基于最优时钟偏差的无线传感器网络同步算法

针对无线传感器网络固有的时钟偏移和时钟漂移问题,研究了不同的时间同步方法对同步精度的影响。以簇形网络结构时钟同步原理为依据提出最优时钟偏差算法,应用卡尔曼滤波方法,以最优化递归方式对成员节点的时钟偏差进行最小调整。与一般簇形同步算法进行比较发现,该算法不仅可以提高同步精度,还可以减少节点能耗。仿真结果也表明,该算法能准确地描述同步精度问题,是一种有效的时钟同步算法。     

基于频率校正的触发型传感器网络同步算法

通过对现有时钟同步算法的分析,为消除触发型同步算法中时钟频率偏差对同步误差的影响,提出一种基于频率校正的触发型传感器网络同步算法。该算法中基站监测事件发生时,相关传感器节点通过线性回归计算时钟晶振频率偏差,通过同步信令的交互,估算往返时延和时间差值。仿真结果表明,该算法能达到良好的同步精度。     

面向工厂自动化无线网络的时间同步方法

时间同步技术是保障工厂自动化无线网络高实时性与高可靠性的支撑技术.工厂自动化无线网络技术指标要求时间同步的精度成为同步方法的重心,在商用的IEEE 802.11硬件平台上,设计并实现了基于时分多址(time division multiple access, TDMA)机制并由时钟偏差测量、时钟偏差预测和时钟漂移补偿3部分算法组成的高精度时间同步方法.实验证明由于该同步算法相对于传统的双向同步算法加入了时钟偏差预测与补偿机制,使其有精度高、可靠性高、自适应性强等优势,有助于实现工厂自动化无线网络微秒级的TDMA时隙调度.     

基于卡尔曼滤波的网络精确时钟同步研究

在网络化分布式测试与控制系统中,时钟同步是一项重要的课题研究指标.在基于IEEE 1588协议主从时钟的时钟同步中,时钟偏差和时钟漂移的精确测量是主从时钟同步的重要保证.提出了基于卡尔曼滤波的时钟同步方法,该方法不仅能对主从节点之间的时钟漂移进行估计、优化时钟模型,还能实现对时钟偏差的估计,消除传输网络中的干扰.实验结果表明,在时钟同步中引入卡尔曼滤波算法能显著提高时钟同步精度.     

基于冗余时钟源的工业无线网络时钟同步方法

所有设备的时钟同步是大规模工业无线网络系统的重要问题.为了提高同步精度,提出了通过基于TPSN算法的冗余主时钟同步偏差线性反馈算法,实现在多次同步过程的累积误差反馈补偿.理论分析与实验结果均表明,该算法对工业无线网络时钟同步精度的提高有明显作用.     

OFDM系统中同步偏差的联合估计算法

研究基于IEEE 802.11a的正交频分复用(OFDM)系统,分析同步偏差对该系统的影响,提出一种联合估计算法。利用导频序列估计频域中OFDM系统的同步偏差,包括符号定时偏差、载波频率偏差和采样时钟频率偏差。仿真结果证明,该算法的误包率较低,能较好地应用于OFDM系统。     

一种处于任意时延非线性动态网络中的时钟振荡器快速平均同步算法

研究了处于任意时延非线性动态网络中的时钟振荡器的同步问题. 首先, 提出了一种基于一致性控制策略的动态同步算法, 即快速平均同步算法(FASA)来找到同步解. 该算法能够补偿时钟节点间的时钟偏移和时钟偏差, 使得和以前的同步方法比较后在较短的时间内实现时钟节点的同步. 其次, 由于FASA的动态特性, 我们从具有任意时延的分割动态系统角度来刻画这个算法. 该算法保证在动态网络中的所有时钟节点收敛到李亚普诺夫稳定平衡点. 最后, 数值仿真和实验结果证明了FASA的正确性和有效性, 这意味着时钟节点能达到全局一致, 并且使同步误差精度达到纳秒级别.     

基于加权最小二乘法的精确时钟同步算法研究与实现

提出了一种基于加权最小二乘法的从时钟频率自补偿算法。该算法采用从时钟频率自补偿算法解决了每两次PTP同步之间时钟漂移偏差逐步扩大的问题,并引入加权最小二乘法来求取频率自补偿算法中的动态补偿值。该算法在以Altera Cyclone Ⅱ FPGA为主控芯片的开发平台上通过了验证,测试结果表明,算法的引入显著提高了PTP的同步精度,同步精度达到1μs。     

基于本地时钟自校正的无线传感器网络同步方法

通过分析TPSN同步协议和造成时钟偏差不确定性的各种因素,结合无线传感器网络低功耗的特点及其对时钟同步算法精度的要求,针对TPSN未对时钟频率漂移进行估计的问题,提出一种节点本地时钟自校正方法,并设计了平均时钟偏差指标对一个同步周期内时钟精度进行评价。对比实验结果表明本方法易于实现,在保证同步精度的同时可以延长同步周期,减少同步开销,节约了能耗。     

