[发明专利]一种基于车辆ad hoc网络拓扑结构的时间同步方法

权利要求书

1.一种基于车辆ad hoc网络拓扑结构的时间同步方法，其特征在于：依照以下步骤实现，

步骤1：带有GPS设备的节点根服务器A在一个同步周期内，当其速度低于某一个门限值V_T时启动同步，V_T值由环境进行人工调整，首先从其路由表中提取当前所有邻居节点的ID号，并从GPS设备上获得时间信息，同时向邻居节点广播当前的发送时刻T_A0和所有邻居节点的ID号B_{i(i＝1，2，……，m)}；

步骤2：当次级节点B_i接收到根服务器A的消息后，立即记下当前收到消息的时刻T_Bi0，并存储该消息发来的发送时间T_A0，提取自身的邻居列表，去掉A发来的邻居列表中的已存在的节点，计算出剩余邻居节点个数N_{Bi(i＝1，2，……，m)}，将自己的ID号B_i和N_Bi发还给根服务器A并同时记录发送时的时刻T_Bi1，当某些节点在本同步周期内已经被其他GPS设备同步过，或存在包含GPS设备的其他节点时，向A返回拒绝参与的消息，他们将不参与任何同步过程；当一个尚未完成同步的节点在同步过程中收到多个服务器的消息，则取最先发来消息的服务器为其上一级服务器；

步骤3：服务器A收到了节点B_i的回应消息时，记录服务器A接收时刻T_{ABi1(i＝1，2，……，m)}，B_i和N_Bi，并根据N_Bi的大小进行插入排序Max～Min(N_Bi)＝{N_Bw，N_Bx，N_By，N_Bz……}；

令排序后的N_Bi最大的4个节点SB₁＝B_w，SB₂＝B_x，SB₃＝B_y，SB₄＝B_z，暂定为次一级服务器；对SB_{i(i＝1，2，3，4)}发送消息接受时刻T_ABi1，本消息发送时刻T_ABi2，以及暂定次一级服务器的ID号SB_{i(i＝1，2，……，4)}；对其他非暂定服务器节点B_i，仅发送原发来消息的接受时刻T_ABi1，本消息发送时刻T_ABi2；

步骤4：节点B_i获得了消息后进行本地对时，

假设时间差为δ，即δ＝T_Server-T_client，

则TABi1=TBi1+dCSi+δiTABi2+dSCi=TBi2+δi]]>

其中，T_ABi1为服务器接收消息时刻T_Server，T_Bi1为客户端发送消息时刻T_client，d_CSi为消息从客户端到服务器的传输和处理时间，δ_i为A与B_i的时间误差，d_SCi为消息从服务器到客户端的传输和处理时间；

假设d_CSi＝d_SCi＝d_i，即消息往返的处理、传输时间相同则消去d_i得

δi=TABi1+TABi2-TBi1-TBi22]]>

即B_i只需用已知的T_ABi1、T_ABi2、T_Bi1、T_Bi2计算出δ_i并对当前时间进行修正，获得标准时间；

同时，通过比较T_A0-T_Bi0与T_ABi2-T_Bi2来验证链路的稳定性，当差距非常大时，表示链路不稳定，采取其他技术措施，稳定链路，或进行多次同步取平均；

步骤5：对于暂定次一级服务器的节点SB_i，从其路由表中提取当前所有邻居节点的ID号并减去已经同步过的节点集合B_i得到次一级尚未同步节点C_{i(i＝1，2，……，n)}，C_i为节点ID号，并从本地获得时间信息，同时向邻居节点广播当前的发送时刻T_SBi和C_{i(i＝1，2，……，n)}以及A节点指定的暂定次一级服务器的ID号SB_i和SB_{j(j＝1，2，3，4，j≠i)}，对于非暂定服务器，则完成同步工作，返回确认信息；

步骤6：其他暂定次一级服务器SB_{j(j＝1，2，3，4，j≠i)}若能收到SB_i广播的消息，则将发来节点的集合与本地节点尚未同步的邻居节点集合进行交集和并集运算，交集节点数目占并集节点数目的一半以下，即相似度在50％以下时，确立自己的次一级服务器地位，并在与A同步后，按照服务器A的工作方式重复步骤2～步骤7，向自身次一级的节点进行逐级同步；若相似度在50％以上时，说明该节点与SB_i距离很近，直接回复拒绝信息给服务器A，且暂定服务器按照服务器顺序，有拒绝的优先权，拒绝排序靠后的暂定服务器；若未收到SB_i的消息，说明该节点与SB_i距离很远，符合次一级服务器的条件；等待服务器A对其同步时的委派信息，正式委派后按照服务器A的工作方式重复步骤2～步骤7，向C级、D级、E级、……的节点进行逐级同步；

步骤7：服务器A若收到拒绝信息则立即在原N_Bi排列顺序中标记被拒绝的节点，选择N_Bi最大的四个未标记节点，修正为暂定次一级服务器的ID；按照先暂定服务器后普通节点的顺序继续步骤3～步骤7，直到完成所有的同步工作。