[发明专利]帧头结构和系统时间同步方法

说明书

本发明实施例公开了一种帧头结构和系统时间同步方法。所述帧头结构应用于高速工业控制总线的通信过程中的信号帧，所述信号帧的帧头包括两个连续同步OFDM符号资源，所述同步OFDM符号资源用于承载导频信号；其中，所述两个同步OFDM符号资源对应的待加载的导频信号相同；时域位置在前的所述同步OFDM符号资源中偶数位置的同步子载波置零或奇数位置的同步子载波置零。本发明实施例可以提高高速工业控制总线时间同步的精度，满足数据实时传输的需求。

技术领域

本发明实施例涉及工业领域，尤其涉及一种帧头结构和系统时间同步方法。

背景技术

在工业领域，工业总线上通常挂接多个工业设备(如测量仪表)，同时每个工业设备可以通过工业总线进行通信，如传输控制信号，用于控制工业设备进行工业生产活动。

工业控制总线对数据的实时传输要求较高，而且工业设备需要进行时间同步(具体可以包括时间和频率的同步)，才能实现高精度的工业生产活动。目前工业控制总线大都采用网络时间协议(Network Time Protocol，NPT)或电子和电气工程师协会(Instituteof Electrical and Electronics Engineers，IEEE)1588，通过打上时间戳的方式实现网络时间同步。

随着大数据的发展以及智能设备的普及，在工业总线中，需要传输的数据也越来越多，而且传输速率要求较高，同时，数据的复杂性和传输难度也大大增加。针对上述问题，NPT受队列时延、交换时延和介质访问时延等因素影响，时间同步的误差变大，无法满足当前的数据实时传输的需求。同时，IEEE1588受振荡器频率误差、网络对称性和网络延迟等影响，时间同步的误差变大，无也无法满足当前的数据实时传输的需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种帧头结构和系统时间同步方法，可以提高高速工业控制总线时间同步的精度，满足数据实时传输的需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种帧头结构，应用于高速工业控制总线的通信过程中的信号帧，包括：

所述信号帧的帧头包括两个连续同步OFDM符号资源，所述同步OFDM符号资源用于承载导频信号；

其中，所述两个同步OFDM符号资源对应的待加载的导频信号相同；时域位置在前的所述同步OFDM符号资源中偶数位置的同步子载波置零或奇数位置的同步子载波置零。

第二方面，本发明实施例还提供了一种系统时间同步方法，应用于挂接于高速工业控制总线上的控制设备中，包括：

根据帧头资源分配信息，确定在一个信号帧的帧头中为所述控制设备所分配的两个连续同步OFDM符号资源，所述信号帧包括如本发明实施例中任一所述的帧头结构；

使用与所述同步OFDM符号资源匹配的同步子载波，生成待发送的目标OFDM符号；

在与所述同步OFDM符号资源匹配的时域位置处发送所述目标OFDM符号，其中，所述目标OFDM符号用于指示挂接于所述高速工业控制总线上的节点设备进行时间同步。

第三方面，本发明实施例提供了一种系统时间同步方法，应用于挂接于高速工业控制总线上的节点设备中，包括：

接收挂接于高速工业控制总线上的控制设备发送的两个目标OFDM符号；

其中，所述目标OFDM符号为所述控制设备基于帧头资源分配信息所分配的同步OFDM符号资源匹配的同步子载波生成；

根据当前信号帧的两个目标OFDM符号，确定所述当前信号帧的起始时刻以及所述节点设备与所述控制设备的时钟偏差；所述起始时刻与所述时钟偏差用于所述节点设备进行时间同步；

其中，所述当前信号帧包括如本发明实施例中任一所述的帧头结构。