[發(fā)明專利]一種提高工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端時(shí)間同步精度的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210333636.2
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN114785439B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 豐雷;亓峰;謝坤宜;周凡欽;周彥伯;周雨;喻鵬;李文璟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 劉賀秋

本發(fā)明公開了一種提高工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端時(shí)間同步精度的方法及裝置，該方法通過對當(dāng)前時(shí)鐘同步狀態(tài)估計(jì)值與無線信道的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算，并將當(dāng)前時(shí)鐘同步狀態(tài)估計(jì)值與無線信道的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入線性估計(jì)模型中，生成當(dāng)前時(shí)鐘同步狀態(tài)的估計(jì)誤差協(xié)方差，對所述不同時(shí)刻的所述估計(jì)誤差協(xié)方差進(jìn)行收斂，生成穩(wěn)態(tài)誤差協(xié)方差。并且在無線通信環(huán)境中引入智能反射面，通過對智能反射面不同的相位角度的獲取，進(jìn)而基于智能反射面的不同相位角度、基站分配給所述終端的發(fā)射功率和所述穩(wěn)態(tài)誤差協(xié)方差確定最優(yōu)時(shí)間精度，智能反射面的引入提升了基站與終端間雙向時(shí)間戳的信息可達(dá)率，保障了無線信道的可靠性，進(jìn)而提升了時(shí)間同步精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及時(shí)間同步領(lǐng)域，具體涉及一種提高工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端時(shí)間同步精度的方法及裝置。

背景技術(shù)

第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(5G)滿足了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對大帶寬、海量連接、靈活部署等網(wǎng)絡(luò)特性的嚴(yán)苛要求。同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)的引入消除了工廠內(nèi)大量復(fù)雜的有線線路，降低了網(wǎng)路部署成本。然而，無線網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力較差，環(huán)境內(nèi)的噪聲干擾可能引發(fā)攜帶信息的數(shù)據(jù)包在無線鏈路傳輸中的亂序、延遲甚至丟包。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景中存在大量的協(xié)同工作的終端，這些工業(yè)終端對于全域時(shí)間同步有著極為嚴(yán)苛的需求，通常時(shí)間同步誤差在ns級(jí)別。基站與各個(gè)終端間基于雙向時(shí)間戳信息包交換機(jī)制完成授時(shí)。然而，無線信道的可靠性對于時(shí)間戳信息包的可達(dá)率影響極大，無線鏈路的不可靠性導(dǎo)致信息包丟失會(huì)造成時(shí)間同步誤差的增大，最終導(dǎo)致時(shí)間同步失效。因此，提高無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，保證時(shí)間戳分組的到達(dá)率，提高時(shí)鐘同步的精度顯得尤為重要。智能反射面是一個(gè)由大量被動(dòng)反射元件組成的平面，其通過調(diào)整各反射元件的相位改變信號(hào)的傳輸方向，創(chuàng)造一條新的視距路徑，從而改善無線信號(hào)傳輸環(huán)境，增強(qiáng)信道可靠性。同時(shí)，智能反射面由于其低能耗、低成本、靈活部署的特點(diǎn)引起了工業(yè)界的廣泛關(guān)注。因此，智能反射面可以應(yīng)用在現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景中，用于改善無線傳輸鏈路的可靠性，進(jìn)而達(dá)到提升時(shí)間同步精度的目的。

專利號(hào)CN201910335042.3公開了一種對時(shí)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。該方法用于通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議對時(shí)的智能時(shí)鐘終端設(shè)備,包括：當(dāng)獲取時(shí)間同步服務(wù)器的當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間成功時(shí),將所述時(shí)間同步服務(wù)器的當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間作為本地時(shí)鐘時(shí)間,其中,所述時(shí)間同步服務(wù)器,用于通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)中的所有終端設(shè)備提供時(shí)間基準(zhǔn)；當(dāng)獲取所述時(shí)間同步服務(wù)器的當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間失敗時(shí),獲取中轉(zhuǎn)服務(wù)器的當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間,將所述中轉(zhuǎn)服務(wù)器的當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間作為本地時(shí)鐘時(shí)間,其中,所述中轉(zhuǎn)服務(wù)器,用于為所述智能時(shí)鐘終端設(shè)備提供與用戶交互的信息。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案能夠提高本地時(shí)鐘的準(zhǔn)確度。專利號(hào)CN202010877365.8公開了一種時(shí)間同步的實(shí)時(shí)自適應(yīng)收斂估計(jì)系統(tǒng),包括同步誤差估計(jì)單元、同步誤差特征估計(jì)模型和實(shí)時(shí)收斂檢測模型。該方法可用于有時(shí)間同步需求的分布式系統(tǒng)或無線網(wǎng)絡(luò)中,將其集成到應(yīng)用對象所采用的時(shí)間同步算法中,利用時(shí)間同步算法獲得的時(shí)間偏移估計(jì),進(jìn)一步計(jì)算同步誤差收斂概率。獲得的同步誤差收斂概率,可作為其它應(yīng)用或時(shí)間同步算法判斷系統(tǒng)時(shí)間同步精度、收斂狀態(tài)的依據(jù)。專利號(hào)CN202121075649.1公開了一種無線自組網(wǎng)的實(shí)時(shí)時(shí)間同步裝置,包括組網(wǎng)和通信協(xié)議,該發(fā)明包括PC服務(wù)器、BLE主機(jī)和BLE從機(jī),PC服務(wù)器的發(fā)送命令組件發(fā)送時(shí)間同步報(bào)文給BLE主機(jī),BLE主機(jī)的命令透傳組件更新本地時(shí)間戳T2為時(shí)間同步報(bào)文的時(shí)間戳T1,并根據(jù)通信協(xié)議發(fā)送附帶本地時(shí)間戳T2該時(shí)間同步報(bào)文給BLE從機(jī),BLE從機(jī)獲取本地的實(shí)時(shí)時(shí)間戳T3,加上保存的本地時(shí)間戳T3與時(shí)間同步報(bào)文附帶的時(shí)間戳T2的差值T4,算出新的時(shí)間戳T5(＝T4+T3),形成數(shù)據(jù)包發(fā)送給BLE主機(jī),通過BLE主機(jī)透傳給PC服務(wù)器,PC服務(wù)器處理并檢測各從機(jī)的時(shí)間戳T5的差值。該發(fā)明通過兩級(jí)同步報(bào)文,實(shí)現(xiàn)各組網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)時(shí)間的高度統(tǒng)一,具有數(shù)據(jù)包回傳的閉環(huán)反饋機(jī)制,PC服務(wù)器檢測是否同步成功,及時(shí)更正。

目前來說，以上專利主要是通過改進(jìn)時(shí)間同步機(jī)制來提高時(shí)間同步精度，而沒有解決無線鏈路可靠性差的問題，各終端的時(shí)間同步精度均沒有得到保障。

發(fā)明內(nèi)容