对通信节点进行时间同步和频率偏差修正的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及对通信节点进行时间同步和频率偏差修正的方法和装置。其中，方法包括：步骤一：从节点侦听和接收多个代理节点的时间广播，建立代理节点列表；步骤二：判断来自多个代理节点的时间信息是否可放入代理节点列表中；步骤三：将多个代理节点的时间信息放入代理节点列表；步骤四：判断时间广播接收是否完成；步骤五：如果判断时间广播已经完成则判断主代理节点的时间信息是否收到，否则，则继续后续的多个代理节点的时间广播；步骤六：执行时间同步和频率偏差修正。本发明专利技术可实现不受外界干扰的高效率和高质量通信。

【技术实现步骤摘要】
对通信节点进行时间同步和频率偏差修正的方法和装置
本专利技术总体上涉及一种用于电力线载波通信、无线通信、有线通信等通信的时间同步和频率偏差修正的方法和装置，尤其涉及一种参与通信的节点之间的时间同步和频率偏差修正的方法和装置。
技术介绍
在通过调制载波进行通信的系统中，不同通信节点之间的时间如果不同步会导致通信成功率下降，甚至完全无法通信，因此，通信节点之间的时间同步和所用载波的频率的一致性在提高通信的成功率上有重要的意义。鉴于此，为了修正银各个节点的晶振精度存在偏差导致的时间不同步和频率偏差，需要对节点之间定时进行时间同步和频率偏差修正。在类似宽带电力线载波通信(BroadbandPowerLineCommunication，简称BPL，IEEE1901.1)的通信系统中，一般采用从中心节点(Coordinator，协调器)开始，将时间信息放在信标帧中，以定期广播的方式向子节点发送自身的时间信息，例如发送该信标帧的时刻。子节点根据收到的时间信息修正自身的时间，并计算与协调器之间的频率偏差，修正自身的信号收发器。然而，这种技术存在如下缺陷：在存在干扰的环境中，信号质量不佳的环境中，易导致信标帧接收失败，从而无法修正频率偏差。完成时间同步和频率偏差修正的子节点也可以继续广播其时间信息，以协助不能直接收到协调器广播的子节点进行时间同步和频率偏差修正。这些参与时间广播的子节点可以称为代理子节点。通过协调器和代理子节点的连续广播，可以让整个网络的时间取得同步，同时把频率偏差限制在最小范围。对一个节点而言，基于例如信号质量、通信成功率等来选作其时间同步和频率偏差修正的参考节点，该参考节点被称为主代理节点。但是，该技术存在如下缺陷：由于只跟踪主代理节点，但来自主代理节点的信标帧丢失时，无法进行时间同步和频率偏差修正。与时间同步不同，为了进行频率偏差修正，需要连续收到同一个节点的两个时间广播包。但通信容易受到环境的干扰，导致数据帧接收失败，特别是电力线载波通信和无线通信的环境，这种情况尤为严重。例如，可能出现上一个周期选作主代理节点的时间广播包，可能在本周期就收不到。在干扰严重的环境中，这会导致某些节点的频率偏差长时间得不到修正，从而影响其通信成功率。另外，由于占用了通信资源而没有通信成功，导致整个系统的通信效率下降。虽然本领域技术人员为了提高数据帧的接收成功率，通过例如在通信系统中将数据帧头和数据帧体采用不同的编码方式来解决上述问题。例如数据帧头采用抗干扰能力强、对频率偏差等容错性能好的编码方式(例如QPSK)，数据帧体则采用传输速率高、对频率偏差等要求较高的编码方式(例如16QAM)，然而仍时常存在通信失败的情况。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人鉴于上述技术问题，意在提供一种时间同步和频率偏差修正的方法和装置，能够在干扰严重，特别是来自其他通信设备的同频率信号干扰严重的环境中，持续进行时间同步和频偏修正，以提高通信成功率。为了实现上述技术效果，本专利技术的专利技术人发现可以通过如下方法和装置来解决上述技术问题，实现不受外界干扰的高效率和高质量通信。根据本专利技术，提供了一种用于对通信的节点之间的时间同步和频率偏差进行修正的方法，其包括如下步骤：步骤一：从节点侦听和接收多个代理节点的时间广播，同时记录本地收到的时间，建立代理节点列表；步骤二：判断来自所述多个代理节点的时间信息是否可放入所述代理节点列表中；步骤三：将所述多个代理节点的所述时间信息放入所述代理节点列表；步骤四：判断所述时间广播接收是否完成；步骤五：如果在所述步骤四中判断所述时间广播已经完成，则判断主代理节点的时间信息是否收到，如果判断所述时间广播未完成，则继续后续的所述多个代理节点的所述时间广播；步骤六：如果主代理节点的信息没有收到，则重新选择主代理节点，如果收到了所述主代理节点的时间信息，或者重新选定了所述主代理节点，则执行时间同步和频率偏差修正。根据本专利技术的一个实施例，所述代理节点列表是通过来自多个代理节点的时间信息建立的，其包括本次同步帧发送时间、本次同步帧接收时间、上次同步帧接收时间、上次同步帧发送时间。根据本专利技术的一个实施例，所述主代理节点是从所述代理节点列表中选择的，如果所述步骤三中的代理节点是本节点的主代理节点，可在此处即时执行所述时间同步和频率偏差修正操作。根据本专利技术的一个实施例，在没有所述主代理节点时，从上述代理节点列表中选择一个作为主代理节点，根据上述新选定的主代理节点的时间信息进行时间同步和频率偏差修正。根据本专利技术的一个实施例，主代理节点依据可基于通信路径上的父节点、收到数据帧的信号强度最大的节点来选择。