CN113691341A - 一种tdma网络同步的方法 - Google Patents
一种tdma网络同步的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113691341A CN113691341A CN202111032262.2A CN202111032262A CN113691341A CN 113691341 A CN113691341 A CN 113691341A CN 202111032262 A CN202111032262 A CN 202111032262A CN 113691341 A CN113691341 A CN 113691341A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal
- time
- synchronization
- rtt
- ntr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
- H04J3/0652—Synchronisation among time division multiple access [TDMA] nodes, e.g. time triggered protocol [TTP]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0682—Clock or time synchronisation in a network by delay compensation, e.g. by compensation of propagation delay or variations thereof, by ranging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开一种TDMA网络同步的方法,包括以下步骤:同步系数、自适应交换、运动误差补偿和动态分配RTT时隙;本发明在同步前进行自适应过程,提前缩小了可能产生的误差,通过同步时相交模型和平行模型进行运动误差补偿,经过RTT交换后的终端与NTR的时钟偏差有很大的缩小,缩小了偏差的波动范围,提高了精同步算法的同步精度,经过这种基于补偿的自适应同步算法,所有节点能不断向NTR时钟靠近,获得更高时间质量和更稳定的误差范围,通过向两个终端发送RTT消息,当NTR或其中一个终端被干扰时,仍然能通过一个终端进行RTT交换,提高网络的抗干扰性能,通过动态增加分配RTT时隙的数量提高时间质量和时隙资源的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统技术领域,尤其涉及一种TDMA网络同步的方法。
背景技术
TDMA网络作为以时间为通信基础的系统,要求网络中每个终端成员工作在同一时间基准上,为保持统一的网络系统时间,TDMA网络把时间划分为时元、时帧和时隙,其中每24小时有112.5个时元(1个时元=12.8分钟),每个时元分为64个时帧(1个时帧=12.8秒),每个时帧分为1536个时隙(1个时隙=7.8125毫秒),TDMA网络分别配给网中成员每个时元中一定数量的时隙用于发射信号,其余时隙用于接收信号;
现有的同步方法为:
初始化:每个终端首先根据格林威治时间和gps估计自己的系统时间,并由网络管理系统指定一个网络时间基准终端(NTR),其系统时间作为网络的标准系统时间;
入网:时间基准终端在每时帧的第一个时隙发送含有时间基准标志的入网消息。其他终端接收该入网消息,通过初步修正系统时间后入网;
同步:终端选择在一个时隙的开始时刻,通过向基准终端发送往返计时询问消息(RTTi),然后接收由网络时间基准终端在固定时刻Td返回的往返计时应答消息(RTTr),通过精同步算法估计出与已同步终端的系统时间误差,精确修正系统时间;
保持阶段:终端在运行过程中会产生时钟漂移,与系统标准时间的误差会逐渐增大,所以需要定时或不定时进行精同步来保证时间偏差在允许范围内,偏差超过一定范围,终端会自动禁止消息的发送并重新启动精同步过程,当终端丧失连通性时就需要入网复位来进行重新入网;
但现有的方法中由于实际应用中终端可能运动,导致询问消息和应答消息的传播时间不能认定为相等,这样就产生了较大的误差,且在在TDMA网络运行的过程中,NTR作为唯一的时间基准,可能会受到干扰,然后影响网络的时间同步性能,从而使现有方法的抗干扰能力较差,另外由于同步性能不理想,就需要分配更多的时隙资源来进行网络同步保证网络时间的统一,从而产生了时隙资源浪费的问题,因此,本发明提出一种TDMA网络同步的方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提出一种TDMA网络同步的方法,该方法在进行RTT交换之前通过自适应选择同步终端,提前缩小了RTT交换产生较大同步误差偏差,并且通过相交模型和平行模型进行运动误差补偿后,经过RTT交换后的终端与NTR的同步误差偏差有很大的缩小,而且通过自适应可以选择同步终端发送RTT询问消息,当其中NTR终端同步性能较差或者被干扰时,仍然能够通过一个终端进行RTT交换,提高了网络的抗干扰性能,通过动态增加分配RTT时隙的数量,做到快速同步和快速提高时间质量。
