CN111447673B - 无线自组网的同步方法、装置、存储介质及其节点 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种无线自组网的同步方法、装置、存储介质及其节点，应用于待同步节点，该方法包括：接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，根据参考节点广播的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
Description
技术领域
本公开涉及通信技术领域，具体地，涉及一种无线自组网的同步方法、装置、存储介质及其节点。
背景技术
无线自组网是一种多跳的、多点对多点的、具有自组织和自愈特点的无线网络***。在无线自组网中，任意两个节点之间都有可能发生通信，为了确保节点之间通信的高效和畅通，需要无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步。目前，主要是通过无线自组网中每个节点维护其与周围节点的相对时间关系，来实现整个网络的同步。但是，采用这种方式只能让节点与周围的节点之间保持时间同步，同步精度较差，无法真正实现整个网络的同步，并且没有考虑节点之间的频率同步。
发明内容
本公开的目的是提供一种无线自组网的同步方法、装置、存储介质及其节点，用以解决现有技术中无线自组网同步的同步精度差，没有考虑节点之间的频率同步的问题。
为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种无线自组网的同步方法，应用于待同步节点，所述方法包括：
接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，所述同步信息包括：所述目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述目标已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，所述参考节点属于所述目标已同步节点；
根据所述参考节点广播的所述同步信息，确定所述待同步节点的同步等级；
根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正，以使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步，所述同步信号包括时钟信号和频率信号。
可选地，所述根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，包括：
将所述同步等级最高的所述目标已同步节点，作为所述待同步节点的所述参考节点。
可选地，所述根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，包括：
根据所述目标已同步节点广播的所述同步信号，确定是否存在所述同步信号的信号质量大于预设门限的待选节点；
若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点；
若不存在所述待选节点，选取所述信号质量最高的所述目标已同步节点作为所述待同步节点的所述参考节点。
可选地，所述若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点，包括：
若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级在第一时长内保持最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点。
可选地，所述根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正，包括：
根据所述参考节点广播的所述时钟信号，确定所述待同步节点的时钟偏差，并根据所述时钟偏差对所述待同步节点的时间进行校正；
根据所述参考节点广播的所述频率信号，确定所述待同步节点的晶振频率偏差，并根据所述晶振频率偏差对所述待同步节点的频率进行校正。
可选地，在所述根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正之后，包括：
根据所述参考节点发送的目标同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种无线自组网的同步方法，应用于无线自组网的已同步节点，所述方法包括：
向待同步节点广播同步信息，以使所述待同步节点根据所述同步信息确定参考节点，所述同步信息包括所述已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
向所述待同步节点广播同步信号，所述同步信号包括时钟信号和频率信号，以使所述待同步节点确定所述已同步节点为所述参考节点的情况下，根据所述同步信号对所述待同步节点的时间和频率进行校正，使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种无线自组网的同步方法，应用于无线自组网，所述无线自组网包括全网同步参考节点和本公开第一方面所述的待同步节点，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述方法包括：
