[发明专利]一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法及装置

权利要求书

1.一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据基站、终端与智能反射面之间的位置关系构建无线信道；

获取所述无线信道的视距路径分量、非视距路径分量与智能反射面相位角度，并基于所述无线信道的所述视距路径分量、所述非视距路径分量与所述智能反射面相位角度生成等效信道；

获取所述基站分配给所述终端的发射功率与所述等效信道的视距路径分量，基于所述发射功率与所述等效信道的视距路径分量确定所述无线信道的可靠性评价指标；

获取所述终端与所述基站在双向信息交互过程中接收的时间戳信息，并基于所述时间戳信息确定当前时钟同步状态估计值；

将所述当前时钟同步状态估计值与所述无线信道的可靠性评价指标输入线性估计模型中，生成当前时钟同步状态的估计误差协方差；

对所述当前时钟同步状态的估计误差协方差进行迭代，生成稳态误差协方差；

基于所述基站分配给所述终端的发射功率、所述稳态误差协方差和所述智能反射面相位角度确定最优时间同步精度。

2.根据权利要求1所述的一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法，其特征在于，所述基于所述发射功率与所述等效信道的视距路径分量确定所述无线信道的可靠性评价指标，包括：

基于所述等效信道的视距路径分量计算波束赋形向量，并基于所述等效信道与所述波束赋形向量生成有效信道；

获取终端信噪比门限值，基于所述有效信道、所述基站分配给所述终端的发射功率与所述终端信噪比门限值计算可靠性评价指标。

3.根据权利要求2所述的一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法，其特征在于，所述可靠性评价指标的计算公式如下：

上式中，g_u(k)(Θ)表示有效信道，表示终端信噪比门限值，σ²表示高斯白噪声，p_u(k)表示所述基站分配给所述终端的发射功率。

4.根据权利要求1所述的一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法，其特征在于，所述基于所述时间戳信息确定当前时钟同步状态估计值，包括：

获取所述无线信道的随机时延、固定时延和时钟偏移，基于所述时间戳信息、所述时钟频率偏差、所述无线信道的随机时延、所述固定时延和所述时钟偏移构建时间同步测量方程；

求解所述时间同步测量方程，生成时钟同步状态实际值与误差测量噪声；

基于所述时钟同步状态实际值、所述误差测量噪声与所述时钟频率偏差计算所述时钟同步测量值；

获取上一时间节点的时钟同步状态估计值，基于所述时钟同步测量值与所述上一时间节点的时钟同步状态估计值生成当前时钟同步状态估计值。

5.根据权利要求4所述的一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法，其特征在于，所述基于所述时钟同步状态实际值、所述误差测量噪声与所述时钟频率偏差计算所述时钟同步测量值中，所述时钟同步测量值的计算公式如下：

y_q＝η_q(Dx_q+v_q)

上式中，y_q表示时钟同步测量值，η_q表示二进制伯努利随机变量，D表示时钟频率偏差，x_q表示时钟同步状态实际值，v_q表示误差测量噪声。

6.根据权利要求1所述的一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法，其特征在于，所述基于所述基站分配给所述终端的发射功率、所述稳态误差协方差和所述智能反射面相位角度确定最优时间同步精度，包括：

根据所述基站分配给所述终端的发射功率、所述稳态误差协方差与公平性因子构建多目标问题，以所述基站分配给所述终端的发射功率和所述智能反射面相位角度为约束条件；

利用遗传算法求解所述多目标问题，生成多个帕累托前沿解，从所述多个帕累托前沿解中选取最优时间同步精度；所述多个帕累托前沿解包括多个时间同步精度。