水下传感器网络的时间同步方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105554872A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201610076834.X(22)申请日2016.02.03(71)申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院地址528300广东省佛山市顺德区大良南国东路9号申请人中山大学(72)发明人戴宪华谢晓亮(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人李巍葛红(51)Int.Cl.H04W56/00(2009.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称水下传感器网络的时间同步方法和系统(57)摘要本发明涉及一种水下传感器网络的时间同步方法和系统，由水下传感器网络中的目标同步节点获取水下传感信号，根据目标同步节点的导频信号和水下传感信号获取数据包，将数据包以多跳的形式经过其他同步节点传输至中心节点；中心节点根据数据包中的导频信号获取采样频偏，若采样频偏不在中心节点预设的采样频偏范围内，则中心节点发送第一时间信号至目标同步节点进行时间同步。此方案充分利用了数据包在传送的过程中携带导频信号的特点，使得中心节点可以根据导频信号对应的采样频偏来判断是否需要发送第一时间信号进行时间同步，减小中心节点向同步节点发送第一时间信号的频率，从而降低了中心节点的能耗问题。CN105554872ACN105554872A权利要求书1/2页1.一种水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：水下传感器网络中的目标同步节点获取水下传感信号，根据所述目标同步节点的导频信号和所述水下传感信号获取数据包，将所述数据包以多跳的形式经过所述水下传感器网络中的其他同步节点传输至所述水下传感器网络中的中心节点；所述中心节点根据所述导频信号获取采样频偏，判断所述采样频偏是否在所述中心节点预设的采样频偏范围内；若否，则所述中心节点发送第一时间信号至所述目标同步节点，所述目标同步节点根据所述第一时间信号进行时间同步。2.根据权利要求1所述的水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于，所述目标同步节点将所述数据包以多跳的形式经过其他同步节点传输至所述水下传感器网络中的中心节点的步骤包括以下步骤：在传输过程中，每经过一个所述其他同步节点时，该同步节点根据该同步节点的采样频偏对所述导频信号进行校正；所述中心节点根据所述导频信号获取采样频偏的步骤包括以下步骤：所述中心节点根据校正后的导频信号获取采样频偏。3.根据权利要求1所述的水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于，在所述目标同步节点获取水下传感信号之前包括以下步骤：所述中心节点发送第二时间信号至各待同步节点，各所述待同步节点根据所述第二时间信号进行时间同步，成为同步节点。4.根据权利要求1所述的水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于，所述目标同步节点根据所述目标同步节点的导频信号和所述水下传感信号获取数据包的步骤包括以下步骤：所述目标同步节点在所述水下传感信号的正交频分复用符号中，每隔预定正交频分复用符号数插入预设个数的导频信号，获取所述数据包。5.根据权利要求4所述的水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于，所述中心节点根据获取采样频偏；式中，angle表示相位，m表示所述水下传感信号的正交频分复用符号数，π表示圆周率，k表示各所述预设个数的导频信号的序号，Rm，k表示第k个导频信号的解调值，Qm，k表示第k个导频信号的调制值，N表示所述预定正交频分复用符号数，L表示所述数据包的循环前缀长度，Δf表示采样频偏。6.根据权利要求1所述的水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于，所述其他同步节点与所述中心节点的距离小于所述目标同步节点与所述中心节点的距离。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的水下传感器网络的时间同步方法，其特征在于：所述水下传感器网络中的同步节点和中心节点的相对位置在时间同步过程中保持不变。8.一种水下传感器网络的时间同步系统，其特征在于，包括水下传感器网络中的同步2CN105554872A权利要求书2/2页节点和中心节点；所述同步节点包括目标同步节点和其他同步节点，所述目标同步节点包括获取单元、传输单元和同步单元，所述中心节点包括处理单元、判断单元和发送单元；所述获取单元用于获取水下传感信号，根据所述目标同步节点的导频信号和所述水下传感信号获取数据包；所述传输单元用于将所述数据包以多跳的形式经过其他同步节点传输至所述中心节点；所述处理单元用于根据所述导频信号获取采样频偏；所述判断单元用于判断所述采样频偏是否在所述中心节点预设的采样频偏范围内；所述发送单元用于在所述判断单元判定所述采样频偏不在所述中心节点预设的采样频偏范围内时，发送第一时间信号至所述目标同步节点；所述同步单元用于