[发明专利]基于免时间戳交互与单向消息传播的混合时钟同步方法

权利要求书

1.一种基于免时间戳交互与单向消息传播的混合时钟同步方法，其特征在于，该方法对免时间戳交互同步机制与单向消息传播机制进行联合优化，将时间同步功能融合到现有网络传输中，并利用最大似然估计方法估计出时钟频率偏移、时钟相位偏移及固定时延，实现节点间的时钟同步；

所述免时间戳交互同步机制，具体包括以下步骤：

S11：在第i个通信周期，从节点S在本地时刻向主节点M发送一个普通数据包，数据包中不含任何时间戳信息；

S12：主节点M在成功接收从节点S发来的数据包后，等待一个固定时间间隔Δ再回复一个响应报文，从节点S记录下响应报文到达时刻基于线性时钟模型，计算得到一次数据传输的往返时间间隔为：

其中，表示从节点S和主节点M之间的相对时钟频率偏移，δ表示无线信道传输过程中产生的固定时延，为从节点S到主节点M链路中产生的随机时延，为主节点M到从节点S链路中产生的随机时延；

所述单向消息传播机制，具体包括以下步骤：

B21：在第j个通信周期，主节点M在本地时刻向从节点S发送一个同步报文，该同步报文包含主节点M的发送时刻

B22：从节点S在成功接收后，记录下同步报文到达时刻根据线性时钟模型，节点M与节点S之间的同步消息单向传递过程表示为：

其中，φ^(SM)表示从节点S和主节点M之间的初始时钟相位偏移，为单向同步消息在链路传输过程中所经历的随机时延；

估计时钟频率偏移、时钟相位偏移及固定时延，具体包括：根据从节点S本地获取的一系列时间戳其中N₁表示免时间戳交互执行次数，N₂表示单向消息传播执行次数，利用最大似然估计方法，推导出时钟频率偏移估计值时钟相位偏移估计值及固定时延估计值计算公式如下：

其中，[X]_k表示矢量X中的第k个元素。