阅读说明：本技术 一种tdma无线自组网时钟同步搜索的方法 (Method for synchronous searching of TDMA wireless ad hoc network clock ) 是由 宋飞浩 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种TDMA无线自组网时钟同步搜索的方法。它包括以下步骤：移动台在开机后,先在无线频点f1接收一个超帧以上时间,接着再在无线频点f2接收一个超帧以上时间,如果在上述期间没有接收到任何时标信令,则认为当前没有主钟移动台,接着在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧,并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的时标信令,随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的时标信令,如果该移动台在当前的超帧期间内接收到其他移动台发送的时标信令则参与竞选主钟移动台。本发明缩短了同步时钟的刷新周期和同步时钟的发射持续时间。(The invention discloses a method for searching clock synchronization of a TDMA wireless ad hoc network. It comprises the following steps: after the mobile station is started, firstly receiving more than one superframe time at a wireless frequency point f1, then receiving more than one superframe time at a wireless frequency point f2, if no time mark signaling is received in the period, then determining that no main clock mobile station exists currently, then randomly selecting a multiframe in the next superframe, randomly selecting a time slot in the selected multiframe, sending the time mark signaling of the time slot by the wireless frequency point corresponding to the time slot, then sending the time mark signaling of the time slot by another wireless frequency point at the same time slot position of the next multiframe, and participating in election of the main clock mobile station if the mobile station receives the time mark signaling sent by other mobile stations in the current superframe period. The invention shortens the refreshing period of the synchronous clock and the emission duration of the synchronous clock.)

一种TDMA无线自组网时钟同步搜索的方法

技术领域

本发明涉及TDMA无线自组网技术领域，尤其涉及一种TDMA无线自组网时钟同步搜索的方法。

背景技术

在没有网络覆盖的地区，一组移动终端使用若干个信道，经过竞争选举出中转移动终端作为中转节点，组成一临时业务多跳网络。若干个中转移动终端可将业务（如话音）传递到远方组成一覆盖面积较大的业务区。

自组网的中转移动终端的选举是组网的一个重要环节，而采用TDMA技术规范的移动台还有时钟同步的要求。这两个环节的完成一般需要较长的时间，并占有较大的资源。

在采用2时隙TDMA技术的DMR标准中，有一称为TDMA直通模式的使用方法，其中有TDMA直通网的时钟同步方法。但这里面同步时钟的刷新周期较长，不适合自组网要求快速组网的要求。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种TDMA无线自组网时钟同步搜索的方法，其缩短了同步时钟的刷新周期和同步时钟的发射持续时间。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种TDMA无线自组网时钟同步搜索的方法，包括以下步骤：

用作中转节点的移动台能够使用二时隙TDMA的PDT制式通信规范，可以TDMA双工工作；

用于无线自组网工作的频率有两个单频点，分别为无线频点f1和无线频点f2，在无线频点f1上一个TDMA帧的两个时隙分别记为时隙C0和时隙C1，在无线频点f2上一个TDMA帧的两个时隙分别记为时隙C2和时隙C3，时隙C0、时隙C1、时隙C2、时隙C3依次排列组成一个复帧，32个复帧排列在一起组成一个超帧；

可以作为中转节点的移动台通过竞选方式选举出主钟移动台，竞选方法如下：

可以作为中转节点的移动台在开机后，先在无线频点f1接收一个超帧以上时间，接着再在无线频点f2接收一个超帧以上时间，如果在上述期间没有接收到任何时标信令，则认为当前没有主钟移动台，接着在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的时标信令，时标信令中包含当前时隙位置、下一次时标信令发射时隙位置信息、发射方权限级别和身份识别码，如果该移动台在当前的超帧期间内接收到其他移动台发送的时标信令则执行如下操作：

判断其他移动台中是否有比自己权限级别高的移动台，如果有，则退出主钟移动台的竞选，停止发送时标信令；

如果没有比自己权限级别高的移动台，则判断是否有与自己权限级别相同的移动台，如果有，则判断是否有发送时标信令所在的复帧在自己发送时标信令所在复帧之后的移动台，如果有，则退出主钟移动台的竞选，停止发送时标信令，否则竞选成功，作为主钟移动台，继续发送时标信令。

在本方案中，可以作为中转节点的移动台在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的时标信令的方法具体如下：

如果被挑选的时隙是时隙C0或时隙C1，则对应的无线频点为无线频点f1，移动台在被挑选的时隙以无线频点f1发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f2发送一个时隙的时标信令；

