同簇的簇时钟(簇内节点同步机制可以保障在簇内存在唯一的同步源或多个时间点相同的同步源，一个簇内唯一的同步源使用的时钟，或多个同步源使用的共同的时钟称为簇时钟)，可以采用如下同步机制：簇内所有节点除周期性广播发送同步信号外，还维护本簇当前的簇时钟优先级并洪泛(可通过跨簇路由等方式)本簇的簇时钟与簇时钟优先级信息；节点如果侦听到其它簇的节点广播的同步信号或收到其他簇的簇时钟与簇时钟优先级信息，则比较其它簇与本簇的簇时钟优先级，若其他簇比本簇的簇时钟优先级更高，则触发簇时钟调整(即全簇所有节点在未来某给定时间点同时将节点时钟前调/后调相同的偏移量)，将本簇簇时钟调整至与簇时钟优先级最高的簇一致。所述簇时钟优先级的判定标准可以包括：簇内时钟源的类型(外部时钟源、非外部时钟源)、簇时钟调整情况(对于时钟源为非外部时钟源的簇，是否在某一时间窗长内按外部时钟源的同步信号调整过簇时钟，该簇时钟调整的跳数)、簇身份标识或簇内特殊节点的身份标识。上述方法中，节点触发簇时钟调整，将本簇簇时钟调整至与簇时钟优先级最高的簇一致后，对于能够侦听到高优先级邻簇簇时钟的同步信号的节点，可以采用以下两种簇内时钟维护方式中的一种：方式一：如果此类节点唯一，该唯一节点自动成为簇内同步一跳节点；如果此类节点有多个，则根据预设的优先级比较准则选出一个成为簇内同步一跳节点，或均成为同步一跳节点；所述预设的优先级比较准则的优先级判定标准可以包括：同步信号的身份标识(例如:节点ID、随机数等)、侦听到的邻簇簇时钟的跳数、邻簇簇时钟同步信号接收功率、邻簇簇时钟使用的同步序列。方式二：是否侦听到高优先级邻簇簇时钟的同步信号对簇内时钟维护不产生影响，即簇内的同步跳数关系不因簇时钟调整发生改变。上述方法中，优选的，将簇内满足预设条件的节点作为同步备选节点，同步备选节点将自身的同步状态和同步跳数通知簇内其它节点，簇内所有节点维护同步备选节点的同步状态和跳数，所述预设条件为同步跳数不大于设定值或者有外部时钟源，所述同步状态包括有无外部时钟源、同步信号身份标识、非同步一跳节点的同步信号接收功率、非同步一跳节点的上一跳同步信号身份标识。同步备选节点可以通过以下方法将自身的同步状态和同步跳数通知簇内其它节点：携带在路由报文中，以数据广播业务形式发送，或者采用专供同步上报的机制。基于上述同步备选节点可以对簇内其它节点的同步状态进行维护，优选的，对于同一簇内所有节点，当节点进行周期性的时钟重选时，采用如下同步机制：对于非同步一跳节点(将同步源的同步跳数称为一跳，即同步源为同步一跳节点)，周期性的时钟重选过程与节点开机选择参考时钟的过程相同，其所使用的同步优先级判定标准和最低可用同步优先级与节点开机选择参考时钟的过程可以相同或不相同；对于同步一跳节点，若该节点有外部时钟源，采用以下两种方式之一：方式一：不进行时钟重选，仍使用外部时钟源为参考时钟；方式二：搜索同步信号，若搜索到的所有本簇同步信号使用的时钟与节点当前的外部时钟源的最小偏差未超过设定阈值，节点以外部时钟源为参考时钟；否则节点暂时以搜索到的同步优先级最高的同步信号为参考时钟，保留同步源身份，并触发簇时钟调整，调整结束后重复执行方式二；对于同步一跳节点，若该节点无外部时钟源，则从维护的簇内同步备选节点中查询当前簇内是否存在同步优先级更高的同步一跳节点，如存在，则放弃本节点同步源身份，进行时钟重选，以搜索到的同步优先级最高的时钟信号为参考时钟，如不存在，则不放弃同步源身份，继续根据当前参考时钟周期性广播发送同步信号。基于上述同步备选节点可以对簇内其它节点的同步状态进行维护，优选的，对于同一簇内所有节点，当节点的参考时钟状态发生改变触发时钟重选时，采用如下同步机制：当节点的参考时钟为外部时钟源(该场景下节点为同步一跳节点)，且从有外部时钟源的状态变为失去外部时钟源的状态：节点查询维护的簇内同步备选节点中是否存在有外部时钟源的节点，如存在，则放弃同步源身份，进行时钟重选，重选过程与非同步一跳节点的周期性时钟重选过程相同；如不存在，则不放弃同步源身份，继续根据当前参考时钟周期性广播发送同步信号；当节点的参考时钟不是外部时钟源(该场景下节点可能为同步一跳节点或非同步一跳节点)，且从有外部时钟源的状态获得外部时钟源：节点判断当前使用的参考时钟和外部时钟源的偏移程度，如偏移误差低于给定阈值，节点以外部时钟为参考时钟，成为同步源；否则节点保持当前的参考时钟与同步跳数不变，并触发簇时钟调整，使簇时钟与外部时钟源对齐，调整完毕后再次判断偏移程度，重复执行该过程；当节点的参考时钟不是外部时钟源，节点为非同步一跳节点，且失去上一跳参考时钟：节点查询维护的簇内同步备选节点中是否存在有外部时钟源的节点，如存在，进行时钟重选，重选过程与非同步一跳节点的周期性时钟重选过程相同；否则节点判断自身是否为簇内同步优先级最高的节点，如果是，节点成为新的同步源，否则进行时钟重选，重选过程与非同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合分簇管理机制的自组