多信道认知网络组网同步算法研究

计算 机 光盘软 件 与应用
２ １ 年第 １ ０２ ６期
Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒＣ ｏ ｔ ａ ｅａ ｄＡ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ 工 程 技 术
多信道认知 网络组 网同步算法研 究
马 丽 涛 ，冯 海 鹏 （． 庆 油 田数 字化 与信 息 管 理部 ，西安 ７００ ；２昆仑 银 行 西安 分行 ，西安 １长 １００ ． ７０ １） １０８ ห้องสมุดไป่ตู้
２ 频率时间同步算法
２１ 生成树 构造 ． 使用和切换都要一致，否则将导致传输延迟大。时间同步 要求所有节点时钟保持偏差保持在一定的范 围即可认为同 本算法首先必须构造生成树结构，树形结构 同步协议 步 。 由于 本 多信道 网络模 型不 存在 公 共信道 ，初 期所 有节 有 根节 点作 为 时 间基 准和 掌握 全 网信 息 、低 控 制报 文发 送 点必 须执 行 生成 树协 议 ，初始 阶段 或 网络拓 扑变 化 时所 有 开销 等优 势 ，避免 了广 播风暴 问题 。存在 根节 点 的时 间 同 节 点构造 成 树 的结构 。在 建立 树 结构 的时候 ，根节 点需 要 步协 议将 能够 掌握 全 网信道信 息 和工 作频 段 ，将极 大 的减 把确 定 选择 的信 道信 息加 入报 文 空 白字段 ，非 根节 点收 到 少信 道协 商报 文数 量和 协商 时 间，否 则依 据邻 居节 点报 文 通知的信道选择报文后，确定 自身在树形结构的等级和传 交互 方式 ，增加 了算 法复 杂性和 实现 难度 。 输信 道 ，保 证频 率 同步 。频 率 同步是 时 间 同步 的前 提 ，通 过 节 点 间数据 交互 方式 ，最 终 目的是使得 全 网节 点时 间 同 步 ，选择 合 适 的时 隙接入 信道 与节 点交换 数据 。
完成 同步 过程 。 传 统 的无 线 网络 为单信 道结 构 ， 网络 所有 节 点都 不运 经典 分布 式时 间 同步 协议 包括 ＭＴ Ｆ 议 、 Ｂ 协 议 、 Ｓ协 Ｒ Ｓ 动且不需要频率同步，因为在单一的信道上，节点发送广 Ｃ ＭＮ Ｓ Ｓ协议等。但这些协议都有难以克服的缺点，ＭＴ Ｅ Ｓ 播 帧就 可 以使 得 全 网节点 时 间同步 。例 如 ＭＴ Ｆ协议 是在 协议 开销 较大 ，Ｒ Ｓ 议交 换信 息过大 ，且 存在 隐藏 终端 Ｓ Ｂ 协 多跳单 信 道 网络 中应用 的 时间 同步协 议 ，信标 帧沿 着 已探 问题 ，Ｃ ＭＮＳ协 议 接收 到 的节 点时 间信 息并 不准 确 ，不 Ｓ 索 的最 快 到达 的无 线路 径 ，使用 较 少 时间就 可 以使 得 全 网 适 应 实 际 网 络 应用 。经 典 分 布 式 多 跳 频 率 同步 协 议 包 括 ＲＳ Ｎ ５ Ｃ —Ｃ协议 等 ，经 过修 改可 以应 用在 】 络所有节点时间同步【 。组网同步算法的前提是 网络所有 Ｃ ．Ｙ Ｃ协 议【、Ｄ Ａ Ｐ 节 点 频率 同步一 致 ， 时 间同步 一致 ＿。频 率 同步 一 致 不仅 分布 式 系统 中 。 ｊ 】 指 节 点 间信道 协商 一 致 ，而且要 求 整体 网络 对信 道感 知 、
摘 要 ：本 文主要研 究认知 无 线网络 同步组 网技术 ， 多跳 多信 道 网络环 境 的基础上 ，在 网络数 据通 信 前加 入 了 态 在 动 根 选取算 法 ，构 建 了树形 网络拓扑 ，利 用生 成树协 议 ， 计 一种 适合 于认 知 网络 的组 网 同步算 法 ，完 成频 率 同步和 时 间 设 同步。在 ＮＳ ２工具 下测 试 了算 法性 能 ，证 明 了本算 法 同步性 能 的优越 。 关键 词 ：组 网； 多跳 网络 ；树协 议 中 图分类 号 ：Ｔ ２ ． Ｎ９ ９５ 文献 标识码 ：Ａ
文章编号：１０ — ９ （ １ １— ４— ０７ ５９２ ２ ６ ０５０ ９ ０） ０ ２
本 文研 究 的环 境 是认 知无 线 网络 ，它 具有节 点 能量有 会 影 响主用 户通 信质 量 ， 因此 可变 的无 线资源 和 网络拓 扑 ， 限 、无控 制 中心 、拓 扑结 构不 断变 化 、节 点智 能行动 和 带 会 增加 组 网同步 技术 的难度 ［ ４ １ 。 宽受 限等 特 点 ， 已成 为近 年来 网络 研 究热 点之一 。认 知 网 目前分 布式 多跳 网络 解 决时 间 同步是 一个难 题 ， 由于 络是 一种 所 有节 点都 能够 自 寻 找路 由， 自动探 测 网络 拓 节 点 内部 时钟硬 件 老化 等原 因 ，全 网时钟始 终 无法 摆脱 存 动 扑信 息 ， 自动适 应 网络 结构 并选择 网络工 作参 数 ，确 定 数 在 一 定 的误差 的结 果 。分布 式 网络无 法使 用 中心节 点或 基 据传输方案的分布式新型通信 网络。可以把网络中所有的 础 设 施用 来作 为 时钟 同步基 准 ，不 能达到 绝对 参考 比较 的 节 点可 以看 作 一个有 机 的整 体 ，观察 网络 性 能 。而传 统 通 信 技术 如路 由协议 、功 率分配 和 组 网 同步 协议 等 ，无法 直 接 应用 在 认知 网络 中 ，必 需重新 设计 才 能满足 新 型 网络 的 诸 多特 点 。 ” 作用 。 目前主 要有 两种 方式 解决 全 网 同步 问题 ，一 是每 个 节 点都必 须配 置 Ｏ Ｓ接 收装 置 ，以 Ｇ Ｓ 同步 时 间为绝 对 Ｐ Ｐ 参考 ，缺 点 是成本 过 高且 能耗大 ：二是使 用 时 间同步协 议
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１ 多信道多跳同步技术
本 文研 究 的是 认 知网络 ，它 的组 网同步 还存 在诸 多技
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术难点，包括动态可变的网络拓扑、多跳多信道通信模式 和信道资源 的可变性等 。动态可变的网络拓扑结构是 由于 无 线节 点 无规 则 的移动 。无 线 网络 周 围环 境 的 改变 ，也增