[發明專利]一種多時鐘源高可靠時間同步方法

有效

• 申請號: 202110674315.4
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113422664B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 劉兆沛;楊佳利;朱紀洪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發明提供了一種多時鐘源高可靠時間同步方法，屬于機載網絡通信技術領域。時間觸發通信系統根據全局統一的時間基準進行有序通信，因此時間同步的可靠性對系統性能和狀態具有重要影響。針對時間觸發通信系統時間同步服務的高可靠性要求，本發明提出了一種多時鐘源可信度表決方法，通過計算前后兩次時間同步服務的時間差與預先設定時間同步周期的偏差大小，根據系統的時鐘漂移和延遲抖動設定閾值判別當前時間信息是否在可接受范圍內，結合多個時鐘源信息的計算結果，篩選出可用于時間同步的時鐘源，消除故障時鐘源的影響，提高時間同步的可靠性。

技術領域

本發明屬于機載網絡通信技術領域，涉及一種高可靠時間同步方法。

背景技術

時間同步是時間觸發通信的基礎條件，對通信性能和運行狀態具有重要影響，因此，時間觸發通信系統中時間同步的可靠性至關重要。為了保證時間同步服務的可靠性，傳統的方法是通過采用多個時鐘源冗余的方式進行表決，消除錯誤時鐘信息的影響。此時，需要冗余的資源配置以保證系統的可靠性，造成系統資源耗費大、成本高。例如，目前應用較多的一種多時鐘源配置方式是，為了保證系統可容忍m個時鐘源故障，需要配置3m+1個時鐘源，資源開銷很大。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種針對多時鐘源表決的高可靠時間同步方法，以滿足時間觸發通信系統中高可靠時間同步的需求。

一種多時鐘源高可靠時間同步方法，其特征在于，至少包含以下步驟：

S1.用于實施所述多時鐘源高可靠時間同步方法的系統，其至少包含M個時鐘主節點和N個時鐘從節點，M≥2，N≥1，第i個所述時鐘主節點在預先設定的時刻發送包含第i個所述時鐘主節點本地時間信息的時間同步信息幀，其中i＝1,2,…,M；

S2.第j個所述時鐘從節點收到所述時鐘主節點發送的時間同步信息幀后，記錄時間同步信息幀到達第j個所述時鐘從節點的本地時間，并提取時間同步信息幀中包含的所述時鐘主節點的時間信息，記第k次時間同步過程中，k為大于1的整數，第j個所述時鐘從節點從第i個所述時鐘主節點發送時間同步信息幀中提取的時間信息為第j個所述時鐘從節點收到第i個所述時鐘主節點發送的時間同步信息幀的本地時間為類似的，記上一次時間同步過程中，第j個所述時鐘從節點從第i個所述時鐘主節點發送時間同步信息幀中提取的時間信息為第j個所述時鐘從節點收到第i個所述時鐘主節點發送的時間同步信息幀的本地時間為根據上述時間信息計算連續兩次時間同步過程的時間差，即，令其中j＝1,2,…,N；

S3.根據上述連續兩次時間同步過程的時間差信息，計算時間同步信息的置信度，記所述時鐘主節點與所述時鐘從節點之間設定的同步周期為T，所述時鐘主節點實際時間同步周期與設定的同步周期T之間的偏差閾值為σ_M，若則令第j個所述時鐘從節點收到第i個所述時鐘主節點發送的時間信息的置信度α^j,i＝1，否則，α^j,i＝0；類似的，記第j個所述時鐘從節點實際時間同步周期與設定的同步周期T之間的偏差閾值為若則令第j個所述時鐘從節點收到第i個所述時鐘主節點時間同步信息幀時所記錄的本地時間的置信度β^j,i＝1，否則，β^j,i＝0；其中，α^j,i和β^j,i的初始值為零；

S4.根據多個時鐘源的置信度信息，選擇用于同步所述時鐘從節點的時間信息，記m為系統可容忍的所述時鐘主節點的故障個數，且滿足0≤m≤(M-1)/2，若則從αj,×βj,i等于1的時間信息中選擇合適的時間基準同步當前所述時鐘從節點；記n為所述時鐘從節點故障的判別閾值，且滿足0≤n(M-m)，若則從α^j,i等于1的時間信息中選擇合適的時間基準同步當前所述時鐘從節點；否則，不對本地時間基準進行修正；

S5.第j個所述時鐘從節點根據上述所選擇時間基準修正本地時間，并記錄本次時間同步過程中，從第i個所述時鐘主節點發送時間同步信息幀中提取的時間信息和收到第i個所述時鐘主節點發送的時間同步信息幀的本地時間用于下一次時間同步過程。