基于EPA协议的精确时钟同步方法

工业以太网中通讯链路的不对称性,使得IEEE1588协议中的从时钟偏差计算方法并不适用.本文在EPA(Ether-net for Plant Automation)协议中CSME(Communication Scheduling Management Entity)算法调度的基础上分析了IEEE1588时间同步协议,提出了一种从时钟同步于主时钟的加权修正算法,同时应用晶振频率补偿算法,使得满足了基于EPA协议的工业以太网系统中同步数据采集和控制的实时性要求.采用硬件描述语言(Verilog HDL)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现了这种硬件时钟同步方法.该方法解决了传统的基于片上系统(SOC)时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.使用Xilinx Spartan3 XC3S1500的FPGA验证了主从时钟的一致性,160ns的标准偏差和50ns的时间偏差平均值的测试结果证明了本文中算法较之协议中原算法的优越性.该方法也为集成现有网卡芯片的系统提供了一种高性价比和高精度的时钟同步解决方案.     

基于指数时延的无线传感器网络时钟同步估计

无线传感器网络的时间同步是无线传感器网络的一个重要的研究方向.本文利用时钟偏移量误差的规律性,提出基于指数时延的无线传感器网络时钟同步估计算法.本算法是一种基于发送者同步模型,在DMTS算法的基础上引入指数时延得到的.理论与仿真实验都证明本算法对时钟偏移量的估计是相合的,同时实验还证明本算法比DMTS算法具有更高的精度和稳定性.     

WSN中的时钟漂移与偏移补偿机制研究

在简要阐述无线传感器网络时间同步的发展情况后,基于经典的发送者-接收者双向同步原理,提出一种基于时钟漂移与偏移的同步补偿机制(CDCO算法)。实验仿真结果表明,相对于TPSN算法,CDCO算法可以减少同步误差。     

基于卡尔曼滤波估计的一致性时钟同步算法

针对无线传感器网络（WSN）的众多应用都需要依赖时钟同步的节点协同完成,而由于节点的晶体震荡器受自身以及外界环境的影响,使得节点时钟偏斜和时钟偏移两个参数发生变化导致时钟不同步问题,提出了基于分布式卡尔曼滤波估计的一致性补偿时钟同步算法DKFCC。该算法首先利用双向信息交换机制以及分布式卡尔曼滤波实现时钟偏斜和偏移两个参数的最优估计,然后基于时钟参数的最优估计值采用一致性补偿方法实现节点的时钟同步。实验结果表明：在100个节点随机部署的WSN中,采用虚拟全局一致性方式的DKFCC同步算法比异步一致性同步（AC）算法的同步均方根误差（SRAMSE）值降低了约95%,具有较高的同步精度;同时,所提出算法从时钟参数层面实现同步,无需频繁地进行时钟同步操作,相比AC算法更节能。     

无线传感器网络时钟参数追踪与一致性同步*

针对无线传感器网络分布式时钟同步问题,本文提出了基于卡尔曼滤波的最大一致性时钟同步算法。在获得硬件时钟参数后,通过设置预定偏斜目标,各节点可不通过网络交换来调整时钟偏斜。为了进一步使节点间时钟偏移达到同步,本文设计了最大一致性控制方案来补偿节点,并基于图论给出算法收敛性证明。仿真结果表明本文的算法能够快速跟踪硬件时钟参数,较加权最大一致性时钟同步算法收敛速度更快,全局平均同步误差下降了一个数量级。     

基于LAN的嵌入式系统精密时钟同步的纯软件实现

详细讲述了PTP(precise time protocol)的时钟同步原理,分析了影响时钟同步精度的因素,并给出了一种在基于LAN的ARM硬件平台上纯软件实现IEEE1588协议的方案.     

面向测量与控制的精确时间同步实现方法

IEEE1588协议的不同实现方法对时间同步精度具有重要影响。该文分析了PTP引擎模块体系结构,实现PTP协议状态机、最佳主时钟算法、时钟变量算法、本地时钟同步算法,优化PTP报文发送与接收的控制过程。测试表明,该精确时间同步实现方法可使同步精度达到10微秒级,能有效满足测量与控制领域对时间同步的高精确度要求。     

基于Truetime的无线分布式测试系统时钟同步研究

提出了无线分布式测试系统的构架,介绍了PTP协议的时钟同步工作过程.引入一种新的无线网络仿真工具Truetime,结合PTP协议在其中的实现,讲解了其建模的关键步骤.通过仿真给出了PTP协议在无线分布式测试系统中时钟同步的精度性能.     

基于导频的DVB-T接收端采样钟同步的算法研究

针对数字地面广播（DVB-T）系统中的采样钟同步进行了研究,提出了一种利用导频信息进行采样钟偏差估计,并利用多项式插值进行补偿校正的采样钟同步方案。通过引入自适应算法,上述方案能有效地缩短达到稳定同步的时间。实例仿真表明,此方案能够在高斯信道下达到良好的同步效果。     

无线传感器网络整合时钟同步方案

针对多数无线传感器网络时钟同步方案存在的仅纠正时钟偏移问题,提出一种新的解决方案,整合时钟偏移同步和时钟速率同步,通过3个连续的消息传输实现单跳同步,采用分层的生成树实现多跳同步。仿真实验结果表明,与现有的同步方案比较,该方案的同步错误更小,能够获得更长的再同步周期。