如果被挑选的时隙是时隙C2或时隙C3，则对应的无线频点为无线频点f2，移动台在被挑选的时隙以无线频点f2发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f1发送一个时隙的时标信令。

可以作为中转节点的移动台每次发送的时标信令的时隙位置都是随机挑选的，这样可以避免与其他可以作为中转节点的移动台发送的时标信令产生冲突。经过多次循环，最终只有一个移动台在发射时标信令，这就是选举出的主钟移动台。本方法缩短了同步时钟的刷新周期和同步时钟的发射持续时间。

作为优选，每个用作中转节点的移动台预先都设有对应的权限级别数值，权限级别数值分别有1、2、3，数值越大代表的权限级别越高，3表示最高权限级别，1表示最低权限级别。

作为优选，所述一个超帧内的32个复帧按时间顺序依次编号为0-31，移动台随机挑选的作为发送时标信令的复帧必须满足如下条件：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值。将三种权限移动台能够挑选的时序区分开来，避免碰撞，缩短挑选时间。

作为优选，所述时标信令中的下一次时标信令发射时隙位置通过以下方法确定：在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，在挑选的复帧内随机选择一个时隙，该时隙位置与随后下一个复帧的相同时隙位置就是下一次时标信令发射时隙位置。

作为优选，在选举出主钟移动台后，选出一级中转移动台，方法如下：

可以作为中转节点的其他移动台，在收到主钟移动台发送的时标信令后，从收到主钟移动台发送的时标信令到下一次收到主钟移动台发送的时标信令的这段时间内随机挑选一个复帧，被挑选的复帧必须与主钟移动台发送的时标信令的复帧位置不同，并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的一级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的一级中转时标信令，一级中转时标信令中包含当前时隙位置、下一次一级中转时标信令发射时隙位置信息、发射方权限级别、身份识别码、主钟移动台身份识别码、接收信号质量信息；

主钟移动台接收到一级中转时标信令后，选择出一级中转移动台，并发送指定信令到被选中的一级中转移动台。

所述一级中转时标信令中的下一次一级中转时标信令发射时隙位置通过以下方法确定：在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，在挑选的复帧内随机选择一个时隙，该时隙位置与随后下一个复帧的相同时隙位置就是下一次一级中转时标信令发射时隙位置。

移动台随机挑选的作为发送一级中转时标信令的复帧必须满足如下条件：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值并避开主钟移动台发送时标信令的复帧位置。

作为优选，主钟移动台优先选择权限级别高的移动台作为一级中转移动台，在权限级别相同的情况下优先选择位于最佳中转范围内的移动台做作为一级中转移动台。最佳中转范围内的移动台是接收信号质量较好且与主钟移动台之间距离较远的移动台。

作为优选，主钟移动台发送给一级中转移动台的指定信令中还包含是否选出二级中转移动台的信息，如果一级中转移动台接收到选出二级中转移动台的信息，则选出二级中转移动台，方法如下：

可以作为中转节点的其他移动台，在收到一级中转移动台发送的一级中转时标信令后，从收到一级中转移动台发送的一级中转时标信令到下一次收到一级中转移动台发送的一级中转时标信令的这段时间内随机挑选一个复帧，被挑选的复帧必须与主钟移动台发送的时标信令的复帧位置不同，并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的二级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的二级中转时标信令，二级中转时标信令中包含当前时隙位置、下一次二级中转时标信令发射时隙位置信息、发射方权限级别、自身身份识别码、一级中转移动台身份识别码、接收信号质量信息；

一级中转移动台接收到二级中转时标信令后，选择出二级中转移动台，并发送指定信令到被选中的二级中转移动台。

所述二级中转时标信令中的下一次二级中转时标信令发射时隙位置通过以下方法确定：在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，在挑选的复帧内随机选择一个时隙，该时隙位置与随后下一个复帧的相同时隙位置就是下一次二级中转时标信令发射时隙位置。

移动台随机挑选的作为发送二级中转时标信令的复帧必须满足如下条件：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值并避开主钟移动台发送时标信令的复帧位置。

作为优选，普通移动台开机后，先在无线频点f1接收一个超帧以上时间，接着再在无线频点f2接收一个超帧以上时间，在收到时标信令后则按主钟移动台定时的超帧进行扫码接收，即按时隙C0、时隙C1、时隙C2、时隙C3复帧循环扫描接收。

