[發明專利]高精度時間同步方法

有效

• 申請號: 201810191208.4
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108599885B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 華楠;羅瑞杰;鄭小平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04W24/04;H04W56/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種高精度時間同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在時間同步網絡中任意兩節點間引入周期性傳輸時間擾動，定義節點i到節點j間引入的所述周期性傳輸時間擾動大小為時間t的函數f_i,j(t)，且擾動的最大值大于或等于接收節點j的時鐘周期T_j，其中，擾動周期為P_i,j，擾動在所述擾動周期內的均值為

S2：所述節點i,j在進行時間同步時，兩節點互相發送帶有時間戳的消息，將節點i的消息發送時間、節點j的消息接收時間、節點j的消息發送時間和節點i的消息接收時間分別記錄為t₁,t₂,t₃,t₄，并在一個所述擾動周期內，計算出記錄的時間t₁,t₂,t₃,t₄的均值則節點j相對于節點i的時間修正量為E_j,i為節點j到節點i間引入的周期性傳輸時間擾動在擾動周期內的均值。

2.根據權利要求1所述的高精度時間同步方法，其特征在于，其中，所述周期性傳輸時間擾動大小為等差數列，擾動差值為d，表示為：f_i,j(t)＝d·t,t∈[0,P_i,j)。

3.根據權利要求1所述的高精度時間同步方法，其特征在于，其中，所述周期性傳輸時間擾動大小為隨機數列，表示為：f_i,j(t)＝random(t),t∈[0,P_i,j)。

4.根據權利要求1所述的高精度時間同步方法，其特征在于，其中，時間同步節點發送脈沖與其它節點進行同步，發送脈沖與接收脈沖使用不同的時鐘頻率，其周期分別記為T_s和T_r，等效于在節點間引入所述周期性傳輸時間擾動，所述擾動的變化周期為T_s和T_r的最小公倍數，計算出擾動的均值后按照所述步驟S1至步驟S2的方法進行時間修正量計算。

5.根據權利要求4所述的高精度時間同步方法，其特征在于，還包括：

定義n_s,n_r為T_s和T_r的最簡整數比，即n_s:n_r＝T_s:T_r；

定義i節點發出的第k個脈沖到達j節點的時刻與j節點接收時鐘下一個上升沿間的時間間隔為

則計算得到的時間修正量為：

其中，為i節點發出的第1個脈沖到達j節點的時刻與j節點接收時鐘下一個上升沿間的時間間隔。

6.根據權利要求5所述的高精度時間同步方法，其特征在于，進一步包括：

通過選取T_s和T_r使得n_s>>1,n_r>>1時，所述時間修正量計算可以簡化為

7.根據權利要求6所述的高精度時間同步方法，其特征在于，還包括：

定義時間同步誤差上限要求為Error_max，則需要通過頻率選取滿足如下不等式T_r/2n_r<Error_max。

8.根據權利要求1所述的高精度時間同步方法，其特征在于，還包括：

定義節點i的相鄰節點集合{N_i}，{N_i}中共包含n個節點；

計算節點i相對于每一個{N_i}中的節點j的時間修正量為Offset_i,j,j∈{N_i}，則節點i最終的時間修正量為

9.根據權利要求8所述的高精度時間同步方法，其特征在于，還包括：

定義故障等待時間閾值F_th，當節點i與其相鄰節點j間通訊失效時間大于F_th時，認定節點i與節點j不再相鄰，將節點j從所述相鄰節點集合{N_i}中移除。