船舶电力系统时钟同步及改进技术研究

为了提高船舶电力系统时钟同步精度,减少由于测试时间基准不同带来的误差,提出了一种新的船舶综合平台时钟同步方案;利用PTP同步报文中时间戳的精确值于每周期利用偏差对从时钟进行修正的同时,将多周期的时钟漂移进行综合,改进同步精度;利用Matlab进行时钟误差建模,进行算法改进及硬件验证;仿真和测试结果表明,该算法能够在IEEE1588同步方案的基础上将同步精度进一步提升至60ns左右,在不改变以太网同步策略的基础上进一步改进同步精度,具有重大的研究价值和工程实践意义。     

电力系统GPS同步授时装置设计与应用

设计了一种基于STC 12C5A32S2单片机的电力系统GPS同步授时时钟,并介绍了其工作原理;该GPS同步时钟与备用时钟一起为整个电力系统提供精确的时间信息,一分钟内可以完成定位,授时精度在微秒级;不仅具有较高的可靠性和实用性,而且能够满足电力系统对GPS授时的要求;最后对GPS同步时钟在电力系统自动化中输电线路行波故障测距、GPS的同步相量测量技术等功能中的应用进行了讨论.     

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.     

时钟同步的假设检验研究

时钟同步技术是分布式系统中非常活跃的研究领域之一,由于大多数分布式系统实际上是不同步的,因此需要采用容错时钟同步算法确保消息通信的有界延迟,而基于假设检验的时钟同步技术可以避免因错失对两个高概率不同步时钟进行同步调整而造成系统不正常使用的情况。该文讨论了时钟同步的假设检验问题。除了假设检验、两类错误概率,还给出了概率最小时钟偏差、时钟同步概率等概念。在时钟偏差的统计分布特性近似于服务正态分布的假设条件之下,提出了基于非中心t分布的时钟同步假设检验方案。最后,基于服务器和客户端之间双向消息通信传输模式,给出时钟偏差的估计和检验样本。     

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。     

基于拟合偏差的时钟同步

该文提出采用拟合偏差方法进行时钟调整的策略,以有效克服网络延迟和抖动对时钟同步的影响。开发NTP时间同步客户端,实现多种时间戳数据的采集和存储。分析本地节点的时间信息和来自于参考时钟服务器的时间戳信息,并构造时钟偏差趋势方程。利用线性拟合方法建立时钟漂移率数学模型和利用该漂移率进行时钟的调整和稳定性分析。实验证明,该策略提高了客户端时钟同步的稳定性和安全性,能够更好地适应网络传输性能较差环境下的时钟同步。     

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。     

链路分布式数据采集系统中时间同步技术研究

在高速数据传输的分布式数据采集系统中,各个组成单元间的时钟同步是保证系统正常工作的关键.本文对于时延的测量采用改进的线性规划算法来进行测量,利用前向和反向两个单向测量可以估计出消除收发时钟频差和初始偏差的端到端的时延.提出了在采用Sue B.Moon的方法基础上进行改进实现收发时钟的同步技术,提高了测试的精度和准确性.     

基于一致性时钟同步方法的天基时频同步网建模与仿真技术研究

以卫星网络为核心的天基信息网络是现代通信网络的主要发展方向,卫星网络的高精度时频同步是天基信息网络正常运行的基础,也是卫星应用研究必不可少的前提条件;针对天基信息网络的时频同步问题,对基于一致性时钟同步方法的天基时频同步网建模与仿真技术进行了研究,通过相邻卫星节点建立的星间测量链路,实现了高精度时钟同步;进行了天基时频同步网建模与仿真系统的需求及功能组成的分析,完成了卫星网络场景仿真以及一致性时钟同步方法的仿真,仿真结果表明,逻辑时钟的时间偏差优于0.1 ns,相对频率偏差优于1e-10,时间间隔误差优于0.1 ns,时钟偏差优于10 ps@1000 s,阿伦方差优于1e-15@1 h。     

高速网络测量系统时钟同步的研究与分析

在监测网络流量行为中，时钟同步是提供准确的网络测度测量值的前提保证．单向延迟等网络性能测度至少需要毫秒级的同步精度。然而，在高速、大规模、分布式的网络环境下，高速的网络流量影响了系统的时钟响应信号，使得原本是线性模型的相对时钟偏移模型受到影响，这一影响使得即便使用NTP或者GPS，都无法很好地解决时钟同步问题．本文以一个分布式的抽样测量监刚乐境PERME和CERNET地区网主干为依托，详细分析和讨论了高速IP网络中的时钟偏移问题．通过大量真实的实验数据时高速网络中的时钟同步问题进行了研究和分析．同时，对如何解决实验中出现的模型的非线性问题指出了自己的见解．     

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。     

An Accurate and Scalable Clock Synchronization Protocol for IEEE 802.11-Based Multihop Ad Hoc Networks

This paper studies the fundamental problem of clock synchronization in IEEE 802.11-based multihop ad hoc networks. Clock synchronization is important for power saving, network throughput, and efficiency of many protocols in an IEEE 802.11-based mobile ad hoc network. The scalability problem of 802.11 timing synchronization has been studied extensively in single hop ad hoc networks, and good solutions are available. These solutions, however, do not perform well in a multihop environment. A few multihop solutions for clock synchronization have been proposed recently, but the performances are still not very good. The maximum clock offset is still more than 200 mus for these protocols. This paper proposes an adaptive protocol through beacon transmission prioritization, frequency adjustment, and construction of dominating set. The frequency adjustment is proved to be bounded. Simulation studies show that the proposed protocol is able to limit the maximum clock offset to under 50 mus after protocol stabilization. The improvement is more than 400 percent over the current solutions. The proposed protocol also shows great long-term stability, and it handles mobility very well.     

Low-complexity time synchronization for energy-constrained wireless sensor networks: Dual-Clock delayed-message approach

Due to the ability of sensor nodes to collaborate, time synchronization is essential for many sensor network operations. With the aid of hardware capabilities, this work presents a novel time synchronization method, which employs a dual-clock delayed-message approach, for energy-constrained wireless sensor networks (WSNs). To conserve WSN energy, this study adopts the flooding time synchronization scheme based on one-way timing messages. Via the proposed approach, the maximum-likelihood (ML) estimation of time parameters, such as clock skew and clock offset, can be obtained for time synchronization. Additionally, with the proposed scheme, the clock skew and offset estimation problem will be transformed into a problem independent of random delay and propagation delay. The ML estimation of link propagation delay, which can be used for localization systems in the proposed scenario, is also obtained. In addition to good performance, the proposed method has low complexity.     

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。     

一种线型结构无线传感器网络的时间同步算法

针对煤矿井下液压支架模糊控制监测系统网络拓扑,提出了一种适用于线型结构无线传感器网络的时间同步算法。该算法同步过程分为簇间同步和簇内同步,簇间同步采用双向同步机制修正时间偏移的方法减少同步误差,簇内同步通过最小平方线性拟合方法构造逻辑时钟函数,从而得到簇内任一节点与簇首节点的频偏和相偏估计值,以提高同步精度。仿真结果表明,该算法能有效减少时间同步误差和能量消耗。     

基于最小二乘法精确时钟同步算法研究与实现

在深入地研究P T P时钟同步机理的前提下,仔细分析了时钟偏差产生的原因,并引入了基于最小二乘法的频率补偿算法来校正相对时钟漂移偏差,在搭建的以太网精确时钟同步平台基础上,通过实验验证了该算法的可行性。结果表明,该算法的引人大大地提高了P T P的同步精度。     

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。