为了实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种TDMA网络同步的方法,包括以下步骤:
步骤一
先根据接收到的网内终端的精确参与定位与识别消息(PPL1)信息,在每个终端的内部生成一个由PPLI消息包含信息所决定的同步系数k值表,k∈[0,1],当时间质量Qt≥13时,计算公式如下,否则k=0:
其中v单位为马赫,d单位为海里,接着自适应选择同步终端进行RTT交换;
步骤二
自适应选择同步终端,待同步终端JU在每次内部时钟模型更新之后查找同步系数k值表,根据NTR和其他终端的k值,确定JU在RTT时隙向哪个终端发送往返计时询问消息,然后根据同步终端的不同设置不同的补偿系数p和q。
步骤三
构建运动误差补偿算法,算法中误差F1和E2分别为JU与NTR以及此刻k值最高的终端JUi的时钟误差,tp0、tp1、tp2和tp3分别为同步往返计时消息RTTi、RTTi1、RTTr和RTTr1的传播时间,T为发送或接收RTT消息需要固定时间T=0.936ms,Td为RTT时隙的固定时刻T=4.275ms,TOAi、TOAi1、TOAr和TOAr1分别为RTTi、RTTi1、RTTr和RTTr1消息的到达时刻,JU在RTT时隙开始时刻,向自适应过程确定的同步终端NTR发送询问消息RTTi,经过T时间发送完成后立刻向自适应过程确定的同步终端JUi发送往返计时询问消息RTTi1,然后待同步终端JU从立刻发送状态变为接收状态,NTR接收到RTTi后,在NTR时钟下的同步时隙Td时刻,向JU发送RTTr应答消息,而JUi在接收到RTTi1消息后立刻向JU返回RTTr1应答消息,传播时间如下:
tp0=TOAi-E1;
tp2=TOAr+E1-Td;
tp1=TOAi1-E2-T;
tp3=TOAr1+E2-TOAi1-T;
令tp0=tp2,tp1=tp3,得到两个同步误差E1和E2;
E1=(TOAi+Td-TOAr)/2,与tp0,tp2不相等时的误差为ΔE1=(tp2-tp0)/2;
E2=(2TOAi1-TOAr2)/2,与tp1,tp3不相等时的误差为ΔE2=(tp3-tp1)/2;
根据补偿系数p、q和PPLI消息中包含的特征信息,选择补偿模型计算补偿误差,经过补偿后两个同步误差为:
E1’=(TOAi+Td-TOAr)/2+ΔE1;
E2’=(2TOAi1-TOAr2)/2+ΔE2;
将两个补偿后的同步误差带入同步误差公式:
E=b·(p·|E1’|+q·|E2’|)/(p+q)
其中b定义为滞后系数,
当待同步终端时钟超前于NTR时钟时,b=-1;滞后时b=1;
最后终端根据同步误差调整系统时钟,缩小与NTR时钟的时间偏差;
步骤四
在终端进入保持阶段后,根据自身的时间质量,动态分配RTT时隙给同步阶段或时间质量差的终端。
进一步改进在于:所述步骤一中,在一个终端入网后每2s发送一个PPLI消息,待同步终端收到一个其它终端发送的PPLI消息后,更新一次内部时钟模型,解析其中包含的发送该PPLI消息终端的时间质量、速度、航向、经纬度等信息,并根据k值计算公式决定同步系数k值的大小,且当该终端的时间质量越高,距离越近,速度越低,则计算出的系数k就越大,反之k越小,接收多个终端的PPLI消息后生成同步系数k值表。
进一步改进在于:所述步骤二中,自适应选择同步终端具体为:在内次内部时钟模型更新之后,终端查找同步系数k值表中NTR的k值,根据k值的不同,确定不同的同步终端,详细为,当NTR的k值为1时,表示待同步终端JU与NTR进行RTT交换的同步性能最好,那么JU只需要在同步时隙向NTR发送RTT询问消息,此时设置补偿系数p=1,q=0;当NTR的k值为0时,表示NTR的同步性能非常差,那么JU在同步时隙需要向NTR发送询问消息,只需要向同步系数表中k值最高的JU发送RTT询问消息进行RTT交换,此时设置补偿系数p=0,q=1;当NTR的k值为0<k<1时,分两种情况,一是NTR的k值大于等于其他终端的k值,那么等同于NTR的k值为1,二是有其他终端k值高于NTR的k值,表示NTR的同步性能不够好,那么选择NTR和这个k值最高的终端都作为同步终端,此时设置补偿系数p=0.5,q=0.5。
进一步改进在于:所述步骤三中,运动误差的补偿具体为:在终端接收到的PPLI信息中包含了其他终端的时间质量、经纬度、速度和航向信息,根据这些信息,建立相交模型和平行模型,每次更新内部时钟模型,就根据补偿系数p、q的值选择与同步终端进行RTT交换所对应补偿模型,当终端进入RTT时隙时,接收到同步终端返回的应答消息后,计算与同步终端进行RTT交换需要的运动误差补偿值,然后将运动误差补偿值进行代入计算。