作为优选，普通移动台需要发射时，按主钟移动台定时在时隙C0信道上行发射，没有收到主钟移动台定时信息的普通移动台禁止发射。

本发明的有益效果是：缩短了同步时钟的刷新周期和同步时钟的发射持续时间，在同步时钟建立的同时，中转移动台同时选举出来。

附图说明

图1是实施例的超帧的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种TDMA无线自组网时钟同步搜索的方法，包括以下步骤：

用作中转节点的移动台能够使用二时隙TDMA的PDT制式通信规范，可以TDMA双工工作；

用于无线自组网工作的频率有两个单频点，分别为无线频点f1和无线频点f2，在无线频点f1上一个TDMA帧的两个时隙分别记为时隙C0和时隙C1，在无线频点f2上一个TDMA帧的两个时隙分别记为时隙C2和时隙C3，时隙C0、时隙C1、时隙C2、时隙C3依次排列组成一个复帧，32个复帧排列在一起组成一个超帧，一个超帧内的32个复帧按时间顺序依次编号为0-31；

每个用作中转节点的移动台预先都设有对应的权限级别数值，权限级别数值分别有1、2、3，数值越大代表的权限级别越高，3表示最高权限级别，1表示最低权限级别；

可以作为中转节点的移动台通过竞选方式选举出主钟移动台，竞选方法如下：

可以作为中转节点的移动台在开机后，先在无线频点f1接收一个超帧以上时间，接着再在无线频点f2接收一个超帧以上时间，如果在上述期间没有接收到任何时标信令或同步字，则认为当前没有主钟移动台，接着在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧（必须满足如下条件：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值），并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的时标信令，时标信令中包含当前时隙位置、下一次时标信令发射时隙位置信息、发射方权限级别和身份识别码，如果该移动台在当前的超帧期间内接收到其他移动台发送的时标信令则执行如下操作：

判断其他移动台中是否有比自己权限级别高的移动台，如果有，则退出主钟移动台的竞选，停止发送时标信令；

如果没有比自己权限级别高的移动台，则判断是否有与自己权限级别相同的移动台，如果有，则判断是否有发送时标信令所在的复帧在自己发送时标信令所在复帧之后的移动台，如果有，则退出主钟移动台的竞选，停止发送时标信令，否则竞选成功，作为主钟移动台，继续发送时标信令。

所述时标信令中的下一次时标信令发射时隙位置通过以下方法确定：在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，在挑选的复帧内随机选择一个时隙，该时隙位置与随后下一个复帧的相同时隙位置就是下一次时标信令发射时隙位置。

在选举出主钟移动台后，选出一级中转移动台，方法如下：

可以作为中转节点的其他移动台，在收到主钟移动台发送的时标信令后，从收到主钟移动台发送的时标信令到下一次收到主钟移动台发送的时标信令的这段时间内随机挑选一个复帧（必须满足如下条件：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值并避开主钟移动台发送时标信令的复帧位置），被挑选的复帧必须与主钟移动台发送的时标信令的复帧位置不同，并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的一级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的一级中转时标信令，一级中转时标信令中包含当前时隙位置、下一次一级中转时标信令发射时隙位置信息、发射方权限级别、身份识别码、主钟移动台身份识别码、接收信号质量信息；

主钟移动台接收到一级中转时标信令后，选择出一级中转移动台，并发送指定信令到被选中的一级中转移动台。

所述一级中转时标信令中的下一次一级中转时标信令发射时隙位置通过以下方法确定：在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，在挑选的复帧内随机选择一个时隙，该时隙位置与随后下一个复帧的相同时隙位置就是下一次一级中转时标信令发射时隙位置。

主钟移动台优先选择权限级别高的移动台作为一级中转移动台，在权限级别相同的情况下优先选择位于最佳中转范围内的移动台做作为一级中转移动台。最佳中转范围内的移动台是接收信号质量较好且与主钟移动台之间距离较远的移动台。例如：先从权限级别最高的移动台中选择出接收信号强度大于预设下限值的移动台，再从这些移动台中选择出接收信号强度最小的移动台，该移动台为一级中转移动台。

在本方案中，可以作为中转节点的移动台在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的时标信令的方法具体如下：

如果被挑选的时隙是时隙C0或时隙C1，则对应的无线频点为无线频点f1，移动台在被挑选的时隙以无线频点f1发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f2发送一个时隙的时标信令；

