多用户端对端通信轻量级精确时钟同步算法研究

摘要

针对多用户端对端通信中主从时钟间较大的传输延时和时钟偏差及复杂的模型使得计算时钟源质量系数变得困难进而影响时间同步过程中本地时间准确反馈的问题，提出多用户端对端通信轻量级精确时钟同步算法．通过周期性发送信号并记录收发时间戳高效测算主从时钟间的传输延时和时钟偏差得到主从时钟的偏差数值和网络延迟数值，建立节点时钟状态模型分析时钟控制节点并计算时钟源质量系数得到包含稳定的传感器时钟及其状态模型用于后续修正，训练节点时钟状态模型结合计算误差利用PID(Proportional Integral Derivative)控制算法对多用户端对端通信轻量级时钟偏差进行轻量级调整得到修正后的时钟同步定值．根据信号收发时间和时钟参数反馈本地时间，判断数据准确性并发送时钟同步信息，实现多用户端对端通信轻量级精确时钟同步．实验表明：所提算法主从时钟的偏差数值明显降低，平均偏差从8ms减少到最大不超过4ms，部分点甚至达到零偏差，证明了本文算法在纠正时钟频率偏差、降低偏差幅值方面的有效性．所提算法误差数值在初始阶段虽有较大变化但随后迅速稳定在零状态，相对稳定．所提算法具有较高的同步精度和自动修正能力，确保了系统时间的准确性和稳定性．

关键词

时钟源质量系数 / 同步偏差 / 网络延迟 / 时钟同步 / 多用户端

基金资助

福建省中青年教育科研项目（科技类）（JAT231147）