进一步改进在于:相交模型的建立步骤为:先根据两个终端的经纬度、航向和速度信息,得到两个终端在运动方向上两条直线的交点位置,再根据两个终端的位置和交点的位置,形成一个三角形图案,即为相交模型。
进一步改进在于:平行模型中两个终端运动方向上的直线平行,根据两个终端的经纬度和航向信息,得到两个终端节点所构成的直线与运动方向所在直线的夹角,再根据两个终端初始位置的连线,两个终端的运动轨迹,以及所求的夹角,经过平移后构成三角形图案。
进一步改进在于:所述步骤四中,JU进入同步保持阶段后,通过周期性的进行RTT交换保证其时间质量的准确性,依据RTT测量时间偏差大小,调整设备系统时间,维持高的时间质量。
进一步改进在于:所述步骤四中,当JU一直保持高时间质量持续两个时帧时,下一时帧该节点所用RTT时隙可以作为网内成员的竞争时隙或者将这些时隙分配给时间质量低的终端,增加其RTT时隙的数量。
本发明的有益效果为:本发明在进行RTT交换之前通过自适应选择同步终端,提前缩小了RTT交换产生较大同步误差偏差的可能行,并且通过相交模型和平行模型进行运动误差补偿后,经过RTT交换后的终端与NTR的同步误差偏差有很大的缩小,而且通过自适应可以选择同步终端发送RTT询问消息,当其中NTR终端同步性能较差或者被干扰时,仍然能够通过一个终端进行RTT交换,提高了网络的抗干扰性能,通过动态增加分配RTT时隙的数量,做到快速同步和快速提高时间质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的基本同步算法示意图;
图2是现有技术中的改进同步算法示意图;
图3是本发明的自适应同步算法示意图;
图4是本发明的NTR与非NTR相交模型对比示意图;
图5是本发明的NTR与非NTR平行模型对比示意图;
图7是本发明的同步系数表建立过程图;
图6是本发明的自适应选择同步终端流程图;
图8是本发明的运动误差补偿过程图;
图9是本发明的动态时隙分配流程图;
图10是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1,现有技术中基本精同步算法通过主动方式实现精同步过程,其中E为待同步终端JU与NTR终端之间的时钟偏差,TOAi为NTR(网络时钟基准)终端接收到RTTi的时刻,TOAr为待同步终端接收到RTTr的时刻,Td为NTR终端开始发送RTTr的固定时刻,Td=4.275ms,tp0和tp2分别为RTTi和RTTr的传播时间;
由时间关系可知:
tp0=TOAi-E;
tp2=TOAr-Td+E;
由于时隙很短,假设在一个时隙内认为待同步终端和NTR终端的相对距离保持不变,则可认为往返计时消息RTTi和RTTr的传播时间是相等的;
即tp0=tp2;
得到待同步终端的时钟偏差估计值:
E=(TOAi+Td-TOAr)/2;
由计算获得JU与NTR同步终端的时钟偏差E,估计出待同步终端的时钟偏差,JU就可调整与NTR之间的传输延迟,完成同步。
参见图2,现有的精同步改进方案中,E为待同步终端JU与NTR终端之间的时钟偏差,TOAi为NTR终端接收到RTTi的时刻,TOAr1和TOAr2分别为待同步终端接收到RTTr1和RTTr2的时刻,T表示RTT消息从开始发送到发送完成所需要的时间,T=0.936ms,Td为NTR终端开始发送RTTr2的固定时刻,Td=4.275ms,tp0、tp1和tp2分别为RTTi、RTTr1和RTTr2的传播时间。
在该精同步改进方案中,NTR在接收到RTTi消息后立刻返回一个往返计时应答消息RTTr1,然后仍然在Td时刻返回往返计时应答消息RTTr2,待同步终端JU接收到两个应答消息,得到两个应答消息到达时刻TOAr1和TOAr2;
然后假设传播时间tp0=tp1,其中tp1=TOAr1-TOAi+E-T;
得到第二个计算出的误差E=(2TOAi-TOAr1+T);
最后将基本同步方法中得到的误差和该误差取平均,得到:
E=(3TOAi-TOAr1-TOAr2+T+Td)/4;
由计算获得JU与NTR同步终端的时钟偏差E,估计出待同步终端的时钟偏差,JU就可调整与NTR之间的传输延迟,完成精同步。
实施例一
参见图3、4、5、6、7、8、9、10,本实施例提供了一种TDMA网络同步的方法,包括以下步骤:
步骤一
先根据接收到的网内终端的精确参与定位与识别消息(PPLI)信息,在每个终端的内部生成一个由PPLI消息包含信息所决定的同步系数k值表,k∈[0,1],当时间质量Qt≥13时,计算公式如下,否则k=0:
其中v单位为马赫,d单位为海里,接着自适应选择同步终端进行RTT交换;
步骤二
自适应选择同步终端,待同步终端JU在每次内部时钟模型更新之后查找同步系数k值表,根据NTR和其他终端的k值,确定JU在RTT时隙向哪个终端发送往返计时(RTT)询问消息,然后根据同步终端的不同设置不同的补偿系数p和q
步骤三