网节点同步方法，该方法包括：将自组网节点划分为若干簇，全网节点预设最大搜索窗长，同一簇内节点的最大搜索窗长满足以下关系：有外部时钟源的簇头节点<有外部时钟源的簇成员节点<<无外部时钟源的簇头节点<<无外部时钟源的簇成员节点，所述外部时钟源包括基站时钟源；对于同一簇内所有节点，当节点开机时，采用如下同步机制：节点开机后，如有外部时钟源，则使用外部时钟源为参考时钟或者搜索同步信号；如无外部时钟源，则搜索同步信号；对于搜索同步信号的新开机节点，如果在一个同步周期内搜索到同步信号或搜索到高于最低可用同步优先级的同步信号，则选择其中同步优先级最高的同步信号为参考时钟，否则重复该过程至搜索到同步信号或达到最大搜索窗长为止，节点如达到最大搜索窗长后仍未搜索到同步信号或未搜索到高于最低可用同步优先级的同步信号，以本节点使用的时钟为参考时钟，成为独立时钟源。

【技术特征摘要】
1.一种结合分簇管理机制的自组网节点同步方法，该方法包括：将自组网节点划分为若干簇，全网节点预设最大搜索窗长，同一簇内节点的最大搜索窗长满足以下关系：有外部时钟源的簇头节点<有外部时钟源的簇成员节点<<无外部时钟源的簇头节点<<无外部时钟源的簇成员节点，所述外部时钟源包括基站时钟源；对于同一簇内所有节点，当节点开机时，采用如下同步机制：节点开机后，如有外部时钟源，则使用外部时钟源为参考时钟或者搜索同步信号；如无外部时钟源，则搜索同步信号；对于搜索同步信号的新开机节点，如果在一个同步周期内搜索到同步信号或搜索到高于最低可用同步优先级的同步信号，则选择其中同步优先级最高的同步信号为参考时钟，否则重复该过程至搜索到同步信号或达到最大搜索窗长为止，节点如达到最大搜索窗长后仍未搜索到同步信号或未搜索到高于最低可用同步优先级的同步信号，以本节点使用的时钟为参考时钟，成为独立时钟源。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步优先级的判定标准采用以下一种或多种节点参数的组合：同步信号的身份标识、同步信号的属性标识、同步跳数、同步信号接收功率、使用的同步序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于不同簇的簇时钟，采用如下同步机制：簇内所有节点除周期性广播发送同步信号外，还维护本簇当前的簇时钟优先级并洪泛本簇的簇时钟与簇时钟优先级信息；节点如果侦听到其它簇的节点广播的同步信号或收到其他簇的簇时钟与簇时钟优先级信息，则比较其它簇与本簇的簇时钟优先级，若其他簇比本簇的簇时钟优先级更高，则触发簇时钟调整，将本簇簇时钟调整至与簇时钟优先级最高的簇一致。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇时钟优先级的判定标准包括：簇内时钟源的类型、簇时钟调整情况、簇身份标识或簇内特殊节点的身份标识。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：节点触发簇时钟调整，将本簇簇时钟调整至与簇时钟优先级最高的簇一致后，对于能够侦听到高优先级邻簇簇时钟的同步信号的节点，采用以下两种簇内时钟维护方式中的一种：方式一：如果此类节点唯一，该唯一节点自动成为簇内同步一跳节点；如果此类节点有多个，则根据预设的优先级比较准则选出一个成为簇内同步一跳节点，或均成为同步一跳节点；方式二：簇内的同步跳数关系不因簇时钟调整发生改变。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述预设的优先级比较准则的优先级判定标准包括：同步信号的身份标识、侦听到的邻簇簇时钟的跳数、邻簇簇时钟同步信号接收功率、邻簇簇时钟使用的同步序列。7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将簇内满足预设条件的节点作为同步备选节点，同步备选节点将自身的同步状态和同步跳数通知簇内其它节点，簇内所有节点维护同步备选节点的同步状态和跳数，所述预设条件为同步跳数不大于设定值或者有外部时钟源，所述同步状态包括有无外部时钟源、同步信号身份标识、非同步一跳节点的同步信号接收功率、非同步一跳节点的上一跳同步信号身份标识。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，同步备选节点通过以下方法将自身的同步状态和同步跳数通知簇内其它节点：携带在路由报文中，以数据广播业务形式发送，或者采用专供同步上报的机制。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于同一簇内所有节点，当节点进行周期性的时钟重选时，采用如下同步机制:对于非同步一跳节点，周期性的时钟重选过程与节点开...

【专利技术属性】
技术研发人员：周淼，孙鹏，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11