1.一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、将网络覆盖区域分成拓扑多边形,对每个拓扑多边形进行多个单调多边形划分,在拓扑多边形中引入节点;再对单调多边形进行三角剖分,得到多个三角区域,所述三角区域质心点位置处为节点,选择三角区域质心点位置处的节点作为参考节点;
步骤二、参考节点在时间戳TM1进行一轮消息包广播,所有节点计算自身的归一量化值并与预设阈值对比,归一量化值高于预设阈值的节点作为主节点,其余节点作为从节点,主节点将应答包发给参考节点,参考节点在时间戳TM4接收到主节点的应答包;
步骤三、参考节点再进行一轮消息包广播,该轮消息包包括TM1、TM4和参考节点本地时间戳,主节点接收参考节点广播的消息包,主节点根据TM1和TM4计算主节点时钟偏移估计值和主节点时钟漂移估计值 主节点根据参考节点本地时间戳、和 调整自身时间,其中,
k是时间同步当前轮次,N是时间同步总轮次,ω是主节点时钟漂移值, 为主节点时钟偏移值,td为参考节点和主节点交互传播过程的固定时延,ΓS2为主节点接收参考节点消息包时符合高斯分布的随机噪声,ΓS3为主节点发出应答包时符合高斯分布的随机噪声;
步骤四、主节点在时间戳TS5时发送消息包到从节点,从节点选择其接收到的第一个消息包所对应的主节点作为其主从同步网络的主节点,从节点发送应答包至其主从同步网络的主节点,主节点在时间戳TS8接收从节点发送的应答包,主节点发送主节点的本地时间戳、TS5和TS8至TS8所对应的从节点,从节点根据TS5和TS8计算从节点时钟偏移估计值 和从节点时钟漂移估计值ω11,从节点根据主节点本地时间戳、 和ω11调整自身时间,其中,
ω1是从节点时钟漂移值, 为从节点时钟偏移值,td1为主节点和从节点交互传播过程的固定时延,ΓP6为从节点接收消息包时符合高斯分布的随机噪声,ΓP7为从节点发出应答包时符合高斯分布的随机噪声;
所述步骤二的节点的归一量化值由节点根据自身链路能量、误包率和时间延迟权重计算得到。
2.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,所述步骤一中节点先按照随机次序排序,再按照排序依次引入到拓扑多边形中。
3.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,所述步骤一中所述三角区域顶点位置处为节点。
4.如权利要求3所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,所述步骤一中得到多个三角区域后选择三角区域质心点位置处的节点作为参考节点之前,还包括对三角区域顶点进行染色的步骤,三角区域的三个顶点的颜色不同。
5.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,所述步骤二中所有节点均根据自身接收的第一个消息包计算自身的归一量化值。
6.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,所述步骤四还包括:如果从节点为位于其主从同步网络的主节点的通信网络边缘,且该从节点能够同时接收到多个参考节点消息包和多个主节点消息包,则从节点将接收到的多个参考节点消息包和多个主节点消息包均发送给该从节点主从同步网络的主节点。
7.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,所述步骤四还包括:如果从节点为位于其主从同步网络的主节点的通信网络边缘,且该从节点能够同时接收到多个参考节点消息包和多个主节点消息包,则从节点将接收到的多个参考节点消息包和多个主节点消息包均发送给参考节点。
8.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,根据:
并令: ω=ω′和 可得
其中,td为参考节点和主节点交互传播过程的固定时延,ΓS2为主节点接收参考节点同步包时符合高斯分布的随机噪声,ΓS3为主节点发出应答包时符合高斯分布的随机噪声,E为主节点从接收参考节点消息包到发送应答包的时间的统计因子,A为该拓扑多边形中总节点数,λ为泊松分布的参数。
9.如权利要求1所述的一种无线自组织网络协作时间同步优化方法,其特征在于,根据:
并令 和
可得
其中td1为主节点和从节点交互传播过程的固定时延,ΓP6为从节点接收主节点消息包时符合高斯分布的随机噪声,ΓP7为从节点发出应答包时符合高斯分布的随机噪声,E1为从节点从接收主节点消息包到发送应答包的时间的统计因子。