构建运动误差补偿算法,算法中误差F1和E2分别为JU与NTR以及此刻k值最高的终端JUi的时钟误差,tp0、tp1、tp2和tp3分别为同步往返计时消息RTTi、RTTi1、RTTr和RTTr1的传播时间,T为发送或接收RTT消息需要固定时间T=0.936ms,Td为RTT时隙的固定时刻T=4.275ms,TOAi、TOAi1、TOAr和TOAr1分别为RTTi、RTTi1、RTTr和RTTr1消息的到达时刻,JU在RTT时隙开始时刻,向自适应过程确定的同步终端NTR发送询问消息RTTi,经过T时间发送完成后立刻向自适应过程确定的同步终端JUi发送往返计时询问消息RTTi1,然后待同步终端JU从立刻发送状态变为接收状态,NTR接收到RTTi后,在NTR时钟下的同步时隙Td时刻,向JU发送RTTr应答消息,而JUi在接收到RTTi1消息后立刻向JU返回RTTr1应答消息,传播时间如下:
tp0=TOAi-E1;
tp2=TOAr+E1-Td;
tp1=TOAi1-E2-T;
tp3=TOAr1+E2-TOAi1-T;
令tp0=tp2,tp1=tp3,得到两个同步误差E1和E2;
E1=(TOAi+Td-TOAr)/2,与tp0,tp2不相等时的误差为ΔE1=(tp2-tp0)/2;
E2=(2TOAi1-TOAr2)/2,与tp1,tp3不相等时的误差为ΔE2=(tp3-tp1)/2;
根据补偿系数p、q和PPLI消息中包含的特征信息,选择补偿模型计算补偿误差,经过补偿后两个同步误差为:
E1’=(TOAi+Td-TOAr)/2+ΔE1;
E2’=(2TOAi1-TOAr2)/2+ΔE2;
将两个补偿后的同步误差带入同步误差公式:
E=b·(p·|E1’|+q·|E2’|)/(p+q)
其中b定义为滞后系数,
当待同步终端时钟超前于NTR时钟时,b=-1;滞后时b=1;
最后终端根据同步误差调整系统时钟,缩小与NTR时钟的时间偏差;
步骤四
在终端进入保持阶段后,根据自身的时间质量,动态分配RTT时隙给同步阶段或时间质量差的终端。
JU进入同步保持阶段后,通过周期性的进行RTT交换保证其时间质量的准确性,依据RTT测量时间偏差大小,调整设备系统时间,维持高的时间质量。
当JU一直保持高时间质量持续两个时帧(24秒)时,下一时帧该节点所用RTT时隙可以作为网内成员的竞争时隙或者将这些时隙分配给时间质量低的终端,增加其RTT时隙的数量。
上述步骤三中运动误差的补偿具体为:为了减小RTT交换过程中产生的运动误差的影响,采取估计补偿的方法对其修正;
一、在终端接收到的PPLI信息中包含了其他终端的时间质量、经纬度、速度和航向信息,根据这些信息,建立相交模型和平行模型,每次更新内部时钟模型,就根据补偿系数p、q的值选择与同步终端进行RTT交换所对应补偿模型,当终端进入RTT时隙时,接收到同步终端返回的应答消息后,计算与同步终端进行RTT交换需要的运动误差补偿值,然后将运动误差补偿值进行代入计算;
二、相交模型:
根据两个终端的经纬度、航向和速度信息,可以得到两个终端在运动方向上两条直线的交点位置,根据两个终端的位置和交点的位置,形成一个三角形图案,因为RTT交换时隙时间非常短,运动状态设为匀速直线运动,终端在三角形中的运动轨迹有两种,朝向交点运动和背向交点运动,体现在三角形中就是,点在边上移动和点在边的延长线上移动;
如图4所示,以两终端都朝向交点的轨迹为例,以JU时隙开始为0时刻;
设两条直线相交的夹角为θ,交点为O(Xo,Yo);
其中,NTR、IEJU和JU的速度分别为Vn、Vi和Vj;D0为终端发送PPLI消息时的初始距离;DOI、DOJ和DON分别为交点0到IEJU、JU和NTR的距离;Δd0和Δd3为某时间段JU间移动的距离,Δd1和Δd2都为某时间段NTR或IEJU移动的距离,并在相反方向时取负值,表达式如下表所示:
JU-NTR运动模型 | JU-IEJU运动模型 | |
Δd0 | × | ±T·Vj |
Δd1 | ±(TOAi-E1)·Vn | ±(TOAi1-E1)·Vi |
Δd2 | ±(Td-E1)·Vn | ±(TOAi1-E1+T)·Vi |
Δd3 | ±TOAr·Vj | ±TOAr2·Vj |
根据a2=b2+c2-2bccos(θ)余弦定理计算出两个模型中d1和d2的距离大小,JU-NTR模型:
带入误差补偿公式:
ΔE1=(d2-d1)/2c
JU-IEJU模型:
带入误差补偿公式:ΔE2=(d2-d1)/2c,得到ΔE1和ΔE2。
三、平行模型:
如图5所示,两个终端运动方向上的直线平行,没有交点;根据两终端的经纬度和航向,得到两个终端节点所构成的直线与运动方向所在直线的夹角,根据两个两个终端初始位置的连线,两个终端的运动轨迹,以及所求的夹角,经过平移后仍然构成三角形图案,终端的运动轨迹也分为两个方向;
根据a2=b2+c2-2bccos(θ)余弦定理,和相交模型中的Δd0、Δd1、Δd2和△d3可以计算出两个模型中d1和d2的距离大小;
JU-NTR模型:
JU-IEJU模型:
将d1和d2带入误差补偿公式,求出ΔE1和ΔE2:
ΔE1=(d2-d1)/2c,ΔE2=(d2-d1)/2c。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一
先根据接收到的网内终端的PPLI信息,在每个终端的内部生成一个由PPLI消息包含信息所决定的同步系数k值表,k∈[0,1],当时间质量Qt≥13时,计算公式如下,否则k=0:
其中v单位为马赫,d单位为海里,接着自适应选择同步终端进行RTT交换;
步骤二
自适应选择同步终端,待同步终端JU在每次内部时钟模型更新之后查找同步系数k值表,根据NTR和其他终端的k值,确定JU在RTT时隙向哪个终端发送往返计时询问消息,然后根据同步终端的不同设置不同的补偿系数p和q。
步骤三
构建运动误差补偿算法,算法中误差E1和E2分别为JU与NTR以及此刻k值最高的终端JUi的时钟误差,tp0、tp1、tp2和tp3分别为同步往返计时消息RTTi、RTTi1、RTTr和RTTr1的传播时间,T为发送或接收RTT消息需要固定时间T=0.936ms,Td为RTT时隙的固定时刻T=4.275ms,TOAi、TOAi1、TOAr和TOAr1分别为RTTi、RTTi1、RTTr和RTTr1消息的到达时刻,JU在RTT时隙开始时刻,向自适应过程确定的同步终端NTR发送询问消息RTTi,经过T时间发送完成后立刻向自适应过程确定的同步终端JUi发送往返计时询问消息RTTi1,然后待同步终端JU从立刻发送状态变为接收状态,NTR接收到RTTi后,在NTR时钟下的同步时隙Td时刻,向JU发送RTTr应答消息,而JUi在接收到RTTi1消息后立刻向JU返回RTTr1应答消息,传播时间如下:
tp0=TOAi-E1;
tp2=TOAr+E1-Td;
tp1=TOAi1-E2-T;
tp3=TOAr1+E2-TOAi1-T;
令tp0=tp2,tp1=tp3,得到两个同步误差E1和E2;
E1=(TOAi+Td-TOAr)/2,与tp0,tp2不相等时的误差为ΔE1=(tp2-tp0)/2;
E2=(2TOAi1-TOAr2)/2,与tp1,tp3不相等时的误差为ΔE2=(tp3-tp1)/2;
根据补偿系数p、q和PPLI消息中包含的特征信息,选择补偿模型计算补偿误差,经过补偿后两个同步误差为:
E1’=(TOAi+Td-TOAr)/2+ΔE1;
E2’=(2TOAi1-TOAr2)/2+ΔE2;
将两个补偿后的同步误差带入同步误差公式:
E=b·(p·|E1’|+q·|E2’|)/(p+q)
其中b定义为滞后系数,
当待同步终端时钟超前于NTR时钟时,b=-1;滞后时b=1;
最后终端根据同步误差调整系统时钟,缩小与NTR时钟的时间偏差;
步骤四
在终端进入保持阶段后,根据自身的时间质量,动态分配RTT时隙给同步阶段或时间质量差的终端。
2.根据权利要求1所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:所述步骤一中,在一个终端入网后每2s发送一个PPLI消息,待同步终端收到一个其它终端发送的PPLI消息后,更新一次内部时钟模型,解析其中包含的发送该PPLI消息终端的时间质量、速度、航向、经纬度等信息,并根据k值计算公式决定同步系数k值的大小,且当该终端的时间质量越高,距离越近,速度越低,则计算出的系数k就越大,反之k越小,接收多个终端的PPLI消息后生成同步系数k值表。
3.根据权利要求1所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:所述步骤二中,自适应选择同步终端具体为:在内次内部时钟模型更新之后,终端查找同步系数k值表中NTR的k值,根据k值的不同,确定不同的同步终端,详细为,当NTR的k值为1时,表示待同步终端JU与NTR进行RTT交换的同步性能最好,那么JU只需要在同步时隙向NTR发送RTT询问消息,此时设置补偿系数p=1,q=0;当NTR的k值为0时,表示NTR的同步性能非常差,那么JU在同步时隙需要向NTR发送询问消息,只需要向同步系数表中k值最高的JU发送RTT询问消息进行RTT交换,此时设置补偿系数p=0,q=1;当NTR的k值为0<k<1时,分两种情况,一是NTR的k值大于等于其他终端的k值,那么等同于NTR的k值为1,二是有其他终端k值高于NTR的k值,表示NTR的同步性能不够好,那么选择NTR和这个k值最高的终端都作为同步终端,此时设置补偿系数p=0.5,q=0.5。
4.根据权利要求1所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:所述步骤三中,运动误差的补偿具体为:在终端接收到的PPLI信息中包含了其他终端的时间质量、经纬度、速度和航向信息,根据这些信息,建立相交模型和平行模型,每次更新内部时钟模型,就根据补偿系数p、q的值选择与同步终端进行RTT交换所对应补偿模型,当终端进入RTT时隙时,接收到同步终端返回的应答消息后,计算与同步终端进行RTT交换需要的运动误差补偿值,然后将运动误差补偿值进行代入计算。