根据所述全网同步参考节点广播的第一同步信息，确定第一待同步节点的同步等级，所述第一同步信息包括所述全网同步参考节点的同步等级和所述全网同步参考节点的标识，所述第一待同步节点为接收到所述第一同步信息的待同步节点；
将所述第一待同步节点作为主节点；
根据所述主节点广播的所述主节点的同步信息，确定从属节点的同步等级，所述主节点的同步信息包括所述主节点的同步等级和所述全网同步参考节点的标识，所述从属节点为接收到所述主节点的同步信息的待同步节点；
将所述从属节点作为所述主节点；
重复执行所述根据所述主节点广播的所述主节点的同步信息，确定从属节点的同步等级至所述将所述从属节点作为所述主节点的步骤，直至确定所述无线自组网中每个所述待同步节点的同步等级。
可选地，所述方法还包括：
若所述无线自组网的网络拓扑结构发生变化，按照预设规则，从变化后的所述无线自组网的全部节点中选取目标节点作为所述全网同步参考节点。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种无线自组网的同步装置，应用于待同步节点，所述装置包括：
接收模块，用于接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，所述同步信息包括：所述目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述目标已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
第一确定模块，用于根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，所述参考节点属于所述目标已同步节点；
所述第一确定模块，还用于根据所述参考节点广播的所述同步信息，确定所述待同步节点的同步等级；
校正模块，用于根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正，以使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步，所述同步信号包括时钟信号和频率信号。
可选地，所述第一确定模块，用于将所述同步等级最高的所述目标已同步节点，作为所述待同步节点的所述参考节点。
可选地，所述第一确定模块用于：
根据所述目标已同步节点广播的所述同步信号，确定是否存在所述同步信号的信号质量大于预设门限的待选节点；
若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点；
若不存在所述待选节点，选取所述信号质量最高的所述目标已同步节点作为所述待同步节点的所述参考节点。
可选地，所述第一确定模块用于若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级在第一时长内保持最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点。
可选地，所述校正模块用于：
根据所述参考节点广播的所述时钟信号，确定所述待同步节点的时钟偏差，并根据所述时钟偏差对所述待同步节点的时间进行校正；
根据所述参考节点广播的所述频率信号，确定所述待同步节点的晶振频率偏差，并根据所述晶振频率偏差对所述待同步节点的频率进行校正。
可选地，所述校正模块还用于在所述根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正之后，根据所述参考节点发送的目标同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种无线自组网的同步装置，应用于无线自组网的已同步节点，所述装置包括：
发送模块，用于向待同步节点广播同步信息，以使所述待同步节点根据所述同步信息确定参考节点，所述同步信息包括所述已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
所述发送模块，还用于向所述待同步节点广播同步信号，所述同步信号包括时钟信号和频率信号，以使所述待同步节点确定所述已同步节点为所述参考节点的情况下，根据所述同步信号对所述待同步节点的时间和频率进行校正，使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步。
根据本公开实施例的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第七方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第二方面所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第八方面，提供一种待同步节点，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第九方面，提供一种已同步节点，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第二方面所述方法的步骤。
通过上述技术方案，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种无线自组网的同步方法的流程图；
图2是图1所示实施例示出的一种无线自组网的示意图；
