基于移动网络的授时技术的研究与优化

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授时技术是指通过各种方式,将网络当中的标准时间,传递到网络当中的某个节点或者某个终端设备上,使得使用这项技术的节点或者终端设备的本地时间与网络标准时间保持一致的技术。作为目前卫星网络授时的补充和备案,以及整个国际关注的全新授时方式,基于移动网络的授时技术是当下研究工作的热点。目前移动通信网络的时间同步技术已经可以达到毫秒级,相较于卫星同步授时,移动通信授时网络在某些区域,可以提供更为快捷、低成本的授时服务功能。但是依托于移动通信网络的车联网、虚拟技术以及工业物联网等新兴服务,对于时间精度提出更高的要求。因此,本文分别从IEEE 1588精确时间协议(IEEE 1588 the precision time protocol,PTP)以及利用新空口(New Radio,NR)中的时间信号两个方面,提升对用时终端授时精度。本文将移动通信网络作为PTP协议传输载体,提出了一种基于排队网络的提升时间精度算法模型。该算法在不同的网络流量中,收集一批先验数据组成不同类型的外源数据库;利用泊松分布等概率学理论对本次PTP通信过程中遭遇的网络流量进行分类;参考同类型外源数据库中的数据,排列出概率最大组合,完成时间补偿。仿真结果表明,相较于卡尔曼滤波器、PTP线性处理器和最佳极小极大算法,所提算法提高了用时终端的时钟相位精度。本文考虑在接入网下,提出一种基于NR现有时间信号以及地理位置测量来提升授时精度的算法。从基站对用时终端进行授时,授时的时间被拆分为绝对时间以及路径时延两个部分。对于绝对时间,基站将周期性的向用时终端发送系统信息块类型16信号,该信号中包含当下的绝对时间;对于路径时延,该算法采用时间提前量测量以及地理位置测量两项技术,并将其两者进行结合共同测出路径时延。仿真结果表明,所提算法以及相关授时机制,有效的提高了移动网络中用时终端的时间精度。
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