[发明专利]一种混合优化时间同步方法

说明书

本发明涉及一种混合优化时间同步方法，属于无线通信技术领域，解决了现有技术中存在的无法兼容低网络时间协议复杂度、高时间同步精度和高通信稳定性的问题。通过使无线网络中的各节点分别与定位系统建立正常通信；正常通信的节点均启动主用时间戳，同时关闭改进的PTP网络时间同步协议，与其它正常通信节点实现时间同步；每个节点均实时监测其自身与定位系统的通信是否正常；若监测到某个节点与定位系统通信故障，则该节点启动备用时间戳，同时开启改进的PTP网络时间同步协议得到该节点与其他正常通信节点的时间偏差，与其它正常通信节点实现时间同步。该方法在满足低网络时间协议复杂度的同时，实现了高时间同步精度和高通信稳定性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种混合优化时间同步方法。

背景技术

在有线网络或无线网络通信中，时间同步技术决定了网络节点之间的通信是否有效，因此对于有线网络或无线网络，时间同步技术十分重要。

常见的时间同步方法有两种，网络时间协议和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)，网络时间协议以NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)和PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)为代表；其中，NTP不需要硬件的配合，其同步精度为毫秒级，适用于同步精度要求不高的场景；PTP则需要专用的PTP设备，同步精度可达亚微秒级，可用于同步精度要求较高场景；全球定位系统GPS需要设备与卫星通信才能同步，同步精度取决于GPS接收器在给定时间可以与多少卫星通信，最高同步精度可达纳秒级，适用于高精度同步要求的场景。

无线网络受限于网络节点的功率、复杂性、通信稳定性和同步精度，即，无线网络的网络节点功率不宜过大，且复杂度不宜过高，并且要求通信稳定性高、同步精度高。然而，网络时间协议和全球定位系统GPS都不是针对这些限制而设计的，原因在于，网络时间协议复杂度太高，时间同步收敛速度慢，而且同步精度不高；全球定位系统GPS同步精度很高，但是无线网络节点的时间同步过度依赖于卫星通信，无线网络节点的卫星通信故障会导致时间同步失败，通信稳定性差。

综上，目前的无线网络节点的时间同步方法，存在无法兼容低网络时间协议复杂度、高时间同步精度和高通信稳定性的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种混合优化时间同步方法，用以解决现有无线网络节点的时间同步方法所存在的无法兼顾低网络时间协议复杂度、高时间同步精度和高通信稳定性的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供了一种混合优化时间同步方法，包括如下步骤：

无线网络中的各节点分别与定位系统建立正常通信；

每个与定位系统正常通信的节点，均启动主用时间戳，同时关闭改进的PTP网络时间同步协议，基于所述主用时间戳与其它正常通信节点实现时间同步；

每个节点均实时监测其自身与定位系统的通信是否正常；

若监测到，第i个无线网络节点与定位系统通信故障，则该节点启动备用时间戳，同时开启改进的PTP网络时间同步协议得到该节点与其他正常通信节点的时间偏差，基于所述备用时间戳和时间偏差与其它正常通信节点实现时间同步；

其中，i属于1，2，…，N，N为无线网络中的节点数量，正常通信节点指与定位系统正常通信的节点。

基于上述方法的进一步改进，所述主用时间戳基于标准时钟和秒脉冲产生；所述备用时间戳基于参考时钟频率产生；所述改进的PTP网络时间同步协议，用于以通信故障节点的备用时间戳标记其从时钟的收发报文时刻，以正常通信节点的主用时间戳标记其主时钟的收发报文时刻，基于从时钟的收发报文时刻和主时钟的收发报文时刻计算得到时间偏差。