[发明专利]一种面向时间触发通信的多通道自适应时钟修正算法

说明书

本发明公开了一种面向时间触发通信的多通道自适应时钟修正算法，采用网络同步要素甄别算法对每个独立的通道进行同步报文分类，各通道并行执行算法，节约报文预处理时间开销；采用最优置换算法对每个独立的通道进行同类报文选优，存储最优报文的同步要素，最大限度节约存储资源；采用多通道平均算法进行修正值计算，自动识别当前通道数量，综合各通道最优同步要素计算得出精确的时钟修正值。

技术领域

本发明属于同步网络时间触发通信领域，具体涉及一种面向时间触发通信的多通道自适应时钟修正算法。

背景技术

时间触发通信是一种基于“时间触发”的同步网络解决方案，它具有高实时性、确定性、高可靠性等特点，能够满足航空航天领域安全关键系统的要求，适应分布式模块化航空航天电子架构的发展，具有广阔的市场前景。时钟修正算法为时间触发通信的核心内容。此类通信方式在实际使用中存在如下缺陷：一是无法满足网络通道数可配置的应用需求；二是同步精度在亚微秒级。

时间触发的通信系统以及用于同步启动双信道网络的方法(中国专利CN200480013834)基于双通道网络描述FlexRay、TTE等冗余同步网络的冷启动方式，提出本地时钟概念；一个全局精确时间和一个最大传输时间(中国专利CN201080033017)基于精确测量延时和实际传输时间偏差上的信息发送方式，构建多个系统元件的风力系统；网络和时间触发网络中集群时钟同步的方法(中国专利CN200780032958)基于FlexRay异构网络，通过通讯循环长度得到同步补偿参数，提出采用高精度中央节点提高速率修改效率的方法。一种基于M估计稳健回归的时间触发以太网时钟补偿方法(中国专利CN201610013741)采用新算法实现同步校正误差的精确计算，解决直接采用校正值补偿容易产生的时钟突变问题。

相关专利成果主要集中在时间触发网络同步算法实现上，并没有对多通道自适应以及同步精度性能进行提升，不能适应多通道网络、高同步精度系统需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种面向时间触发通信的多通道自适应时钟修正算法，在时间触发网络冷启动与同步过程中，进行时钟偏差检测、时钟修正，实现整网同步，提升同步精度，精度可达纳秒级,实现时间触发通信同步性能的大幅度提升，对各类交换式网络的时间同步具有借鉴意义。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，同步报文进入同步要素提取模块，同步要素提取模块还原与解析出发送节点携带的相关同步消息，交换节点根据收集到的一个或多个发送节点发出的同步报文进行整合，在网络中进行广播；

步骤二，同步要素甄别模块通过同步报文解析出的同步要素来甄别出该同步报文属于规划内报文还是规划外报文，对同步报文进行预处理，并发送至最优置换模块；

步骤三，最优置换模块提取出一次整合周期中的最优规划内报文，n通道节点同时并行执行n个最优置换算法，并发送至通道取平均模块；

步骤四，自动识别模块将识别当前通道的数量发送至通道取平均模块；

步骤五，通道取平均模块根据当前通道数量，再综合各通道最优同步要素计算得出精确的时钟修正值。

所述步骤一中，同步报文中解析出的同步要素包括整合周期IC、成员信息列表Mbs和固化点PermPit。

所述步骤二中，规划内报文在冷启动、重同步过程中用于计算时钟修正值，规划外报文在网络工作过程中进行同步检测与故障隔离。

所述步骤二中，同步要素甄别模块的具体工作方法如下：

101，判定固化点Permpit是否在规划接收窗口内，若否，则直接判定为规划外报文，若是，则进入步骤201；

201，判定是否在规划窗口起始点前，若是，则进入步骤301，若否，则进入步骤302；