[发明专利]一种多时钟源高可靠时间同步方法

说明书

本发明提供了一种多时钟源高可靠时间同步方法，属于机载网络通信技术领域。时间触发通信系统根据全局统一的时间基准进行有序通信，因此时间同步的可靠性对系统性能和状态具有重要影响。针对时间触发通信系统时间同步服务的高可靠性要求，本发明提出了一种多时钟源可信度表决方法，通过计算前后两次时间同步服务的时间差与预先设定时间同步周期的偏差大小，根据系统的时钟漂移和延迟抖动设定阈值判别当前时间信息是否在可接受范围内，结合多个时钟源信息的计算结果，筛选出可用于时间同步的时钟源，消除故障时钟源的影响，提高时间同步的可靠性。

技术领域

本发明属于机载网络通信技术领域，涉及一种高可靠时间同步方法。

背景技术

时间同步是时间触发通信的基础条件，对通信性能和运行状态具有重要影响，因此，时间触发通信系统中时间同步的可靠性至关重要。为了保证时间同步服务的可靠性，传统的方法是通过采用多个时钟源冗余的方式进行表决，消除错误时钟信息的影响。此时，需要冗余的资源配置以保证系统的可靠性，造成系统资源耗费大、成本高。例如，目前应用较多的一种多时钟源配置方式是，为了保证系统可容忍m个时钟源故障，需要配置3m+1个时钟源，资源开销很大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种针对多时钟源表决的高可靠时间同步方法，以满足时间触发通信系统中高可靠时间同步的需求。

一种多时钟源高可靠时间同步方法，其特征在于，至少包含以下步骤：

S1.用于实施所述多时钟源高可靠时间同步方法的系统，其至少包含M个时钟主节点和N个时钟从节点，M≥2，N≥1，第i个所述时钟主节点在预先设定的时刻发送包含第i个所述时钟主节点本地时间信息的时间同步信息帧，其中i＝1,2,…,M；

S2.第j个所述时钟从节点收到所述时钟主节点发送的时间同步信息帧后，记录时间同步信息帧到达第j个所述时钟从节点的本地时间，并提取时间同步信息帧中包含的所述时钟主节点的时间信息，记第k次时间同步过程中，k为大于1的整数，第j个所述时钟从节点从第i个所述时钟主节点发送时间同步信息帧中提取的时间信息为第j个所述时钟从节点收到第i个所述时钟主节点发送的时间同步信息帧的本地时间为类似的，记上一次时间同步过程中，第j个所述时钟从节点从第i个所述时钟主节点发送时间同步信息帧中提取的时间信息为第j个所述时钟从节点收到第i个所述时钟主节点发送的时间同步信息帧的本地时间为根据上述时间信息计算连续两次时间同步过程的时间差，即，令其中j＝1,2,…,N；

S3.根据上述连续两次时间同步过程的时间差信息，计算时间同步信息的置信度，记所述时钟主节点与所述时钟从节点之间设定的同步周期为T，所述时钟主节点实际时间同步周期与设定的同步周期T之间的偏差阈值为σ_M，若则令第j个所述时钟从节点收到第i个所述时钟主节点发送的时间信息的置信度α^j,i＝1，否则，α^j,i＝0；类似的，记第j个所述时钟从节点实际时间同步周期与设定的同步周期T之间的偏差阈值为若则令第j个所述时钟从节点收到第i个所述时钟主节点时间同步信息帧时所记录的本地时间的置信度β^j,i＝1，否则，β^j,i＝0；其中，α^j,i和β^j,i的初始值为零；

S4.根据多个时钟源的置信度信息，选择用于同步所述时钟从节点的时间信息，记m为系统可容忍的所述时钟主节点的故障个数，且满足0≤m≤(M-1)/2，若则从αj,×βj,i等于1的时间信息中选择合适的时间基准同步当前所述时钟从节点；记n为所述时钟从节点故障的判别阈值，且满足0≤n(M-m)，若则从α^j,i等于1的时间信息中选择合适的时间基准同步当前所述时钟从节点；否则，不对本地时间基准进行修正；

S5.第j个所述时钟从节点根据上述所选择时间基准修正本地时间，并记录本次时间同步过程中，从第i个所述时钟主节点发送时间同步信息帧中提取的时间信息和收到第i个所述时钟主节点发送的时间同步信息帧的本地时间用于下一次时间同步过程。