基于概率的EPA-Wireless时钟同步方法

针对EPA-Wireless协议中采用单报文广播的时钟同步(SPB)方法存在同步时间长、发送报文数目多、协议的宏周期长等问题,提出基于概率的用于EPA-Wireless同步(PBS)方法.PBS只需分配较少的同步机会,每个机会中所有节点都以相等的概率发送同步报文.理论上PBS只需更少的时间和报文来保持节点和网关之间的同步,并且可以减少EPA-Wireless的宏周期;此外PBS方法更加节能,并且可以减少网络流量.PBS方法的性能不会随着节点数目增多而明显下降.使用PBS,从节点与网关时钟之间的时钟偏差比SPB大,但是该偏差不会影响到协议的功能.将该方法在组建的无线网络上进行实验,结果表明,PBS可以降低80%以上的同步时间,证实了与理论结果完全致.     

基于FPGA的精确时钟同步方法

为实现分布式系统高精度同步数据采集和控制的实时性要求，提出了一种基于工业以太网的分布式控制系统时钟硬件同步方法.基于高速数字逻辑硬件方法解析IEEE1588时间同步协议，采用硬件描述语言（VHDL）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）设计时间戳截获、晶振频率补偿、时钟同步算法等模块，为嵌入式实时控制系统构架高精度的硬件时钟同步方案，该方法解决了传统的基于嵌入式软件的时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.对基于工业以太网的分布式控制系统进行了动态测试验证，实际测试数据表明系统各节点达到了亚微秒级的时钟同步精度，长期运行结果验证了系统同步精度的稳定性.     

基于路径加权反馈的工业环网时钟同步方法

为了实现大规模环形网络系统中所有结点的高精度时钟同步,根据环形链路存在物理环路的特点,通过环形链路中的备用链路,由主时钟进行累积同步偏差反馈.基于该累积同步偏差和所有设备间时钟同步数据帧在环网中的传输时延,对累积偏差进行路径加权反馈,实现系统中所有时钟的偏差补偿,提高其同步精度,从而实现大规模工业环形网络的高精度时钟同步.在分析单跳同步偏差以及边界时钟累积同步偏差的基础上,得出基于路径加权反馈后所有设备的同步偏差,理论证明了该算法的有效性.进一步通过实验验证,该算法显著提高了环形网络时钟同步精度     

基于DS理论的网络时钟同步算法

目前的NTP（Network Time Protoc01）时钟同步算法已不能满足许多新兴网络对时钟同步精度的要求。为此,提出一种基于DS（Dempster／Shafer）理论的NTP时钟同步改进算法。在分析目前NTP时钟同步算法不足的基础上,将Ds理论引进到传统的NTP时钟同步中,建立一种改进的NTP时钟同步算法并进行了仿真实验。实验结果表明,与传统算法相比,该NTP时钟同步算法有效地提高了同步精度。     

基于PTP的无线分布式测试系统时钟同步研究

时钟(PTP)的发布使得分布式测试系统时钟同步精度大大提高,让各个传感器、执行器以及其它终端设备能够共享同一时钟基准,并能够精确保证不同终端的时钟同步质量。该文提出了无线分布式测试系统的网络拓扑结构,阐述了PTP时钟同步的过程,分析了PTP时钟同步调节算法的改进。通过MATLAB仿真给出了无线分布式测试系统典型网络拓扑下的PTP时钟同步的精度性能,引入偏移估计和斜率补偿,进一步提高了时钟同步的精度。     

基于统计的无线传感器网络时钟同步协议

在Arvind提出的概率时钟同步算法基础上针对传感器网络进行了改进,采用在线测量传感器节点间消息传输时延值的方法,从根本上解决了传感器网络进行时钟同步时即要保证同步精度又要降低能耗和带宽消耗的矛盾.针对不同网络拓扑结构设计了簇内时钟同步协议和全局时钟同步协议,针对节点的事件触发工作模式设计了主动同步协议.实验结果表明,基于统计的时钟同步协议能够适应传感器网络的工作特性和需求.     

基于 FPGA的G PS同步时钟系统设计

结合恒温晶振时钟无随机误差和GPS秒信号无累计误差的特点,采用GPS测量监控技术,对高精度晶体振荡器的输出频率进行精密测量和校正后作为系统时钟,通过相位同步算法使FPGA的输出PPS信号与GPS的PPS信号同步。系统中使用Nios II＋Verilog HDL设计了高分辨率的时间测量和快速校准时钟同步单元,缩短了频率校准和同步时间。实验结果表明：系统同步精度较高、结构简单,并成功地应用于电磁勘探数据采集系统中。     

基于FPGA的GPS同步时钟系统设计

结合恒温晶振时钟无随机误差和 ＧＰＳ秒信号无累计误差的特点,采用 ＧＰＳ测量监控技术,对高精度晶体振荡器的输出频率进行精密测量和校正后作为系统时钟,通过相位同步算法使 ＦＰＧＡ的输出 ＰＰＳ信号与 ＧＰＳ的 ＰＰＳ信号同步。系统中使用 ＮｉｏｓＩＩ＋ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ设计了高分辨率的时间测量和快速校准时钟同步单元,缩短了频率校准和同步时间。实验结果表明：系统同步精度较高、结构简单,并成功地应用于电磁勘探数据采集系统中。     

TSN网络中时钟同步可靠性提升方法

为了提高时间敏感网络中时钟同步的可靠性,在IEEE 802.1AS协议的基础上,提出最近端口主时钟备份和主时钟相位偏移热备冗余的方法.仿真实验结果表明,最近端口主时钟备份方法比标准的主时钟重选方法的可靠性提高了38%,主时钟相位偏移热备冗余比标准的热备冗余方法在精度上可提升48%.     

