[发明专利]针对无线网络的基于IEEE 1588PTP机制的时间同步改进方法

摘要

本发明是一种针对无线网络的基于IEEE 1588 PTP机制的时间同步改进方法。该方法的特征是：在遵从IEEE 1588 PTP时间信息包交换机制的情况下，在时间同步的包交换过程中，侦听并截获其他相邻节点与主节点按照IEEE1588 PTP机制进行交换时的时间信息包，从而实现了一种从‑从同步机制。该方案是对IEEE 1588 PTP主‑从同步的扩展，可以获得更多时间信息，利用从‑从同步机制中所获得的信息冗余，在从节点采用线性回归的方法使得对钟偏移和频率漂移的估计更准确可靠，从而能减弱主从路径不对称，时间戳不够精确因素造成的影响，以在无线网络中实现高精度，高可靠的时间同步。

主权项

1.一种针对无线网络的基于IEEE 1588 PTP机制的时间同步改进方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，由主节点周期性的启动主节点和从节点之间带有时间戳的时间信息包交换；步骤2，若干从节点逐一与主节点进行时间信息包交换，在某一从节点未与主节点进行时间信息包交换时，该从节点保持侦听模式，并截获其它相邻从节点和主节点间以广播方式进行交换的时间同步信息包；步骤3，从节点将截获的相邻从节点和主节点的时间同步信息包中的时间戳进行线性回归优化，获得本从节点的时钟频率偏差和频率漂移的估计值，并利用获得的时钟偏差和频率漂移的估计值对从节点时钟进行调整，实现时间同步；所述时间信息包交换包括：步骤101：在时间点TA，主节点以广播方式开始发送Sync时间信息包，并获取该Sync包的发送时间t1，并将t1放入Sync包中一起发送；步骤102：在时间点TB，该Sync时间信息包到达从节点，各个从节点以本地从时钟为参照，获取Sync包的接收时间，由于各节点的本地从时钟并不一致，所以Sync包的接收时间戳的值也未一样，因此从节点i的Sync包接收之间记作t2[i]，以此类推；步骤103：在时间点TC，经过一段时间的处理延迟和媒介争用过程，从节点i获得了媒介的使用权，在该从节点的时间点t3[i]向主节点回复Delay_Req时间信息包，该Delay_Req包也以广播方式发送，也可以被相邻节点侦听并接收到；步骤104：在时间点TD，从节点i发出的Delay_Req时间信息包到达主节点和各相邻节点，主节点以主时钟为参照，获取Delay_Req包到达主节点的时间，记作t4[i]，其中i表示该Delay_Req包来自节点i，相邻从节点以各自从时钟为参照，获取Delay_Req包到达各从节点的时间，分别记作t5[i]；步骤105：在时间点TE，主节点经过一段时间的处理延迟后，把步骤104中获得的接收时间戳t4[i]放入一个Delay_Resp时间信息包，并以广播方式发送该Delay_Resp时间信息包给所有从节点，包括从节点i；步骤106：在时间点TF，该Delay_Resp时间信息包到达从节点，各个从节点从该Delay_Resp包中提取出时间戳信息t4[i]；步骤107，在时间点TG，另一从节点k获得了媒介的使用权，在该从节点的时间点t3[k]向主节点回复Delay_Req时间信息包，该Delay_Req包也以广播方式发送，也可以被相邻节点侦听并接收到；步骤108，在时间点TH，从节点k发出的Delay_Req时间信息包到达主节点和各相邻节点，主节点以主时钟为参照，获取Delay_Req包到达主节点的时间，记作t4[k]，其中，k表示该Delay_Req包来自节点k；相邻从节点以各自从时钟为参照，获取Delay_Req包到达各从节点的时间，分别记作t5[k]；步骤109：在时间点TI，主节点经过一段时间的处理延迟后，主节点把步骤108中获得的接收时间戳t4[k]放入一个Delay_Resp时间信息包，并以广播方式发送该Delay_Resp时间信息包给所有从节点；步骤110：在时间点TJ，该Delay_Resp时间信息包到达从节点，各个从节点从该Delay_Resp包中提取出时间戳信息t4[k]；步骤111：循环步骤，网络中的各个从节点，分别重复前述步骤107至步骤110；步骤112：直到时间点TK，最后一个从节点(记作N)获得媒介使用权，在该从节点的时间点t3[N]向主节点以广播方式回复Delay_Req时间信息包，该包也可以被相邻节点侦听并接收到；步骤113：在时间点TL，从节点N发出的Delay_Req时间信息包到达主节点和各相邻节点，主节点以主时钟为参照，获取Delay_Req包到达主节点的时间，记作t4[N]，相邻从节点以各自从时钟为参照，获取Delay_Req包到达各从节点的时间，分别记作t5[N]；步骤114：在时间点TM，主节点把步骤113中获得的接收时间戳t4[N]放入一个Delay_Resp时间信息包，并以广播方式发送该Delay_Resp时间信息包给所有从节点；步骤115：在时间点TN，该Delay_Resp时间信息包到达从节点，各个从节点从该Delay_Resp包中提取出时间戳信息t4[N]。