如果被挑选的时隙是时隙C2或时隙C3，则对应的无线频点为无线频点f2，移动台在被挑选的时隙以无线频点f2发送一个时隙的时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f1发送一个时隙的时标信令。

例如：如图1所示，移动台在序号为1的复帧的时隙C1以无线频点f1发送一个时隙的时标信令beacon，随后在序号为2的复帧的时隙C1以无线频点f2发送一个时隙的时标信令beacon。

可以作为中转节点的移动台在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的一级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的一级中转时标信令的方法具体如下：

如果被挑选的时隙是时隙C0或时隙C1，则对应的无线频点为无线频点f1，移动台在被挑选的时隙以无线频点f1发送一个时隙的一级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f2发送一个时隙的一级中转时标信令；

如果被挑选的时隙是时隙C2或时隙C3，则对应的无线频点为无线频点f2，移动台在被挑选的时隙以无线频点f2发送一个时隙的一级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f1发送一个时隙的一级中转时标信令。

移动台随机挑选的作为发送时标信令的复帧必须满足：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值。将三种权限移动台能够挑选的时序区分开来，避免碰撞，缩短挑选时间。

可以作为中转节点的移动台每次发送的时标信令的时隙位置都是随机挑选的，这样可以避免与其他可以作为中转节点的移动台发送的时标信令产生冲突。经过多次循环，最终只有一个移动台在发射时标信令，这就是选举出的主钟移动台。

其它移动台或发射“中转时标”信令。“主钟”选举有可能出现2个或更多分裂的主钟移动台，但2个分裂的主钟移动台之间一定有其它中转移动台可以都收到这2个主钟，否则就是2个独立的网。

本方法缩短了同步时钟的刷新周期和同步时钟的发射持续时间，在同步时钟建立的同时，中转移动台同时选举出来。

主钟移动台发送给一级中转移动台的指定信令中还包含是否选出二级中转移动台的信息，如果一级中转移动台接收到选出二级中转移动台的信息，则选出二级中转移动台，方法如下：

可以作为中转节点的其他移动台，在收到一级中转移动台发送的一级中转时标信令后，从收到一级中转移动台发送的一级中转时标信令到下一次收到一级中转移动台发送的一级中转时标信令的这段时间内随机挑选一个复帧（必须满足如下条件：复帧序号与移动台权限级别数值取模运算的结果等于移动台权限级别数值并避开主钟移动台发送时标信令的复帧位置），被挑选的复帧必须与主钟移动台发送的时标信令的复帧位置不同，并在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的二级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的二级中转时标信令，二级中转时标信令中包含当前时隙位置、下一次二级中转时标信令发射时隙位置信息、发射方权限级别、自身身份识别码、一级中转移动台身份识别码、接收信号质量信息；

一级中转移动台接收到二级中转时标信令后，选择出二级中转移动台，并发送指定信令到被选中的二级中转移动台。

所述二级中转时标信令中的下一次二级中转时标信令发射时隙位置通过以下方法确定：在之后的一个超帧内随机挑选一个复帧，在挑选的复帧内随机选择一个时隙，该时隙位置与随后下一个复帧的相同时隙位置就是下一次二级中转时标信令发射时隙位置。

可以作为中转节点的移动台在挑选的复帧内随机选择一个时隙并以该时隙对应的无线频点发送一个时隙的二级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以另一个无线频点发送一个时隙的二级中转时标信令的方法具体如下：

如果被挑选的时隙是时隙C0或时隙C1，则对应的无线频点为无线频点f1，移动台在被挑选的时隙以无线频点f1发送一个时隙的二级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f2发送一个时隙的二级中转时标信令；

如果被挑选的时隙是时隙C2或时隙C3，则对应的无线频点为无线频点f2，移动台在被挑选的时隙以无线频点f2发送一个时隙的二级中转时标信令，随后在下一个复帧的相同时隙位置以无线频点f1发送一个时隙的二级中转时标信令。

普通移动台开机后，先在无线频点f1接收一个超帧以上时间，接着再在无线频点f2接收一个超帧以上时间，在收到时标信令后则按主钟移动台定时的超帧进行扫码接收，即按时隙C0、时隙C1、时隙C2、时隙C3复帧循环扫描接收。

普通移动台需要发射时，按主钟移动台定时在时隙C0信道上行发射，没有收到主钟移动台定时信息的普通移动台禁止发射。