图3是图1所示实施例示出的一种步骤102的流程图；
图4是图1所示实施例示出的一种步骤104的流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步方法的流程图；
图6是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步方法的流程图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步方法的流程图；
图8是根据一示例性实施例示出的又一种无线自组网的同步方法的流程图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种无线自组网的同步装置的框图；
图10是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步装置的框图；
图11是根据一示例性实施例示出的一种节点的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种无线自组网的同步方法的流程图。如图1所示，应用于待同步节点，该方法包括以下步骤：
步骤101，接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的。
举例来说，为了确保无线自组网中的全部节点在时间和频率上同步，首先可以从无线自组网的全部节点中，选取全网同步参考节点，全网同步参考节点定义了整个网络的时间轴和精确频率，即将全网同步参考节点的时间和频率作为整个无线自组网进行同步的基准。其中，全网同步参考节点可以是根据无线自组网中的每个节点加入无线自组网的时间顺序来选取的，例如，可以将加入无线自组网的第一个节点作为全网同步参考节点。
由于无线自组网中的每个节点都是以全网同步参考节点的时间和频率作为同步的基准，在确定全网同步参考节点之后，可以根据全网同步参考节点设置每个节点的同步等级。其中，每个节点的同步等级标志着该节点与全网同步参考节点之间的同步程度，一个节点的同步等级越高，表示该节点和全网同步参考节点之间传递信息的路径越小，同步的可靠性越高。例如，如图2所示，可以将全网同步参考节点的同步等级设置为0(即0为最高等级的同步等级)。之后全网同步参考节点的周围一跳的邻节点，可以根据全网同步参考节点的同步等级，将自身的同步等级设置为1(1比0的同步等级低)，每个同步等级为1的节点的周围一跳的未设置同步等级的邻节点，可以根据该同步等级为1的节点的同步等级，将自身的同步等级设置为2，以此类推，直至确定每个节点的同步等级。每个节点在设置完自身的同步等级后，可以广播该节点的同步信息和同步信号，其中，同步信息包括：该节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，同步信号包括：时间信号和频率信号。每个节点可以根据接收到的其他节点广播的同步信息和同步信号，对该节点的时间和频率进行校正，以使每个节点在时间和频率上同步，从而实现整个无线自组网的同步。
当有新的待同步节点加入无线自组网时，该待同步节点可以接收到无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，已同步节点为上述根据同步信息和同步信号进行时间和频率校正后的节点，目标已同步节点为向待同步节点广播同步信息的已同步节点。待同步节点可以是终端，该终端例如可以是是智能手机、平板电脑、智能手表、智能手环、PDA(英文：Personal Digital Assistant，中文：个人数字助理)等移动终端，也可以是台式计算机等固定终端，本公开在此不做限定。
步骤102，根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点。
步骤103，根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级。
示例的，由于同步等级高的节点的同步可靠性高，因此，待同步节点可以根据每个目标已同步节点发送的同步信息中的同步等级，将至少一个目标已同步节点中同步等级最高的目标已同步节点，作为待同步节点的参考节点。之后待同步节点可以根据参考节点的同步等级，设置自身的同步等级，例如，当参考节点的同步等级为2时，可以将待同步节点的同步等级设置为3。
步骤104，根据参考节点广播的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步，同步信号包括时钟信号和频率信号。
具体的，在确定参考节点后，待同步节点可以根据参考节点的时间和频率，对待同步节点的时间和频率进行同步校正。例如，参考节点可以广播参考节点的同步信号(该广播例如可以是定时广播)，其中，同步信号为物理层信号，不携带信息，例如可以是ZC(英文：Zadoff-Chu)序列等。待同步节点在接收到参考节点广播的同步信号后，可以根据同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。对待同步节点的时间和频率进行校正的方式可以是：待同步节点可以接收参考节点广播的时钟信号，并根据参考节点广播的时钟信号和待同步节点的时钟信号，计算参考节点和待同步节点之间的时钟偏差，并根据时钟偏差对待同步节点的时钟进行调整，以使待同步节点的时间与参考节点的时间保持同步。同时，待同步节点可以接收参考节点广播的频率信号，并根据参考节点广播的频率信号和待同步节点的频率信号，计算参考节点和待同步节点之间的晶振频率偏差，并根据晶振频率偏差对待同步节点的晶振频率进行调整，以使待同步节点的晶振频率与参考节点的晶振频率保持同步。在待同步节点与参考节点在时间和频率上同步之后，待同步节点与无线自组网中的已同步节点保持了同步，即待同步节点变为了已同步节点。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
