跳頻無線移動(dòng)自組織網(wǎng)時(shí)鐘同步協(xié)議的研究.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)是一種移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，而跳頻通信是一種展頻調(diào)制技術(shù)。跳頻無線自組織網(wǎng)將這兩種技術(shù)融合在一起，組成了一種以跳頻通信作為無線傳輸信道，以自組織方式進(jìn)行組網(wǎng)的一種新型通信網(wǎng)絡(luò)，具有靈活、高效、抗干性強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，而同步自然是通信的基礎(chǔ)，所以跳頻自組織網(wǎng)環(huán)境下跳頻同步是需要研究的地方。在一個(gè)基于802.11標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠互相同步到一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘變得十分必要。
　　 本文首先介紹了跳

2、頻同步的基本概念，引出時(shí)鐘同步，時(shí)鐘同步又分為主從式同步和分布式同步，并簡(jiǎn)單分析了兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，得出分布式同步更加高效的結(jié)論。然后闡述了跳頻時(shí)鐘同步需要解決的問題，時(shí)鐘不同步可分為最快節(jié)點(diǎn)不同步和全局不同步，把網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)中最大的時(shí)鐘偏差盡量縮小才是解決這兩種不同步的關(guān)鍵，一個(gè)精確的分布式時(shí)鐘同步算法就顯得尤為重要。
　　 IEEE802.11首先提出了TSF算法，為后繼算法搭建了基本的框架，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過周期性的時(shí)鐘同步信息交互

3、，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘同步，后繼很多算法都是在TSF同步機(jī)制基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，即以時(shí)鐘較快的節(jié)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，跟著它們進(jìn)行同步從而達(dá)到全網(wǎng)的同步。由于發(fā)送沖突、傳輸時(shí)延、收斂速度和可延展性問題是制約同步效果發(fā)揮的主要因素，于是引入一種新型的時(shí)鐘同步算法UDTSP(Uniform Distribution Timing Synchronization Protocol)，該算法基本同步策略是節(jié)點(diǎn)通過收集鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘信息并與自身的時(shí)鐘信息進(jìn)行加權(quán)平

4、均，用得到的值更新自身的時(shí)鐘，并進(jìn)行頻率偏差的自我調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)自身時(shí)鐘的自動(dòng)修正和全網(wǎng)時(shí)鐘頻率的統(tǒng)一，最終達(dá)到全網(wǎng)同步的效果。接著分析了UDTSP的工作原理，并在NS2環(huán)境下建立了基于OFDM的時(shí)鐘偏差與頻率偏差仿真模型，通過仿真測(cè)試，全網(wǎng)能在5s左右完成快速收斂，收斂后其時(shí)鐘最大偏差能控制在30us以內(nèi)，相較TSF這類以時(shí)鐘較慢的節(jié)點(diǎn)跟隨時(shí)鐘較快的節(jié)點(diǎn)同步作為基本同步策略的算法其收斂速度有了極大的提高，頻率平均偏差也控制在0.0