一种网格系统的节点同步方法转让专利
申请号 : CN201210058281.7
文献号 : CN102595589B
文献日 : 2014-11-19
发明人 : 黄东
申请人 : 黄东
摘要 :
权利要求 :
1.一种网格系统的节点同步方法,解决网格系统每个节点不能较好同步问题,包括如下步骤:
A、建立网格系统的通用模型,具体为网格系统通过M(W,H)来描述,其中W为网格系统宽度,H为其长度,节点为(x,y),其中1≤x≤W,并且1≤y≤H,网络中的结点个数为N=WH,无线mesh网络中的子网w*h可用(xb,yb,xe,ye)表示,其中(xb,yb)为子网的基,(xe,ye)为其尾部,w=xe-xb+1,h=ye-yb+1,1≤w≤W,1≤h≤H,当所有节点未被分配时,不存在子网,网格系统的节点由业务传输与处理节点和业务控制节点组成,在业务控制节点处有基于MIMO的无线路由器、无线信道资源分配单元和自适应带宽控制单元构成;
B、设置邻近分配策略中的子网分配策略,对与网格系统边缘对齐的最大边缘长度的自由子网执行分配策略,当没有足够大边缘长度的子网存在时,在能够找到的第一个合适的内部自由子网的基部分配一个请求,内部子网的边缘长度等于0,一个内部节点与4个邻近节点相连:(x-1,y),(x+1,y),(x,y-1),(x,y+1),这4个邻近节点有两个邻居节点,剩下的节点有三个邻居节点,w=xe-xb+1,h=ye-yb+1,若一个分配候选者包含一个无线mesh拐角,则请求被用于此节点,但如果其包含多个mesh节点,则需考虑左下角,右下角,左上角,右上角,在所有的情况中,当一个无线mesh节点的放置被找到时,搜寻过程停止,任何无线mesh节点的放置都有最大可能网络边界长度,如果一个无线mesh拐角节点放置不存在,存在一个或多个非拐角边缘分配候选者,第一个具有网络边界节点最大数目的设置被指定给此要求,具体的子网分配策略子步骤:a.为α×β子网设置分配请求;b.若自由节点的数目小于αβ,则表示分配请求失败;c.对于在多功能函数库(MFL)中的每一个自由子网Fi,如果w≥α,并且h≥β,并且如果Fi有一个左下角,右下角,左上角,右上角,在第一个被找到的无线mesh拐角处放置α×β子网,为请求分配子网,重建MFL,更新自由节点的数目,分配任务完成;d.如果Fi有与左面,底部,顶部,右边对齐的一条边,则分别在Fi的左下角,右下角,左上角,右上角放置一个α×β的子网;e.如果h≥α,并且w≥β,则转至子步骤a;f.如果max_mpl≥0,则为请求分配子网,重建MFL,更新自由节点的数目,此时分配完成;
C、在网格系统的各个节点里设置脉冲耦合振荡器,具体为令脉冲耦合振荡器i可通过相位函数Φi(t)来表示,当Φi(t)≤Φth时,此函数为线性变化,当Φi(t)>Φth时,其中Φth为门限值,此振荡器将会产生一个脉冲,并且使相位回到初始状态,如果没有其它脉冲耦合振荡器时,其按其自身的变化规律变化,产生一个脉冲的周期为T,每个节点都具有一个脉冲耦合振荡器;
D、建立网格系统稳定和不稳定状态下的节点同步规则,具体为当相邻脉冲耦合振荡器i和j之间出现传播延迟 时,整个网格系统处于不稳定状态,有 其中
为网络的最大传播延迟,Trefr为人工设定的参考时延,为参考节点的脉冲耦合振荡器设置的相位频率,其频率补偿为fsw,其扫描周期小于普通脉冲耦合振荡器,因此网格系统的同步精度提高,采用此方法时,无线网络的同步精度由其传输延迟决定。