图3是图1所示实施例示出的一种步骤102的流程图。如图3所示，步骤102包括以下步骤：
步骤1021，根据目标已同步节点广播的同步信号，确定是否存在同步信号的信号质量大于预设门限的待选节点。
举例来说，待同步节点可以接收目标已同步节点广播的同步信息和同步信号，待同步节点在选择对应的参考节点的过程中，首先可以根据接收到的每个目标已同步节点广播的同步信号，确定是否存在同步信号的信号质量大于预设门限的待选节点。其中，同步信号的信号质量可以用同步信号的信噪比来表示，例如，若存在同步信号的信噪比大于预设门限的目标已同步节点(例如可以用SNR＝10dB作为信号质量的预设门限)，确定存在待选节点，并将该目标已同步节点作为待选节点，若不存在同步信号的信噪比大于预设门限的目标已同步节点，确定不存在待选节点。
步骤1022，若存在待选节点，从待选节点中，选取同步等级最高的待选节点作为待同步节点的参考节点。
步骤1023，若不存在待选节点，选取信号质量最高的目标已同步节点作为待同步节点的参考节点。
具体的，若存在待选节点，从待选节点中，选取同步等级最高的待选节点作为待同步节点的参考节点。若不存在待选节点，选取信号质量最高的目标已同步节点作为待同步节点的参考节点，即选择同步信号的信噪比最高的目标已同步节点作为参考节点。
进一步的，步骤1022可以通过以下方式实现：
若存在待选节点，从待选节点中，选取同步等级在第一时长内保持最高的待选节点作为待同步节点的参考节点。
具体的，由于无线自组网中的节点具有移动性，网络拓扑结构可能随时发生变化，即目标已同步节点可能随时发生变化。因此，为了确保在网络拓扑结构发生变化时，准确地对待同步节点的时间和频率进行同步校正，待同步节点可以按照预设周期判断是否存在更好的参考节点(即是否存在同步等级更高、同步信号的信号质量更好的参考节点)。当存在更好的参考节点时，待同步节点可以将原先的参考节点切换为更好的参考节点。为了防止频繁切换参考节点时出现乒乓效应，在判断存在更好的参考节点后，可以通过迟滞机制来使参考节点不会被立即切换。例如，在待同步节点确定存在待选节点的情况下，可以从待选节点中，选取同步等级在第一时长内(第一时长例如可以是500ms)保持最高的待选节点作为待同步节点的参考节点。可以理解为，在将同步等级最高的待选节点作为参考节点前，可以先确定该待选节点是否在第一时长内一直为同步等级最高的待选节点，只有当该待选节点在第一时长内一直为同步等级最高的待选节点，才将该待选节点作为待同步节点的参考节点。
图4是图1所示实施例示出的一种步骤104的流程图。如图4所示，步骤104包括以下步骤：
步骤1041，根据参考节点广播的时钟信号，确定待同步节点的时钟偏差，并根据时钟偏差对待同步节点的时间进行校正。
举例来说，当待同步节点的时钟比参考节点的时钟滞后时，待同步节点可以根据接收到的参考节点广播的时钟信号TA和待同步节点的时钟信号TB，利用第一公式计算参考节点和待同步节点之间的时钟偏差，其中，时钟信号TA为参考节点所测量到的参考节点与待同步节点之间的时间偏差，时钟信号TB为待同步节点所测量到的待同步节点与参考节点之间的时间偏差，第一公式为：Δ1＝(TA-TB)/2，Δ1为时钟偏差。之后待同步节点可以根据计算出的时钟偏差对待同步节点的时钟进行调整，以使待同步节点的时间与参考节点的时间保持同步。
步骤1042，根据参考节点广播的频率信号，确定待同步节点的晶振频率偏差，并根据晶振频率偏差对待同步节点的频率进行校正。
示例的，当待同步节点的本地载频比参考节点的本地载频慢时，待同步节点可以根据接收到的参考节点广播的频率信号FA和待同步节点的频率信号FB，利用第二公式计算参考节点和待同步节点之间的晶振频率偏差，其中，频率信号FA为参考节点所测量到的参考节点与待同步节点之间的本地载频偏差，频率信号FB为待同步节点所测量到的参考节点与待同步节点之间的本地载频偏差，第二公式为：Δ2＝(FA-FB)/2，Δ2为晶振频率偏差。之后待同步节点可以根据计算出的晶振频率偏差对待同步节点的晶振频率进行调整，以使待同步节点的晶振频率与参考节点的晶振频率保持同步。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步方法的流程图。如图5所示，在步骤104之后，该方法还包括：
步骤105，根据参考节点发送的目标同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正。
在一种场景中，为了提高对待同步节点进行同步校正的准确度，待同步节点可以和参考节点之间可以采用特殊的通信方式，通过发送更多的专用的物理层信号，来提高计算时钟偏差和晶振频率偏差的精度，从而提高对待同步节点进行同步校正的准确度。例如，待同步节点可以先向参考节点发送信号请求，并接收参考节点根据信号请求发送的目标同步信号，之后待同步节点根据目标同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正。其中，参考节点发送目标同步信号的方式可以是广播(例如定时广播)，也可以是单播，即参考节点只向待同步节点发送目标同步信号，目标同步信号可以与同步信号相同，也可以与同步信号不同。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
