[發明專利]一種紫外光通信網絡時鐘同步系統及方法

在審

• 申請號: 201710360354.0
• 申請日: 2017-05-21
• 公開（公告）號: CN106992833A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 呂志勤;黃黎蓉;甘志銀
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢博思創信息科技有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04W40/02;H04W40/22;H04W40/24;H04W84/18;H04B10/114
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 楊采良

1.一種紫外光通信網絡時鐘同步方法，其特征在于，所述紫外光通信網絡時鐘同步方法包括以下步驟：

第一步，以主機本地時鐘源為基準時鐘，將網絡NTP時鐘同步協議、AODV路由協議、定量預測法優化融合，按照路徑發現過程實現主機分別與第一級中間副機、第二級中間副機、N級中間副機至止目的副機進行時間信息交互。

第二步，根據副機收到主機T₄時刻的傳輸延時預測值、時鐘偏差預測值，調校副機時鐘使其與主機時鐘同步，完成紫外光通信多跳網絡上每個通信副機與主機時鐘同步。

2.如權利要求1所述的紫外光通信網絡時鐘同步方法，其特征在于，所述紫外光通信網絡時鐘同步方法具體包括以下步驟：

步驟一，在AODV路由協議的原始數據結構中增加是否完成同步標志f；

步驟二，主機通過紫外光通信信號向在紫外光單級傳輸距離范圍內的第一級中間副機廣播分組發送路由請求RREQ報文，根據本地時鐘記錄發送時刻為T₁，第一級中間副機首先判斷是否是在規定時間間隔內首次接收來自主機的路由請求RREQ報文，否，則丟棄路由請求RREQ報文；是，根據本地時鐘記錄收到時刻為T₁₂，解析路由請求RREQ報文獲得T₁，則建立到主機的反向路由，設置變量f的值為FLASE，表明第一級中間副機與主機雖然建立了路徑但未實現時鐘同步，第一級中間副機若發現路由請求RREQ報文地址不是發給本副機的，又沒有目的副機的信息時，就會等待第一級中間副機與主機完成時鐘同步后，再根據網絡拓撲信息繼續向相鄰第二級中間副機中繼廣播分組發送路由請求RREQ報文，此路由需要保存到路由請求RREQ穿越網絡直到目的副機路由應答RREP反饋到主機為止；

步驟三，主機將時間信息T₁₄插入Delay Resp報文中發至第一級中間副機，第一級中間副機解析Delay Resp報文獲得T₁₄，根據網絡NTP時鐘同步協議中時間信息(T₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄)與時鐘偏差、傳輸延時關系式，推導出公式σ＝(T₁₂－T₁)－(T₁₄－T₁₃)/2；D＝(T₁₂－T₁)+(T₁₄－T₁₃)/2；式中σ為時鐘偏差，D為傳輸時延，采用定量預測法中一次指數平滑優化處理σ、D數值，S_t+1＝αY_t+(1－α)S_t，式中S_t+1為σ或D在(t+1)時刻預測值，Y_t為σ或D在t時刻實際值，S_t為σ或D在t時刻預測值，α為平滑常數，其取值范圍在[0，1]，并獲得第一級中間副機收到主機T₁₄時刻信息即t+1時刻的傳輸延時預測值D_t+1、時鐘偏差預測值σ_t+1，執行校準函數公式S(_T)＝T+D_t+1+σ_t+1，S(T)為第一級中間副機收到主機T₁₄時刻信息的校準時間，實現第一級中間副機與主機基準時鐘同步；

步驟四，第二級中間副機根據本地時鐘記錄收到第一級中間副機中繼的路由請求RREQ報文時刻為T₂₂，發出路由應答RREP報文時刻為T₂₃，主機根據本地時鐘記錄收到第二級中間副機反饋的路由應答RREP報文時刻為T₂₄；按步驟三主機將時間信息T₂₄插入Delay Resp報文中發至第二級中間副機，第二級中間副機根據網絡NTP時鐘同步協議中時間信息(T₁、T₂₂、T₂₃、T₂₄)與時鐘偏差、傳輸延時關系式，推導出公式σ＝(T₂₂－T₁)－(T₂₄－T₂₃)/2；D＝(T₂₂－T₁)+(T₂₄－T₂₃)/2；采用定量預測法中一次指數平滑優化處理σ、D數值，并獲得第二級中間副機收到主機T₂₄時刻信息即t+1時刻的傳輸延時預測值D_t+1、時鐘偏差預測值σ_t+1，執行校準函數公式S(_T)＝T+D_t+1+σ_t+1，實現第二級中間副機與主機基準時鐘同步；同理，直至目的副機與主機基準時鐘同步。