黄河通信专网中的网络时钟同步应用

分析黄河通信专网情况,论述时钟同步问题对网络的影响及通信网时钟同步技术及设置的方法,通过工作中的案例说明专网通信中网络时钟的重要性。     

无线传感器网络分布式同步协议

针对无线传感器网络同步问题,提出分布式时间同步和分布式数据同步的解决方法.前者要求簇头网络进行局部信息交互,并采用低通滤波技术去除噪声干扰;后者为节点提供网络数据均值,要求簇头网络执行比例一致性算法,簇头在迭代过程中引入簇内节点数量.实验结果表明,分布式时间同步具备抗噪声能力,该算法在前期收敛速度最快.网格状网络和随机网络实验表明,分布式时间同步和分布式数据同步的通信开销非常低,它们的收敛速度均高于普通数据同步.     

无线传感器网络扩张型时间同步协议

针对无线传感器网络时间同步问题,提出扩张型时间同步协议.协议采用尽可能同步的思想,建立节点对信息交互模型,可同步节点对通信范围并集内所有节点.算法提供多跳同步方案,采用分布式贪婪算法选取最合理的同步节点对.单跳同步实验表明,算法可扩大单跳同步范围并提供准确的时间信息;多跳同步实验表明,算法具有更高的多跳同步精度;MATLAB仿真结果证明,协议可减少同步节点数量并节省网络同步能量消耗.     

无线局域网与IEEE802.11协议

简要介绍IEEE802 11工作组制定的无线局域网协议,分析无线局域网组网面临的主要问题,对IEEE802 11协议提出相关解决方案.     

基于增强型gossip算法的无线传感器网络时间同步

提出一种增强型无线传感器网络的小道消息(gossip)时间同步算法,利用无线信道的广播特性来提高同步性能. 传统的gossip同步算法是点对点的通信方式,增强型gossip同步算法是点对多点的通信方式. 理论分析和计算机仿真均表明此方法可以提高无线传感器网络时间同步的收敛速度,并且可以降低网络能耗.     

长距离数字化管输系统中精确时钟同步的设计方案

针对各个站场内单独装设GPS接收器或其他精确时钟源的独立对时同步方式不能达到微秒级精度,成本较高的问题,提出通过长距离全线网络进行精确时钟同步的设计方案．从常用的多种网络对时方式中选择资源消耗最少且精确度最高的IEEE1588网络精确时钟同步协议（IEEE1588协议）,实现从时钟偏移量的修正以及传输时延的修正,并通过一个精确的首端主时钟源周期性的对全线网络内所有从时钟进行校正．结合工程实际设计了时钟设备、交换设备和控制设备的具体架构、基本配置及其功能实现．通过德国赫斯曼公司的三层交换机MACHll40和美国罗克韦尔公司ControlLogix可编程逻辑控制器等行业内主流成熟设备的系统配置,完成整体架构对IEEE1588协议的支持．在全线局域网络缓存负荷率不超过50％的前提下,使长距离数字化管输系统全线的自动化设备能够作为从时钟,与首端的主时钟源在100ns范围内实现精确时钟同步．     

基于概率分布的岗位配置优化研究

由于任务请求的随机性,使得岗位配置面临如下难点:当岗位配置较多时,由于服务请求有限,岗位的闲置率较高,人力资源浪费比较严重;而岗位配置不足,则服务请求得不到及时处理,导致服务质量下降.针对这一难点,以概率分析为基础,分别对等概条件和不等概条件下,人力资源的配置、调度优化进行理论推导和算法研究,提出了基于概率分布特征的岗位配置与调度优化方法.     

无线传感器网络GEAR路由协议的研究与优化

GEAR路由进入无效节点区域后,采用逆向返回的策略退出无效节点区域,退出的过程中要消耗一定的能量。该文对GEAR的无效节点规避算法进行了改进,提出了GEAR^＋路由算法。仿真结果表明,GEAR＋可以更好地规避无效节点区域问题,有效地节省能量,延长了无线传感器网络的使用寿命。     

Energy-efficient low-latency virtual cluster synchronization algorithm based on SMAC protocol in wireless sensor networks

The MAC protocol design for wireless sensor networks has been researched and developed for decades. SMAC protocol is a famous energy-efficient MAC protocol. Based on SMAC protocol, we find that the boundary nodes in the cluster-shaped synchronization structure bring energy consumption seriously, and provide a virtual cluster aggregation (VCA) algorithm. Because the bounder node follows multiple schedules in one cycle, it may deplete earlier and cause segmentation in wireless sensor networks. The algorithm reduces energy consumption of boundary nodes and extends the lifetime of entire sensor network by merging different virtual clusters, but increases the data transmission delay. Because the sensor nodes have the fixed duty cycle, the larger the coverage area of network is, the greater the data transmission delay increases. We propose the dynamic duty cycle (DDC) algorithm to solve this effect. When the network load and data transmission delay increase, the DDC algorithm exponentially changes the duty cycle of the node to reduce latency. The simulation results show that the performance of SMAC with the VCA and DDC algorithm obtains improvement significantly.     

单载波频域均衡技术的定时同步研究

针对符号定时误差容易引起单载波频域均衡（SC-FDE）调制中的符号间干扰问题，提出了一种符号定时同步的新算法.该算法基于IEEE802.16推荐的帧结构,利用多个前导字的独立互相关特性和数据序列中插入的独特字（UW），对定时误差进行初始估计，并用内插环路进行定时估计误差的跟踪，获得定时同步结果.计算机仿真结果表明，在白高斯噪声信道和多径衰落信道条件下，该算法定时估计结果的方差和均值与理想条件下的结果一致，定时误差出现概率集中在正确位置.与传统定时同步方法相比，该算法可以获得精确的符号定时同步性能，且不增加系统的运算资源.