图6是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步方法的流程图。如图6所示，应用于无线自组网的已同步节点，该方法包括以下步骤：
步骤201，向待同步节点广播同步信息，以使待同步节点根据同步信息确定参考节点，同步信息包括已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的。
步骤202，向待同步节点广播同步信号，同步信号包括时钟信号和频率信号，以使待同步节点确定已同步节点为参考节点的情况下，根据同步信号对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。
举例来说，无线自组网中的每个已同步节点都可以广播该已同步节点的同步信息和同步信号。当有新的待同步节点加入无线自组网时，待同步节点周围一跳的每个已同步节点，会向待同步节点广播该已同步节点的同步信息。当待同步节点将一个已同步节点确定为参考节点的情况下，待同步节点可以根据该已同步节点广播的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。在待同步节点与参考节点在时间和频率上同步之后，待同步节点与无线自组网中的已同步节点保持了同步，即待同步节点变为了已同步节点。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步方法的流程图。如图7所示，应用于无线自组网，无线自组网包括全网同步参考节点和上述的待同步节点，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，该方法包括以下步骤：
步骤301，根据全网同步参考节点广播的第一同步信息，确定第一待同步节点的同步等级，第一同步信息包括全网同步参考节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，第一待同步节点为接收到第一同步信息的待同步节点。
举例来说，无线自组网组网完成组建后，需要对无线自组网的全部节点的时间和频率进行校正，以使无线自组网中的全部节点在时间和频率上保持同步。首先，可以从无线自组网的全部节点中，选取全网同步参考节点。选择全网同步参考节点的方式可以是根据无线自组网中的每个节点加入无线自组网的时间顺序，选取全网同步参考节点(例如，可以将加入无线自组网的第一个节点作为全网同步参考节点)，也可以是在无线自组网组建前，人为从最先加入无线自组网的一批节点中指定某一个节点作为全网同步参考节点，还可以采用推举算法来选取全网同步参考节点，本公开对此不做具体限定。
在确定全网同步参考节点之后，可以令全网同步参考节点广播全网同步参考节点的第一同步信息，其中，第一同步信息中的全网同步参考节点的同步等级S0可以是人为预先设定的(例如，可以将全网同步参考节点的同步等级S0设置为0，即S0＝0)，第一同步信息中的全网同步参考节点的标识例如可以是全网同步参考节点的MAC(英文：Media AccessControl Address，中文：媒体存取控制位址)地址。每个接收到第一同步信息的第一待同步节点(第一待同步节点即为全网同步参考节点周围一跳的邻节点)，可以根据第一同步信息，设置该第一待同步节点的同步等级S1，设置原则例如可以是：第一待同步节点的同步等级S1为全网同步参考节点的同步等级S0加1，即S1＝S0+1。例如，当全网同步参考节点的同步等级S0＝0时，接收到第一同步信息的每个第一待同步节点，会将自己的同步等级S1设置为1。
步骤302，将第一待同步节点作为主节点。
步骤303，根据主节点广播的主节点的同步信息，确定从属节点的同步等级，主节点的同步信息包括主节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，从属节点为接收到主节点的同步信息的待同步节点。
示例的，在确定第一待同步节点的同步等级后，可以将第一待同步节点作为主节点，并令主节点广播主节点的同步信息，其中，主节点的同步信息包括主节点的同步等级S2(此时主节点的同步等级S2等于第一待同步节点的同步等级S1)和全网同步参考节点的标识。之后每个接收到主节点的同步信息的从属节点(此时的从属节点为第一待同步节点周围一跳的未设置同步等级的邻节点)，根据主节点的同步信息，设置该从属节点的同步等级S3，设置原则例如可以是：该从属节点的同步等级S3为主节点的同步等级S2加1，即S3＝S2+1。例如，当全网同步参考节点的同步等级S0＝0，且第一待同步节点为主节点时，主节点的同步等级S2＝S1＝1，接收到主节点的同步信息的每个从属节点，会将自己的同步等级S3设置为2。
步骤304，将从属节点作为主节点。
重复执行步骤303至步骤304，直至确定无线自组网中每个待同步节点的同步等级。
进一步的，在确定从属节点的同步等级S3后，可以将从属节点作为主节点(即上述同步等级设置为2的节点)，并重复执行步骤303至步骤304，直至确定每个待同步节点的同步等级。