根据本专利技术的一个实施例，还可对数据帧进行逐帧的动态频率偏差修正，包括：步骤1：对于每一个接收到的帧头，判断所述时间信息是否含发送时间；步骤2：如果包含所述发送时间，则提出所述发送时间，和本地接收时间；步骤3：如果不包含所述发送时间，则正常接收所述数据帧体；步骤4：计算所述数据帧体的频率偏差，并设置接收器；步骤5：接收数据帧体；步骤6：等数据帧体接收完成，则将频率偏差恢复到设置之前的值。根据本专利技术的一个具体实施方式，提供了一种用于对通信的节点之间的时间同步和频率偏差进行修正的这种，其包括如下模块：模块一：从节点侦听和接收多个代理节点的时间广播，同时记录本地收到的时间，建立代理节点列表；模块二：判断来自所述多个代理节点的时间信息是否可放入所述代理节点列表中；模块三：将所述多个代理节点的所述时间信息放入所述代理节点列表；模块四：判断所述时间广播接收是否完成；模块五：如果在所述模块四中判断所述时间广播已经完成，则判断主代理节点的时间信息是否收到，如果判断所述时间广播未完成，则继续后续的所述多个代理节点的所述时间广播；模块六：如果主代理节点的信息没有收到，则重新选择主代理节点，如果收到了所述主代理节点的时间信息，或者重新选定了所述主代理节点，则执行时间同步和频率偏差修正。根据本专利技术的一个实施例，所述模块六包括可对数据帧进行逐帧的动态频率偏差修正的动态频率偏差修正单元，所述动态频率偏差修正单元可执行如此操作：步骤1：对于每一个接收到的帧头，判断所述时间信息是否含发送时间；步骤2：如果包含所述发送时间，则提出所述发送时间，和本地接收时间；步骤3：如果不包含所述发送时间，则正常接收所述数据帧体；步骤4：计算所述数据帧体的频率偏差，并设置接收器；步骤5：接收数据帧体；步骤6：等数据帧体接收完成，则将频率偏差恢复到设置之前的值。附图说明图1为本专利技术的时间同步和频率偏差修正系统的示意图；图2为本专利技术的从节点时间同步和频率偏差修正的流程图；图3为本专利技术的从节点动态频率偏差修正的流程图；图4为本专利技术的代理节点列表的示意图。具体实施方式本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对通信的节点之间的时间同步和频率偏差进行修正的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一：从节点侦听和接收多个代理节点的时间广播，同时记录本地收到的时间，建立代理节点列表；/n步骤二：判断来自所述多个代理节点的时间信息是否可放入所述代理节点列表中；/n步骤三：将所述多个代理节点的所述时间信息放入所述代理节点列表；/n步骤四：判断所述时间广播接收是否完成；/n步骤五：如果在所述步骤四中判断所述时间广播已经完成，则判断主代理节点的时间信息是否收到，如果判断所述时间广播未完成，则继续后续的所述多个代理节点的所述时间广播；/n步骤六：如果主代理节点的信息没有收到，则重新选择主代理节点，如果收到了所述主代理节点的时间信息，或者重新选定了所述主代理节点，则执行时间同步和频率偏差修正。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于对通信的节点之间的时间同步和频率偏差进行修正的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：从节点侦听和接收多个代理节点的时间广播，同时记录本地收到的时间，建立代理节点列表；
步骤二：判断来自所述多个代理节点的时间信息是否可放入所述代理节点列表中；
步骤三：将所述多个代理节点的所述时间信息放入所述代理节点列表；
步骤四：判断所述时间广播接收是否完成；
步骤五：如果在所述步骤四中判断所述时间广播已经完成，则判断主代理节点的时间信息是否收到，如果判断所述时间广播未完成，则继续后续的所述多个代理节点的所述时间广播；
步骤六：如果主代理节点的信息没有收到，则重新选择主代理节点，如果收到了所述主代理节点的时间信息，或者重新选定了所述主代理节点，则执行时间同步和频率偏差修正。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代理节点列表是通过来自多个代理节点的时间信息建立的，其包括本次同步帧发送时间、本次同步帧接收时间、上次同步帧接收时间、上次同步帧发送时间。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主代理节点是从所述代理节点列表中选择的，如果所述步骤三中的代理节点是本节点的主代理节点，可在此处即时执行所述时间同步和频率偏差修正操作。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有所述主代理节点时，从上述代理节点列表中选择一个作为主代理节点，
根据上述新选定的主代理节点的时间信息进行时间同步和频率偏差修正。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，主代理节点依据可基于通信路径上的父节点、收到数据帧的信号强度最大的节点来选择。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可对数据帧进行逐帧的动态频率偏差修正，包括
步骤1：对于每一个接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡荣才，王国强，石浪，
申请(专利权)人：北京晓航众芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11