2.根据权利要求1的方法,对于所述步骤C其特征在于:当脉冲耦合振荡器i与其它振荡器耦合时,此脉冲耦合振荡器接受邻近脉冲耦合振荡器的脉冲,当节点j的脉冲耦合振荡器在t=τj时产生一个脉冲时,使用规则 立即增加脉冲耦合振荡器j的邻居节点脉冲耦合振荡器的相位,由于脉冲耦合振荡器j接收邻居节点的脉冲,此脉冲耦合振荡器使用规则Φi(τj)+ΔΦ(Φi(τj))=min(α·Φi(τj)+β,1)过早产生脉冲,其中α,β为相邻脉冲耦合振荡器之间的耦合系数。
3.根据权利要求1的方法,对于所述步骤D其特征在于:当一个节点的脉冲耦合振荡器发射一个脉冲之后,此节点等待Twait进行传输,其中Twait=T-(TTX+Tdec),对于一个具有N个节点的网格系统,即时脉冲在2T时间内随机产生,每一个脉冲耦合振荡器在传输之前具有相同的等待规则,超时的脉冲耦合振荡器根据前述的子网分配规则被分为两部分,每一部分间隔时间T产生一次脉冲。
4.根据权利要求1的方法,对于所述步骤D其特征在于:人工设置的参考节点与每隔时间T发射一次脉冲的脉冲耦合振荡器相对应,人工设置的参考节点的脉冲耦合振荡器可调补偿fsw的相位函数为:当t∈[0,TΔ]时,Φref(t)=0,t∈[TΔ,Tsw]时,其中TΔ=T-TRx,相应的扫描周期为当人工设置的参考节点在传输之前发射脉冲,同步突发则不会完全被传输,频率补偿限制为 则fsw的取值范围为 在Nstab时间段内fsw需被设置
为零以使得系统稳定,当人工设置的参考节点完成扫描前,其应在同一个时隙内返回,若Nsw·(T-Tsw)=T,那么
说明书 :
一种网格系统的节点同步方法
技术领域
背景技术
发明内容
, , 。当所有节点未被分配时,不存在子网,
网格系统的节点由业务传输与处理节点和业务控制节点组成,业务控制节点由基于MIMO的无线路由器、无线信道资源分配单元和自适应带宽控制单元构成,总的流程如图1所示,基于MIMO的无线路由器的功能组成模块示意图如图2所示,无线信道资源分配单元的功能组成模块示意图如图3所示,自适应带宽控制单元的组成模块示意图如图4所示,自适应带宽控制单元由边缘控制单元、内部控制单元和控制服务器组成,边缘控制单元与用户端相连,边缘控制单元用于业务的监管和业务速率的自适应调整,内部控制单元用于进行数据包选择性丢弃和业务状态观测,控制服务器用于获取链路状态测量信息。
邻居节点。 , 。若一个分配候选者包含一个无线mesh拐角,则请
求被用于此节点,但如果其包含多个mesh节点,则需考虑左下角,右上角,左上角,右上角。
在所有的情况中,当一个无线mesh节点的放置被找到时,搜寻过程停止。任何无线mesh节点的放置都有最大可能网络边界长度。如果一个无线mesh拐角节点放置不存在,存在一个或多个非拐角边缘分配候选者,第一个具有网络边界节点最大数目的设置被指定给此要求。具体的子网分配策略子步骤:a.为 子网设置分配请求;b.若自由节点的数目小于 ,则表示分配请求失败;c.对于在多功能函数库(MFL)中的每一个自由子网 ,如果 ,并且 ,并且如果 有一个左下角,右上角,左上角,右上角,在第一个被找到的无线mesh拐角处放置 子网,为请求分配子网,重建MFL,更新自由节点的数目,分配任务完成;d.如果 有与左面,底部,顶部,右边对齐的一条边,则分别在 的左下角,右上角,左上角,右上角放置一个 的子网;e.如果 ,并且 ,则转至子步骤a;
f.如果 ,则为请求分配子网,重建MFL,更新自由节点的数目,此时分配完成。
器之间的耦合系数。
完全被传输。频率补偿限制为 ,则 的取值范围为 ,在
时间段内 需被设置为零以使得系统稳定,当人工设置的参考节点完成扫描前,其应在同一个时隙内返回。若 ,那么 。