5.根据权利要求3所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:相交模型的建立步骤为:先根据两个终端的经纬度、航向和速度信息,得到两个终端在运动方向上两条直线的交点位置,再根据两个终端的位置和交点的位置,形成一个三角形图案,即为相交模型。
6.根据权利要求3所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:平行模型中两个终端运动方向上的直线平行,根据两个终端的经纬度和航向信息,得到两个终端节点所构成的直线与运动方向所在直线的夹角,再根据两个终端初始位置的连线,两个终端的运动轨迹,以及所求的夹角,经过平移后构成三角形图案。
7.根据权利要求1所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:所述步骤四中,JU进入同步保持阶段后,通过周期性的进行RTT交换保证其时间质量的准确性,依据RTT测量时间偏差大小,调整设备系统时间,维持高的时间质量。
8.根据权利要求1所述的一种TDMA网络同步的方法,其特征在于:所述步骤四中,当JU一直保持高时间质量持续两个时帧时,下一时帧该节点所用RTT时隙可以作为网内成员的竞争时隙或者将这些时隙分配给时间质量低的终端,增加其RTT时隙的数量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111032262.2A CN113691341A (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 一种tdma网络同步的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111032262.2A CN113691341A (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 一种tdma网络同步的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113691341A true CN113691341A (zh) | 2021-11-23 |
Family
ID=78585164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111032262.2A Withdrawn CN113691341A (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 一种tdma网络同步的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113691341A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113890667A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-01-04 | 天津七一二通信广播股份有限公司 | 反向积分滤波往返校时方法与系统 |
CN115002876A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 陕西凌云电器集团有限公司 | 一种快速入网的算法 |
CN115981130A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于多普勒补偿的水下目标授时方法 |
CN116599620A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 成都谐盈科技有限公司 | 一种自适应网络时间同步方法 |
-
2021
- 2021-09-03 CN CN202111032262.2A patent/CN113691341A/zh not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113890667A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-01-04 | 天津七一二通信广播股份有限公司 | 反向积分滤波往返校时方法与系统 |
CN115002876A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-02 | 陕西凌云电器集团有限公司 | 一种快速入网的算法 |
CN115981130A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于多普勒补偿的水下目标授时方法 |
