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IEEE1588的智能变电站时钟同步网络

时钟同步系统是实现变电站设备智能化的关键技术.介绍智能化变电站对时间统一系统的要求,分析IEEE 1588时钟同步原理;论述智能变电站PTP时钟同步网组网方式;搭建智能变电站PTP时间同步网络模型并设计同步时钟的冗余配置方案.该时间同步网络能够满足智能电网自愈性要求,可以用于指导智能化变电站时间统一系统的构建.     

无线传感器网络中基于层次时间同步算法

介绍了时钟同步算法在无线传感器网络中的应用及需求,并分析了性能参数和时间同步的误差.阐述了基于层次的传感器网络时间同步算法.     

mesh结构NoC的时钟网络研究

分析了m esh结构N oC的3种时钟网络,针对同步时钟网络瞬时功耗大,非对称瀑布网络(w aterfall)和对称瀑布网络通信延迟大的弊端,提出并设计了一种混合结构的时钟网络。并以4×4混合结构时钟网络为例,计算得出该时钟网络的最大通信延迟为非对称瀑布网络的12.5%,局部单方向数据流的通信延迟约为对称瀑布网络的25%,芯片的瞬时功耗约为同步时钟网络的50%。     

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。     

无线传感器网络中一种自适应时间同步算法

介绍了时钟同步算法在无线传感器网络中的应用及需求,并分析了性能参数和时间同步的误差。介绍了基于层次的传感器网络时间同步算法,进而提出了比较有价值的节省能量消耗自适应的同步算法。     

微震监测中最优一致性时间同步算法研究

针对分布式微震监测系统对时间同步算法性能的较高需求,提出了一种分布式与结构式相结合的新型最优一致性时间同步算法(OCTS).根据微震监测系统的同步网络的特点,将OCTS算法设计为两个子过程:斜率一致性同步和基于无线传感器时间同步协议(TPSN)的相偏频偏联合简化估计.首先,采用了斜率一致性分析方法,将所有节点都同步到网络中时钟斜率最接近真实时间斜率1的节点的时钟上;然后,为了实现多矿区多系统的数据联合分析,在TPSN同步方法的基础上采用简化的极大似然估计方法实现相偏频偏的联合估计,将网络全局逻辑时钟同步到锚节点时钟上,保证多系统数据之间的时间有序性.实验结果验证了所提算法的有效性,证明了OCTS算法具有较强的鲁棒性、可扩展性及良好的同步精度,能适应微震监测系统所处的特殊环境.     

TTE时间同步协议关键算法研究和仿真分析

针对一种用于安全关键领域的实时网络协议——时间触发以太网(time triggered ethernet,TTE),分析研究TTE的时钟同步协议,对时钟同步流程以及协议涉及到时序保持算法、集中算法、时钟同步算法进行研究和分析. 建立网络交换机和节点机的模型,构建时间触发网络通信仿真平台,对时间触发以太网时钟同步协议进行仿真分析,验证了该时间同步算法能完成时间同步,并且精度保证在95 ns以内.     

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．     

QNX4系统下网络时钟同步方案的实现

介绍了NTP的工作原理和工作过程,探讨了NTP在QNX4系统下解决时钟同步问题的实现方式,列举了在QNX4系统下实现网络时钟同步的实际应用。     

一种简单的分布式无线传感器网络时间同步方案

无线传感器网络缺乏基本架构,具有分布式、能量受限、存储及计算能力受限的特点.这些特点决定了在设计无线传感器网络时间同步方案时,不能有太复杂的计算和路由选择.为了实现快速时间同步和较低的能量消耗,提出一种简单的无线传感器网络时间同步方案.各个节点广播自己当前的时钟信息,相应的邻居节点接收到这些信息后,对接收到的信息进行简单的算术平均,将平均值作为下一个时刻的时钟刻度再进行广播.此过程反复进行,最终会使网络所有节点的时钟达到一个相同的平均值,实现无线传感器网络的分布式同步.由于网络节点只接收来自邻居节点的广播信息,故该方案无复杂的路由选择,并且计算简单,收敛快速,能耗较低.用随机矩阵理论对该同步算法的收敛性进行了理论证明,对收敛速度和能耗以及同步误差进行了分析.最后用计算机仿真对本方案进行了仿真实验,实验结果符合预期分析.     

