[发明专利]一种基于SFD捕获机制的泛洪式时间同步方法有效

专利信息
申请号: 201710142012.1 申请日: 2017-03-10
公开(公告)号: CN106992829B 公开(公告)日: 2018-09-18
发明(设计)人: 陈洪涛;刘亚东;盛戈皞;江秀臣;刘琦 申请(专利权)人: 国网上海市电力公司;上海交通大学;华东电力试验研究院有限公司
主分类号: H04J3/06 分类号: H04J3/06;H04W56/00
代理公司: 上海信好专利代理事务所(普通合伙) 31249 代理人: 朱成之;周乃鑫
地址: 200126 上*** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明公开了一种基于SFD捕获机制的泛洪式时间同步方法,包含:采用CC2530节点的SFD捕获机制来获取协调器与各个终端节点发送和接收数据包的时标,且在预同步阶段中引入统计SFD延迟的参考节点,在同步阶段采用最小二乘法对各个终端节点所采集的时标数据进行线性拟合求取时标漂移和时标偏移,并调整本地时标,实现微秒级的同步精度。
搜索关键词: 一种 基于 sfd 捕获 机制 泛洪式 时间 同步 方法
【主权项】:
1.一种基于SFD捕获机制的泛洪式时间同步方法,其特征在于,包含以下过程:预同步阶段与同步阶段;所述预同步阶段进一步包含:协调器发送第一个数据包,同时在本地记录SFD信号跳变时的时标Tia,多个终端节点中的每个终端节点收到第一个数据包后在本地记录SFD信号跳变的时标Tja;协调器发送第二个数据包,所述第二个数据包内包含发送第一个数据包时记录的时标Tia,每个所述终端节点收到第二个数据包后分别根据Tia和Tja计算出该终端节点和协调器的时标偏差,Δ=Tia‑Tja所述多个终端节点中的任意一个终端节点作为参考节点,所述参考节点接收到所述协调器发送的第二个数据包时发送一条验证信息,所述协调器和除所述参考节点之外的其他每个终端节点收到所述验证信息时,分别再次记录本地时标Tib、Tjb,并且收到验证信息的每个终端节点利用求出的时标偏差Δ调整本地时标且将调整后的本地时标Tj发送给所述协调器,Tj=Δ+Tjb所述协调器对所述每个终端节点调整后的本地时标和协调器的本地时标Tib分别求取差值,并对得到的差值取平均值作为SFD延迟的值dSFD;所述同步阶段进一步包含:所述协调器每隔设定的间隔时间发送一次同步数据包,发送第一同步数据包时,所述协调器在本地记录SFD信号跳变的时标Ti,1,所述多个终端节点中每个终端节点j收到所述第一同步数据包时记录本地时标Tj1;所述协调器发送第m同步数据包时,将所述协调器在发送第m‑1同步数据包时所计算并记录的时标Ti,m‑1,减去值dSFD得到的结果Ti,m‑1‑dSFD嵌入所述第m同步数据包中并发送,并在本地记录SFD信号跳变的时标Ti,m;所述终端节点j接收到所述第m同步数据包时记录SFD信号跳变的时标Tj,m,其中m范围为2~M+1,M取整数;所述终端节点j在收到第M+1个同步数据包后,得到包含Tj,m和Ti,m的M对时标数据;对所述M对时标数据进行线性拟合,采用最小二乘法估计时标漂移a与时标偏移b,根据得到的时标漂移a和时标偏移b值调整终端节点的本地时标;根据所述终端节点j采集的(Tj,m,Ti,m)M对数据构造线性观测方程,令观测向量X=[Ti1 Ti2 … TiM]T,观测矩阵观测噪声向量N=[n1 n2 … nM]T,θ=[a b]T为待估计量,a与b分别为所述终端节点j时标漂移与时标偏移;X=Hθ+N则最小二乘构造的估计量θ使得估计误差J(θ)达到最小;J(θ)=(X‑Hθ)T(X‑Hθ)令J(θ)对θ进行矢量求导,并令结果等于0,求得最优估计量θ为:θ=(HTH)‑1HTX式中,之后接收的终端节点在下一次同步前的时间Tj,sync=a×Tj,local+b式中,Tj,local为当前时刻的本地时间,Tj,sync为所述终端节点j同步后的时间。
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