[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

说明书

本发明公开了一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法及装置，该方法通过对当前时钟同步状态估计值与无线信道的可靠性评价指标的计算，并将当前时钟同步状态估计值与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，对所述不同时刻的所述估计误差协方差进行收敛，生成稳态误差协方差。并且在无线通信环境中引入智能反射面，通过对智能反射面不同的相位角度的获取，进而基于智能反射面的不同相位角度、基站分配给所述终端的发射功率和所述稳态误差协方差确定最优时间精度，智能反射面的引入提升了基站与终端间双向时间戳的信息可达率，保障了无线信道的可靠性，进而提升了时间同步精度。

技术领域

本发明涉及时间同步领域，具体涉及一种提高工业物联网终端时间同步精度的方法及装置。

背景技术

第五代移动通信网络(5G)满足了工业物联网对大带宽、海量连接、灵活部署等网络特性的严苛要求。同时，无线网络的引入消除了工厂内大量复杂的有线线路，降低了网路部署成本。然而，无线网络抗干扰能力较差，环境内的噪声干扰可能引发携带信息的数据包在无线链路传输中的乱序、延迟甚至丢包。

工业物联网场景中存在大量的协同工作的终端，这些工业终端对于全域时间同步有着极为严苛的需求，通常时间同步误差在ns级别。基站与各个终端间基于双向时间戳信息包交换机制完成授时。然而，无线信道的可靠性对于时间戳信息包的可达率影响极大，无线链路的不可靠性导致信息包丢失会造成时间同步误差的增大，最终导致时间同步失效。因此，提高无线网络的可靠性，保证时间戳分组的到达率，提高时钟同步的精度显得尤为重要。智能反射面是一个由大量被动反射元件组成的平面，其通过调整各反射元件的相位改变信号的传输方向，创造一条新的视距路径，从而改善无线信号传输环境，增强信道可靠性。同时，智能反射面由于其低能耗、低成本、灵活部署的特点引起了工业界的广泛关注。因此，智能反射面可以应用在现场环境复杂的工业物联网场景中，用于改善无线传输链路的可靠性，进而达到提升时间同步精度的目的。

专利号CN201910335042.3公开了一种对时方法、装置、设备及介质。该方法用于通过网络时间协议对时的智能时钟终端设备,包括：当获取时间同步服务器的当前时钟时间成功时,将所述时间同步服务器的当前时钟时间作为本地时钟时间,其中,所述时间同步服务器,用于通过网络时间协议为网络中的所有终端设备提供时间基准；当获取所述时间同步服务器的当前时钟时间失败时,获取中转服务器的当前时钟时间,将所述中转服务器的当前时钟时间作为本地时钟时间,其中,所述中转服务器,用于为所述智能时钟终端设备提供与用户交互的信息。本发明实施例的技术方案能够提高本地时钟的准确度。专利号CN202010877365.8公开了一种时间同步的实时自适应收敛估计系统,包括同步误差估计单元、同步误差特征估计模型和实时收敛检测模型。该方法可用于有时间同步需求的分布式系统或无线网络中,将其集成到应用对象所采用的时间同步算法中,利用时间同步算法获得的时间偏移估计,进一步计算同步误差收敛概率。获得的同步误差收敛概率,可作为其它应用或时间同步算法判断系统时间同步精度、收敛状态的依据。专利号CN202121075649.1公开了一种无线自组网的实时时间同步装置,包括组网和通信协议,该发明包括PC服务器、BLE主机和BLE从机,PC服务器的发送命令组件发送时间同步报文给BLE主机,BLE主机的命令透传组件更新本地时间戳T2为时间同步报文的时间戳T1,并根据通信协议发送附带本地时间戳T2该时间同步报文给BLE从机,BLE从机获取本地的实时时间戳T3,加上保存的本地时间戳T3与时间同步报文附带的时间戳T2的差值T4,算出新的时间戳T5(＝T4+T3),形成数据包发送给BLE主机,通过BLE主机透传给PC服务器,PC服务器处理并检测各从机的时间戳T5的差值。该发明通过两级同步报文,实现各组网内各节点时间的高度统一,具有数据包回传的闭环反馈机制,PC服务器检测是否同步成功,及时更正。

目前来说，以上专利主要是通过改进时间同步机制来提高时间同步精度，而没有解决无线链路可靠性差的问题，各终端的时间同步精度均没有得到保障。

发明内容