[发明专利]一种混合优化时间同步系统

说明书

本发明涉及一种混合优化时间同步系统，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。通过与定位系统通信故障的节点i的时间戳驱动模块接收与定位系统通信正常的节点j的主用时间戳和节点i的备用时间戳，并传输至节点i的改进的PTP网络时间协议模块，利用改进的PTP网络时间协议，基于节点i的备用时间戳和节点j的主用时间戳，计算获得时间偏差至节点i的时间戳生成模块，基于节点i的参考时钟频率生成节点i的备用时间戳，并利用时间偏差获得更新后的节点i的备用时间戳以实现与节点j的时间同步。实现了低网络时间协议复杂度下的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系统。

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。

常见的时间同步系统有两种，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系统，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系统，用以解决现有无线网络节点的时间同步系统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系统，设置于无线网络中的每个节点上；其中，所述混合优化时间同步系统包括时间戳生成模块、时间戳驱动模块和改进的PTP网络时间协议模块；

与定位系统发生通信故障的节点记作节点i；无线网络中的某个与定位系统通信正常的节点记作节点j；

节点i的时间戳驱动模块用于接收节点j的主用时间戳和节点i的备用时间戳，并传输至节点i的改进的PTP网络时间协议模块；

节点i的改进的PTP网络时间协议模块用于利用改进的PTP网络时间协议，基于节点i的备用时间戳和节点j的主用时间戳，计算获得时间偏差至节点i的时间戳生成模块；

节点i的时间戳生成模块用于基于节点i的参考时钟频率生成节点i的备用时间戳，还用于基于时间偏差与节点i的备用时间戳，进行偏差计算并获得更新后的节点i的备用时间戳以实现与节点j的时间同步。

基于上述方法的进一步改进，改进的PTP网络时间同步协议模块，用于以节点i的备用时间戳标记其从时钟的收发报文时刻，以节点j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所述时间偏差。