基于IEEE1588的变电站网络时钟同步的研究与应用

随着数字化变电站的大规模建设,各智能设备对时间同步系统的精度要求也越来越高。本文介绍了IEEE1588协议的工作原理。针对数字化变电站的实际需求,提出了一种基于IEEE1588的变电站网络时钟同步系统的可行性方案,给出了时钟设备的冗余配置及其功能实现;并探讨了本系统方案中主时钟确定的详细过程以及系统偏差和延时的具体计算方法,为实现变电站内部的高精度网络时钟同步提供了参考。     

FPGA设计中的同步设计

在FPGA设计中,时序设计是一个系统性能的主要标志,同步设计是实现设计目的关键。建立模型,进行功能性分析是前奏;建立起来的模型要想正确在FPGA内布线,所有的逻辑关系必须是同步运行。时钟同步要求所有事件的发生都是以同一时钟的边沿作为标准,所有进入FPGA内部的信号要尽可能用相应的时钟网络来同步。     

一种面向分簇实时监测应用的WSN时间同步算法

为了建立一种适用于分簇实时监测无线传感器网络的时间同步算法,同时建立具有较高精度的时钟偏移补偿模型,首先在分析分簇无线传感器网络特性的基础上,提出了一种基于分簇网络路由协议的跨层式同步拓扑构建方法;通过利用簇头路由信息和由邻居握手协议建立的簇内节点间的邻接关系,分别建立基于簇间双向组播和簇内双向广播的同步机制;最后结合参数估计理论构建基于线性模型的非簇头节点时钟偏移估计方法以及基于最大似然估计的簇头节点时钟相位补偿方法。理论及实验结果表明:该算法不仅保证了同步拓扑的有效性,而且使得同步开销较HRTS算法降低33%,较TPSN算法降低88%;单跳平均误差与TPSN算法相差仅6.36μs,较RBS算法提高12.87μs。     

嵌入式SNMP代理的时钟同步功能实现

为提高应用于嵌入式SNMP代理中的同步时钟的性能,设计一种适用于代理的同步时钟。通过研究精确时钟同步协议,结合LPCI766开发板及DP83640以太网收发芯片,基于μC／OS-Ⅱ操作系统,使用软硬件相结合的方法,使嵌入式SNMP代理具备了精确时钟同步功能。测试结果表明,该时钟较以往代理中的同步时钟在稳定性和精确度方面有明显提升。     

轻武器靶道分布式全弹道测试的高精度时钟同步

在轻武器靶道分布式全弹道测试的时钟同步中,时钟同步的精度会随着节点的增多、通信路径的延长以及晶振的老化和温漂而降低,同时稳定性也随之变差。为实现靶道内分布式时钟网络±300 ns的同步精度,在研究IEEE1588协议实现原理的基础上,分析了由晶振引起的误差,使用温补晶振来抑制温漂,将带有PTP协议的交换机与主从时钟进行交互并利用透明时钟来计算驻留时间。在自主搭建的层次拓扑和线性拓扑两种不同结构的分布式网络系统中,考虑了系统运行中可能遇到的问题,使用限幅平均滤波提高了系统的抗干扰性,探究并验证了时钟同步结果出现波动的原因,并将同步精度由±300 ns提升至±30 ns。实验结果表明,在跨两级交换机的情况下,主从时钟的同步精度能长时间稳定在±120 ns,最优情况下能稳定在±30 ns,且具有较强的抗干扰能力,可满足靶道测试所需的精度级别。     

对网络测量中端到端时钟同步的研究

对网络测量中的端到端时钟同步技术做了深入研究,能更加准确地进行网络测量,从而更好地为网络管理提供服务。     

时间触发以太网的多域同步方法改进

时间触发以太网（TTE）是一种保证以太网实时性的解决方案。该文首先分析了在大规模确定性网络中引入同步域和同步优先级的原因,并针对TTE网络中3种常见的集群情况,设计了多同步域下多同步优先级的具体通信规则,满足更为复杂的TTE网络需求。通过仿真验证了同步域和同步优先级对确定性网络的影响。实验结果说明同步域和同步优先级能够提高TTE中时钟同步服务的精确性和安全性,在满足TTE网络实时性要求的前提下增加网络的灵活性。     

基于IEEE1588协议的高精度网络时钟同步软件设计

在分析IEEE 1588原理以及影响同步精度因素的基础上,设计了基于Windows平台的时间同步方法,为分布式网络系统的时钟精确同步提供了一种有效可行的解决办法。目前,Windows平台下直接在应用层获取的时间戳精度在10 ms级左右,系统的同步精度为ms级。针对Windows平台下获取更高精度1588时间戳的困难,设计了基于SharpPcap的时间戳处理模块,得到高精度的数据链路层时间戳,从而提高了应用层的时间戳精度。实验结果表明,采用该方法系统主从时钟的同步精度达到亚ms级,满足电力系统中同步精度在ms级以内的时钟同步需求。