[发明专利]一种基于有线连接的低开销的时间同步方法

说明书

一种基于有线连接的低开销的时间同步方法，包括各个下级设备与主设备的时间同步方法，所述下级设备与主设备通过传输信道连接，所述下级设备与主设备的时间同步方法包括以下步骤：判断下级设备是否首次进行时间同步，是则进行双向时间同步，否则进行单向时间同步；所述单向时间同步为重复进行多次数据单向传递，记录时间数据对，利用回归计算实现单向时间同步。本发明的时间同步加入了检测信道的方法，有效降低了单次时钟同步误差，可以减少时间同步次数，降低时间同步对传输信道的占用，提高传输信道利用率。

技术领域

本发明属于网络通信领域，具体为一种基于有线连接的低开销的时间同步方法。

背景技术

由于每个设备的本地时钟的频率都存在一定的误差，随着时间的推移误差会持续累积，各设备时间的差异会持续扩大。在通信、电力、定位、控制等领域，设备需要在指定的时间完成指定的动作，因此各设备的本地时间需要保持高度一致性，设备之间必须通过持续的通信进行对时，保证各设备的本地时钟维持在一个可以容忍的误差范围内。

时间同步方法分为两种，分别是单向时间同步和双向时间同步。双向时间同步为点对点的方式，通过双向发送数据，抵消传播导致的延迟。当需要同步的节点数量越多，在时间同步上的开销就会越大，并不适合低速且大规模的网络。单向时间同步方法为广播方式，其同步开销与节点数无关，但由于从发送端获取到时间戳到接收端接收到时间戳之间的时间是未知的，会受到收发两端中断速度、传输信道访问延迟、传输延迟等因素的影响，造成几毫秒至上百毫秒的误差，因此，对这些时间的估测会对单向时间同步的精度造成很大的影响。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种基于有线连接的低开销的时间同步方法。

本发明所述基于有线连接的低开销的时间同步方法，包括各个下级设备与主设备的时间同步方法，所述下级设备与主设备通过传输信道连接，其特征在于，所述下级设备与主设备的时间同步方法包括以下步骤：

S0.判断下级设备是否首次进行时间同步，是则进行双向时间同步，否则进行单向时间同步；

所述双向时间同步的具体方法为：

S1.下级设备的发送设备提交前导数据；

S2.记录下级设备检测传输信道上前导数据开始发送的时刻并定义为T2，

S3. 下级设备将T2加入到待发送数据中一并发送；

S4. 主设备检测传输信道上是否有下级设备发送的前导数据，检测到的时刻记为t1；

S5. 主设备向自己的发送设备提交前导数据；该提交时间定义为t2

S6. 主设备检测传输信道上是否有主设备自己发送的前导数据，是则表示前导数据开始发送，开始发送的时刻定义为t3；

S7. 主设备将t3、t1时间加入待发送数据中一并发送；

S8. 下级设备B检测传输信道是否有主设备发送的前导数据，检测到的时刻记为T3；

S9. 下级设备开始处理时间同步，并记录当前时间为T4，定义第三误差Time3=T4-T3；并计算出第二误差Time2=(T3-T2-（t3-t1）)/2，计算出当前主设备A的时间为t4=t3+Time2+ Time3，下级设备将自身当前时间修改为t4，完成下级设备与主设备的双向时间同步。

优选的，所述单向时间同步的具体步骤为：

S10.记序列号为n，设置n的初始值为0，设置循环次数N；

S11. 主设备向自己的发送设备提交前导数据，主设备检测传输信道上是否有自己发送的前导数据，检测到的时刻为t(n)；

S12.主设备将t(n)加入待发送数据中；

S13.下级设备检测传输信道上是否有数据，检测到的时刻记为T(n)，形成[t(n),T(n)]数据对；

S14. n加1，重复步骤S11至S13,直至n=N后，进入步骤S15；