CN115981130B (zh) * | 2023-01-09 | 2024-01-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于多普勒补偿的水下目标授时方法 |
CN116599620A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 成都谐盈科技有限公司 | 一种自适应网络时间同步方法 |
CN116599620B (zh) * | 2023-07-17 | 2023-11-21 | 成都谐盈科技有限公司 | 一种自适应网络时间同步方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113691341A (zh) | 一种tdma网络同步的方法 | |
US9060342B2 (en) | System and method for passively determining own position listening to wireless time synchronization communications | |
WO2016173358A1 (zh) | 一种适用于wia-pa网络的时钟同步频率偏移估计方法 | |
US7865331B2 (en) | Estimating a time offset between stationary clocks | |
CN110167135B (zh) | 一种免时钟同步的tdoa无线定位方法及系统 | |
US20110268097A1 (en) | Method and system for adaptive synchronization of timing information generated by independently clocked communication nodes | |
US20160309434A1 (en) | Methods, systems, and computer readable media for synchronizing timing among network interface cards (nics) in a network equipment test device | |
CN110174641A (zh) | 基于时间校正的tdoa定位方法、系统、装置 | |
CN110856106A (zh) | 基于uwb和气压计的室内高精度三维定位方法 | |
EP3525528B1 (en) | Positioning method and positioning apparatus | |
CN104135333A (zh) | 一种基于卡尔曼滤波器的tdma节点开环网络时间同步方法 | |
US10165537B1 (en) | Distributed network time synchronization using geo-beacons | |
CN102664696B (zh) | 面向无线传输环境的ieee1588协议优化系统及其方法 | |
CN115066010A (zh) | 多信道lora监测系统多级同步组网方法 | |
CN112751641B (zh) | 一种tsn网络时间同步方法、设备及储存介质 | |
CN113099527A (zh) | 基于定时消息交换的5g无线边缘绝对时间同步方法 | |
US20220353832A1 (en) | Method for Reference Signal Time Synchronization and Calibration | |
CN114845377B (zh) | 一种基于uwb的高精度无线时钟同步方法与系统 | |
CN113890667B (zh) | 反向积分滤波往返校时方法与系统 | |
CN114885414A (zh) | 一种增加时间同步精度的算法 | |
KR20120114532A (ko) | 무선 센서 네트워크에서 센서 노드들간의 클럭 동기화 방법 | |
CN114063049A (zh) | Uwb测距误差的分析和改进方法、系统及存储介质 | |
CN109525349B (zh) | 一种基于噪声估计与信任加权的分布式时间同步方法 | |
CN116250265A (zh) | 传输时延的补偿方法、装置、设备及存储介质 | |
Zhang et al. | Ultra Wideband Based Real-Time Positioning With Cascaded Wireless Clock Synchronization Method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211123 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |