[发明专利]一种面向平均一致性时钟同步的频率偏移估计方法

权利要求书

1.一种面向平均一致性时钟同步的频率偏移估计方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：假设网络中的每个节点i都周期性地广播本地时钟消息其邻居节点j接收时钟消息，并且记录下邻居节点自身的当前本地时钟于是邻居节点根据已知的本地时钟信息和时延情况建立相对时钟关系：

其中，ω_ij和分别表示节点i相对于节点j的相对频率偏移和相对相位偏移，表示满足均值为λ、上界为D截断指数分布的随机通信时延；表示数据包传输过程中存在固定时延；

S2：邻居节点j每个周期收到同步消息后，都根据相对时钟关系，进行相对频偏估计；在节点j收到L个来自节点i的同步消息时，采用最大似然法估计节点间的相对频率偏移ω_ij为：

其中，

所述步骤S2中，网络中的节点周期性地广播时钟同步消息，广播节点的本地时钟为广播周期T的整数倍，于是相对频率频偏ω_ij的最大似然估计下的求解转换为线性最优化问题为：

最大似然估计法下的相对频率偏移的估计问题求解简化为一个带线性约束条件的线性目标函数，目标函数的可行域为根据时延的截断边界所形成的两簇约束线下方及上方的公共区域，最优值位于可行域边界的顶点上；通过比较约束线的交点，采用迭代法只存储边界上的顶点信息，减低存储开销，具体步骤包括：

S21：计算可行域的上边界B1及其顶点；假设L条约束线围成的可行域上边界有P个顶点，当节点j收到来自i的第L+1个同步数据包，产生新的约束线新的约束线与旧边界B1上的P个顶点进行比较，得出新的上边界顶点；

S22：计算可行域的下边界B2及其顶点，与S21类似，当节点j收到来自i的第L+1个同步数据包，产生新的约束线新的约束线与旧的下边界B2的Q个顶点进行比较，得出新的下边界顶点；

S23：上下边界顶点进行比较，得到可用的边界顶点，以及与之对应的新的B1、B2，再将边界顶点的值带入目标函数z，使得目标函数z最大的情况下的点对应的ω_ij即为迭代最大似然估计下的相对频偏值；

所述步骤S21中，得出新的上边界顶点具体包括：首先，检验当θ_ij＝θ_{ij_min}时，是否成立，其中θ_{ij_min}表示θ_ij的先验最小值；如果不成立，则新的约束线被忽略；如果成立，则继续检验p＝2,…P，时，是否成立，其中和分别表示上边界B1的第p个顶点的横坐标值和纵坐标值；如果全部成立，则新的约束线构建新的边界B1，并且边界顶点为如果当时，不成立，则新的约束线与旧边界B1的第和第个顶点的连线相交，交点的坐标满足：新的边界B1顶点数为个，其中替代旧边界B1的前个顶点。