煤矿井下时间敏感网络分布式精确时间同步算法 |
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作者单位: | 安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南 232001;苏州科技大学电子与信息工程学院,江苏苏州 215009 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家科技重大专项 |
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摘 要: | 为满足煤矿井下网络海量节点间时间同步高精度、低能耗需求,基于多Sink节点非均匀分簇结构的煤矿井下时间敏感网络(TSN),提出了一种分布式精确时间同步算法。煤矿井下TSN分为3层:包含所有Sink节点的TSN汇聚层;Sink节点与各自通信半径内所有簇首节点组成的主网络;簇首节点与簇中普通节点组成的次网络。TSN汇聚层应用gPTP算法实现Sink节点间纳秒级时间同步;主网络中采用基于卡尔曼滤波的优化算法预测并补偿频偏、相偏和噪声误差,提高网络时间同步精度;次网络利用基于广播的单双向混合同步算法减少同步消息包数。仿真结果表明,该算法能有效提高网络时间同步精度与稳定性,减少网络时间同步能耗。
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关 键 词: | 时间敏感网络 时间同步 多Sink节点 非均匀分簇 卡尔曼滤波 |
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