[發(fā)明專利]基于TDMA的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410003000.7
• 申請(qǐng)日: 2014-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN104717737B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊祖業(yè);李世興;魏劍嵬;李勇;王進(jìn)超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽中科博微科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04W56/00
• 分類號(hào): H04W56/00;H04B7/26
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

1.基于TDMA的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步校正方法，運(yùn)行在TDMA網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，TDMA網(wǎng)絡(luò)將時(shí)間軸劃分成一定長度的超幀，每個(gè)超幀劃分為若干時(shí)隙；

在一個(gè)超幀內(nèi)給網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一定數(shù)量的時(shí)隙以接收或發(fā)送信息，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均有精確的定時(shí)；

網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)必須時(shí)鐘同步，才能實(shí)現(xiàn)正常的通信；

其特征在于：

時(shí)鐘同步，在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過報(bào)文交換、參考同一節(jié)點(diǎn)、利用算法估計(jì)對(duì)方時(shí)間的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)各個(gè)時(shí)間相同；

時(shí)鐘同步，在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間完成時(shí)間同步過程外，需要時(shí)間同步的節(jié)點(diǎn)根據(jù)每次同步的偏差值，進(jìn)行本地TDMA時(shí)隙長度的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)本地TDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)TDMA時(shí)隙偏差減小；

時(shí)隙校正項(xiàng)SlotCounter_Adj；

1)時(shí)隙校正項(xiàng)SlotCounter_Adj為整數(shù)；

由于定時(shí)器計(jì)數(shù)值SlotCounter_Current必須為整數(shù)，若校正項(xiàng)SlotCounter_Adj為整數(shù)，那完全可以直接計(jì)算得到SlotCounter_Current的數(shù)值；

2)時(shí)隙校正項(xiàng)SlotCounter_Adj為非整數(shù)；

若校正項(xiàng)SlotCounter_Adj為非整數(shù)，則令SlotCounter_Adj_S＝[SlotCounter_Adj]，SlotCounter_Adj_L＝[SlotCounter_Adj]+1，根據(jù)選取精度delt得到精度等價(jià)周期CycleNum＝(1/delt)，其中delt取值為0.1或0.01，得到小數(shù)部分值為MicroAdj＝SlotCounter_Adj-SlotCounter_Adj_S，則小數(shù)部分對(duì)應(yīng)的時(shí)隙調(diào)整間隔為SlotInterval，SlotInterval_S＝[SlotInterval]，SlotInterval_L＝[SlotInterval]+1，[]為取整運(yùn)算，在CycleNum個(gè)ASN周期內(nèi)，以SlotInterval_S周期調(diào)整Num_S次，以SlotInterval_L周期調(diào)整Num_L次，則有如下等價(jià)約束關(guān)系：

Num_S+Num_L＝CycleNum*MicroAdj； 式1

SlotInterval_S*Num_S+SlotInterval_L*Num_L＝CycleNum； 式2

SlotInterval_L-SlotInterval_S＝1； 式3

聯(lián)立式1，式2，式3，解得：

Num_S＝CycleNum*MicroAdj*SlotInterval_L-CycleNum；

Num_L＝CycleNum-CycleNum*MicroAdj*SlotInterval_S；

在一個(gè)TDMA工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)中，采用時(shí)隙調(diào)整值為SlotCounter_Adj_L時(shí)候，以SlotInterval_S為周期，調(diào)整Num_S次，然后以SlotInterval_L為周期，調(diào)整Num_L次，其余不滿足周期要求的時(shí)隙采用調(diào)整值SlotCounter_Adj_S，這樣就實(shí)現(xiàn)了在CycleNum個(gè)ASN的時(shí)段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)平均每個(gè)時(shí)隙調(diào)整值與非整數(shù)SlotCounter_Adj完全等價(jià)；

基于TDMA時(shí)間同步校正方法；

假設(shè)在一個(gè)工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)N中，節(jié)點(diǎn)B需要與節(jié)點(diǎn)A進(jìn)行時(shí)間同步，做出以下假設(shè)：

節(jié)點(diǎn)A和B之間的時(shí)鐘偏差全部來源于晶振的時(shí)鐘漂移；

節(jié)點(diǎn)A的時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘嚴(yán)格一致；

每次時(shí)間同步完成的瞬間節(jié)點(diǎn)A和B的時(shí)鐘完全相同，即TDMA的時(shí)隙偏差為零；

如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)某次時(shí)間同步的絕對(duì)TDMA時(shí)隙號(hào)ASN記為ASN_Last，此時(shí)節(jié)點(diǎn)B時(shí)隙長度為SlotLength，映射到本地的定時(shí)器計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)為SlotCounter_Last，下一次兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步時(shí)候的時(shí)間偏差值的調(diào)整值為T_Adj，此時(shí)的ASN為ASN_Current，兩次同步之間的ASN間隔為ASN_Delt＝ASN_Current-ASN_Last，采用時(shí)隙長度校正的同步算法中，節(jié)點(diǎn)B除了進(jìn)行正常的時(shí)間同步，調(diào)整時(shí)隙偏差外，還需要調(diào)整時(shí)隙長度計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)為

SlotCounter_Current＝SlotCounter_Last+(T_Adj/ASN_Delt)*(SlotCounter_Last/SlotLenth)；

這里規(guī)定(T_Adj/ASN_Delt)*(SlotCounter_Last/SlotLenth)為時(shí)隙校正項(xiàng)SlotCounter_Adj；這樣，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將按照新的時(shí)隙長度運(yùn)行TDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙計(jì)時(shí)，基于TDMA的時(shí)間同步校正技術(shù)實(shí)現(xiàn)了TDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙的閉環(huán)控制。