图8是根据一示例性实施例示出的又一种无线自组网的同步方法的流程图。如图8所示，该方法还包括以下步骤：
步骤305，若无线自组网的网络拓扑结构发生变化，按照预设规则，从变化后的无线自组网的全部节点中选取目标节点作为全网同步参考节点。
在一种场景中，无线自组网是一种动态的网络，无线自组网中的节点往往具有移动性，若全网同步参考节点移动出了无线自组网的网络范围或者全网同步参考节点出现异常(例如，作为全网同步参考节点的终端设备发生损坏或移动出了无线自组网的网络范围)，这会导致无线自组网的网络拓扑结构发生变化。若无线自组网的网络拓扑结构发生变化，可以按照预设规则，从变化后的无线自组网的全部节点中，选取目标节点作为新的全网同步参考节点。按照预设规则，选取全网同步参考节点的方式可以是根据变化后的无线自组网中每个节点加入无线自组网的时间顺序，选取全网同步参考节点(例如，可以将加入变化后的无线自组网的第一个节点作为全网同步参考节点)，也可以是人为从变化后的无线自组网的全部节点中指定某一个节点作为全网同步参考节点，还可以采用推举算法，从变化后的无线自组网的全部节点中选取全网同步参考节点，本公开对此不做具体限定。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
图9是根据一示例性实施例示出的一种无线自组网的同步装置的框图。如图9所示，应用于待同步节点，该装置400包括：
接收模块401，用于接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的。
第一确定模块402，用于根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点。
第一确定模块402，还用于根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级。
校正模块403，用于根据参考节点广播的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步，同步信号包括时钟信号和频率信号。
可选地，第一确定模块402用于将同步等级最高的目标已同步节点，作为待同步节点的参考节点。
可选地，第一确定模块402用于：
根据目标已同步节点广播的同步信号，确定是否存在同步信号的信号质量大于预设门限的待选节点。
若存在待选节点，从待选节点中，选取同步等级最高的待选节点作为待同步节点的参考节点。
若不存在待选节点，选取信号质量最高的目标已同步节点作为待同步节点的参考节点。
可选地，第一确定模块402用于若存在待选节点，从待选节点中，选取同步等级在第一时长内保持最高的待选节点作为待同步节点的参考节点。
可选地，校正模块403用于：
根据参考节点广播的时钟信号，确定待同步节点的时钟偏差，并根据时钟偏差对待同步节点的时间进行校正。
根据参考节点广播的频率信号，确定待同步节点的晶振频率偏差，并根据晶振频率偏差对待同步节点的频率进行校正。
可选地，校正模块403还用于在根据参考节点广播的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正之后，根据参考节点发送的目标同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正。
关于上述实施例中的各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
图10是根据一示例性实施例示出的另一种无线自组网的同步装置的框图。如图10所示，应用于无线自组网的已同步节点，该装置500包括：
发送模块501，用于向待同步节点广播同步信息，以使待同步节点根据同步信息确定参考节点，同步信息包括已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的。
发送模块501，还用于向待同步节点广播同步信号，同步信号包括时钟信号和频率信号，以使待同步节点确定已同步节点为参考节点的情况下，根据同步信号对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。
关于上述实施例中的各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
图11是根据一示例性实施例示出的一种节点的框图。如图11所示，该节点600可以是上述实施例中的任一种待同步节点或已同步节点，该节点600可以包括：处理器601，存储器602。该节点600还可以包括多媒体组件603，输入/输出(I/O)接口604，以及通信组件605中的一者或多者。
