自组织无线集群网络在军事作战、景区管理、活动安保、机场指挥等特殊应用场景中逐渐肩负起了覆盖无线通信“最后一公里”的重任。同步、稳定的网络时间是自组织无线集群网有序工作的标尺。现有的网络时间同步协议已经覆盖了层次和平面网络、有中心和无中心网络。有的协议在同步精度、收敛速度、实现复杂度或稳定性等方面已有一定的研究深度。但是,对适用于既有有中心网络又有无中心网络的小型专网的时间同步协议的研究还不够。本文对适用于有中心和无中心混合存在的小型自组织无线集群专网的网络时间同步的关键技术进行了研究和验证。首先,本文从自组织无线集群网络概述到网络层介绍并最终落实到网络时间同步技术研究,分析了国内外研究现状。然后,本文结合项目实际对功能需求和性能约束做了细致的分析。接下来,本文设计了可行的网络层时间同步协议和方案并在FPGA芯片上进行了实现和验证。最后,本文对自组织网无线集群网络层时间同步的实景测试进行了分析。(1)分析了网络层时间同步的典型算法。论文在技术研究现状中对三种典型的时间同步算法的工作原理和处理流程进行了分析,为后续的时间同步协议和实现方案设定了参照和对比的对象。(2)设计了网络层时间同步的协议和实现方案。网络结构既包括以车载基站为中心的网络,又包括只有移动终端的无中心网络。论文采用周期性单向延迟测量的网络层时间同步方式,设计了移动终端监听、直连通信和车载通信三种通信模式以及时间同步的详细流程。论文对本地网络层时间直除分频获得通信时隙,用求模运算实现周期计数,用固定值补偿传输时延。(3)完成了对网络层时间同步方案的实现和验证。论文关注模块的设计原因、工作原理和处理流程,从通信设备系统结构到系统接口再到时间同步子模块论述了设计的实现方案。最终,论文分析了实现方案的实测结果。论文将计时精度设计为125ns,同步误差限定在50μs之内,时隙周期设定为2.1875ms。经过现实场景验证:时隙平均时长2.1875ms,波动方差0.992ns。时间同步误差小于35μs。时间同步用时小于280.07ms。对有中心和无中心混合存在的小型自组织无线集群专网的时间同步有指导意义。