[发明专利]一种紫外光通信网络时钟同步系统及方法

权利要求书

1.一种紫外光通信网络时钟同步方法，其特征在于，所述紫外光通信网络时钟同步方法包括以下步骤：

第一步，以主机本地时钟源为基准时钟，将网络NTP时钟同步协议、AODV路由协议、定量预测法优化融合，按照路径发现过程实现主机分别与第一级中间副机、第二级中间副机、N级中间副机至止目的副机进行时间信息交互。

第二步，根据副机收到主机T₄时刻的传输延时预测值、时钟偏差预测值，调校副机时钟使其与主机时钟同步，完成紫外光通信多跳网络上每个通信副机与主机时钟同步。

2.如权利要求1所述的紫外光通信网络时钟同步方法，其特征在于，所述紫外光通信网络时钟同步方法具体包括以下步骤：

步骤一，在AODV路由协议的原始数据结构中增加是否完成同步标志f；

步骤二，主机通过紫外光通信信号向在紫外光单级传输距离范围内的第一级中间副机广播分组发送路由请求RREQ报文，根据本地时钟记录发送时刻为T₁，第一级中间副机首先判断是否是在规定时间间隔内首次接收来自主机的路由请求RREQ报文，否，则丢弃路由请求RREQ报文；是，根据本地时钟记录收到时刻为T₁₂，解析路由请求RREQ报文获得T₁，则建立到主机的反向路由，设置变量f的值为FLASE，表明第一级中间副机与主机虽然建立了路径但未实现时钟同步，第一级中间副机若发现路由请求RREQ报文地址不是发给本副机的，又没有目的副机的信息时，就会等待第一级中间副机与主机完成时钟同步后，再根据网络拓扑信息继续向相邻第二级中间副机中继广播分组发送路由请求RREQ报文，此路由需要保存到路由请求RREQ穿越网络直到目的副机路由应答RREP反馈到主机为止；

步骤三，主机将时间信息T₁₄插入Delay Resp报文中发至第一级中间副机，第一级中间副机解析Delay Resp报文获得T₁₄，根据网络NTP时钟同步协议中时间信息(T₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄)与时钟偏差、传输延时关系式，推导出公式σ＝(T₁₂－T₁)－(T₁₄－T₁₃)/2；D＝(T₁₂－T₁)+(T₁₄－T₁₃)/2；式中σ为时钟偏差，D为传输时延，采用定量预测法中一次指数平滑优化处理σ、D数值，S_t+1＝αY_t+(1－α)S_t，式中S_t+1为σ或D在(t+1)时刻预测值，Y_t为σ或D在t时刻实际值，S_t为σ或D在t时刻预测值，α为平滑常数，其取值范围在[0，1]，并获得第一级中间副机收到主机T₁₄时刻信息即t+1时刻的传输延时预测值D_t+1、时钟偏差预测值σ_t+1，执行校准函数公式S(_T)＝T+D_t+1+σ_t+1，S(T)为第一级中间副机收到主机T₁₄时刻信息的校准时间，实现第一级中间副机与主机基准时钟同步；

步骤四，第二级中间副机根据本地时钟记录收到第一级中间副机中继的路由请求RREQ报文时刻为T₂₂，发出路由应答RREP报文时刻为T₂₃，主机根据本地时钟记录收到第二级中间副机反馈的路由应答RREP报文时刻为T₂₄；按步骤三主机将时间信息T₂₄插入Delay Resp报文中发至第二级中间副机，第二级中间副机根据网络NTP时钟同步协议中时间信息(T₁、T₂₂、T₂₃、T₂₄)与时钟偏差、传输延时关系式，推导出公式σ＝(T₂₂－T₁)－(T₂₄－T₂₃)/2；D＝(T₂₂－T₁)+(T₂₄－T₂₃)/2；采用定量预测法中一次指数平滑优化处理σ、D数值，并获得第二级中间副机收到主机T₂₄时刻信息即t+1时刻的传输延时预测值D_t+1、时钟偏差预测值σ_t+1，执行校准函数公式S(_T)＝T+D_t+1+σ_t+1，实现第二级中间副机与主机基准时钟同步；同理，直至目的副机与主机基准时钟同步。