其中，处理器601用于控制该节点600的整体操作，以完成上述的无线自组网的同步方法中的全部或部分步骤。存储器602用于存储各种类型的数据以支持在该节点600的操作，这些数据例如可以包括用于在该节点600上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器602可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件603可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器602或通过通信组件605发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口604为处理器601和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件605用于该节点600与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件605可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，节点600可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的无线自组网的同步方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的无线自组网的同步方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器602，上述程序指令可由节点600的处理器601执行以完成上述的无线自组网的同步方法。
综上所述，本公开首先通过接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，其中，同步信息包括：目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，全网同步参考节点为从无线自组网的全部节点中选取的，目标已同步节点的同步等级为根据全网同步参考节点确定的，之后根据同步信息，确定待同步节点的参考节点，参考节点属于目标已同步节点，再根据参考节点广播的同步信息，确定待同步节点的同步等级，最后根据参考节点广播的包括时钟信号和频率信号的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，以使待同步节点与参考节点在时间和频率上同步。本公开通过目标已同步节点的同步信息，确定待同步节点的参考节点，并通过参考节点的同步信号，对待同步节点的时间和频率进行校正，使待同步节点能够与无线自组网中的所有节点在时间和频率上保持同步，提高了无线自组网的同步精度。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (12)
1.一种无线自组网的同步方法，其特征在于，应用于待同步节点，所述方法包括：
接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，所述同步信息包括：所述目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述目标已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，所述参考节点属于所述目标已同步节点；
根据所述参考节点广播的所述同步信息，确定所述待同步节点的同步等级；
根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正，以使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步，所述同步信号包括时钟信号和频率信号；
所述根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正，包括：
根据所述参考节点广播的所述时钟信号，确定所述待同步节点的时钟偏差，并根据所述时钟偏差对所述待同步节点的时间进行校正；
根据所述参考节点广播的所述频率信号，确定所述待同步节点的晶振频率偏差，并根据所述晶振频率偏差对所述待同步节点的频率进行校正；
在所述根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正之后，包括：
根据所述参考节点发送的目标同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正；所述目标同步信号为物理层信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，包括：
将所述同步等级最高的所述目标已同步节点，作为所述待同步节点的所述参考节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，包括：
根据所述目标已同步节点广播的所述同步信号，确定是否存在所述同步信号的信号质量大于预设门限的待选节点；
若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点；
若不存在所述待选节点，选取所述信号质量最高的所述目标已同步节点作为所述待同步节点的所述参考节点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点，包括：
若存在所述待选节点，从所述待选节点中，选取所述同步等级在第一时长内保持最高的所述待选节点作为所述待同步节点的所述参考节点。
5.一种无线自组网的同步方法，其特征在于，应用于无线自组网的已同步节点，所述方法包括：
向待同步节点广播同步信息，以使所述待同步节点根据所述同步信息确定参考节点，所述同步信息包括所述已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
向所述待同步节点广播同步信号，所述同步信号包括时钟信号和频率信号，以使所述待同步节点确定所述已同步节点为所述参考节点的情况下，根据所述时钟信号确定的所述待同步节点的时钟偏差，对所述待同步节点的时间进行校正，并根据所述频率信号确定的所述待同步节点的晶振频率偏差，对所述待同步节点的频率进行校正，使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步；
向所述待同步节点发送目标同步信号，以使所述待同步节点根据所述目标同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正；所述目标同步信号为物理层信号。
6.一种无线自组网的同步方法，其特征在于，应用于无线自组网，所述无线自组网包括全网同步参考节点和权利要求1-4中任一项所述的待同步节点，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述方法包括：
根据所述全网同步参考节点广播的第一同步信息，确定第一待同步节点的同步等级，所述第一同步信息包括所述全网同步参考节点的同步等级和所述全网同步参考节点的标识，所述第一待同步节点为接收到所述第一同步信息的待同步节点；
将所述第一待同步节点作为主节点；
根据所述主节点广播的所述主节点的同步信息，确定从属节点的同步等级，所述主节点的同步信息包括所述主节点的同步等级和所述全网同步参考节点的标识，所述从属节点为接收到所述主节点的同步信息的待同步节点；
将所述从属节点作为所述主节点；
重复执行所述根据所述主节点广播的所述主节点的同步信息，确定从属节点的同步等级至所述将所述从属节点作为所述主节点的步骤，直至确定所述无线自组网中每个所述待同步节点的同步等级；
所述方法还包括：
若所述无线自组网的网络拓扑结构发生变化，按照预设规则，从变化后的所述无线自组网的全部节点中选取目标节点作为所述全网同步参考节点；
所述按照预设规则，从变化后的所述无线自组网的全部节点中选取目标节点作为所述全网同步参考节点，包括：
根据变化后的所述无线自组网中每个所述节点加入所述无线自组网的时间顺序，选取所述全网同步参考节点。
7.一种无线自组网的同步装置，其特征在于，应用于待同步节点，所述装置包括：
接收模块，用于接收无线自组网中的目标已同步节点广播的同步信息，所述同步信息包括：所述目标已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述目标已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
第一确定模块，用于根据所述同步信息，确定所述待同步节点的参考节点，所述参考节点属于所述目标已同步节点；
所述第一确定模块，还用于根据所述参考节点广播的所述同步信息，确定所述待同步节点的同步等级；
校正模块，用于根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正，以使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步，所述同步信号包括时钟信号和频率信号；
所述校正模块用于：
根据所述参考节点广播的所述时钟信号，确定所述待同步节点的时钟偏差，并根据所述时钟偏差对所述待同步节点的时间进行校正；
根据所述参考节点广播的所述频率信号，确定所述待同步节点的晶振频率偏差，并根据所述晶振频率偏差对所述待同步节点的频率进行校正；
所述校正模块还用于在所述根据所述参考节点广播的同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正之后，根据所述参考节点发送的目标同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正；所述目标同步信号为物理层信号。
8.一种无线自组网的同步装置，其特征在于，应用于无线自组网的已同步节点，所述装置包括：
发送模块，用于向待同步节点广播同步信息，以使所述待同步节点根据所述同步信息确定参考节点，所述同步信息包括所述已同步节点的同步等级和全网同步参考节点的标识，所述全网同步参考节点为从所述无线自组网的全部节点中选取的，所述已同步节点的同步等级为根据所述全网同步参考节点确定的；
所述发送模块，还用于向所述待同步节点广播同步信号，所述同步信号包括时钟信号和频率信号，以使所述待同步节点确定所述已同步节点为所述参考节点的情况下，根据所述时钟信号确定的所述待同步节点的时钟偏差，对所述待同步节点的时间进行校正，并根据所述频率信号确定的所述待同步节点的晶振频率偏差，对所述待同步节点的频率进行校正，使所述待同步节点与所述参考节点在时间和频率上同步；
所述发送模块，还用于向所述待同步节点发送目标同步信号，以使所述待同步节点根据所述目标同步信号，对所述待同步节点的时间和频率进行校正；所述目标同步信号为物理层信号。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求5所述方法的步骤。
11.一种待同步节点，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
12.一种已同步节点，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求5所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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