第7章__时间同步技术

中国航天科工集团第二研究院中国航天科工集团第二研究院（简称“中国航天二院”或“二院”）创建于1957年11月16日，其前身是国防部第五研究院二分院。

在党中央、国务院、中央军委的亲切关怀下，在全国各个方面的大力支持下，二院坚持自力更生，艰苦奋斗，走出了一条从仿制到自行设计和自主创新，大力发展我国导弹事业的成功之路。

二院先后承担并圆满完成了我国早期地地导弹控制系统，我国多代地（舰）空导弹武器系统，我国第一个固体潜地战略导弹、固体陆基机动战略导弹的研制生产任务，为我军装备现代化建设和我国综合国力的提高做出了重大贡献。

1979年以来，二院共获得国家及部级科技进步奖2500余项，曾四次获得国家科技进步特等奖，尤其是在2007年、2008年连续两年获得国家科技进步特等奖，成为我国第一个连续两年获此殊荣的单位。

二院还有多型装备先后参加了国庆35周年、50周年、60周年阅兵，接受了祖国和人民的检阅。

二院作为新中国的长子，历经50余年的建设，已从国家导弹武器控制系统专业技术研究院发展成为国家空天防御技术总体研究院，集开发、研制、生产、试验和服务为一体，以系统总体技术、体系研究和系统集成技术为主导，以微电子、光电子、机电技术为基础，在武器系统总体、导弹总体、精确制导、雷达探测、目标特性及目标识别、仿真技术、军用计算机及共性软件、地面设备与发射技术和先进制造技术等领域处于国内领先水平，是一个具有雄厚技术实力和整体优势的综合性研究院。

二院现已建成导弹控制系统仿真、目标与环境电磁散射辐射特性、目标与环境光学特征、毫米波亚毫米波制导、计量与校准技术等5个国防科技重点实验室，以及攻防对抗、引战配合、电磁兼容等一大批航天系统内重点实验室。

75%的设备仪器的装备水平达到国际国内先进水平。

建立了防空导弹武器系统柔性设计制造数字一体化集成环境及完善的计量测试、电磁兼容、元器件可靠性试验检测、软件评测等基础保障条件，并形成了批量生产能力。

通信网络技术基站纳秒级时间同步技术分析高衡，王显，郑硕超（三维通信股份有限公司，浙江杭州网络中，各个基站之间需要精确的时间同步，以确保网络正常运行和提供高质量的服务。

因此，需要纳秒级时间同步技术，保证数据可以进行准确的传递，并且不会出现时间上的差异。

文章总结了基站纳米级时间同步的关键技术，分别是信号传输技术、信号测量技术及信号网络的性能和可靠性，使5G基站；纳秒级时间同步；信号调节Analysis of Nanosecond Time Synchronization Technology for 5G Base StationsGAO Heng, WANG Xian, ZHENG Shuochao(Sunwave Communications Co., Ltd., HangzhouG networks, precise time synchronization is required between base stations to ensure the normalhigh-quality services. This requires球导航卫星的定时功能是至关重要的一环。

这项技GLONASS、等）提供的定时信号，以确保基站之间的高精1所示，通过分析全球导航系统，可以找出最优的定时基站使用全球卫星导航系统的信号，这些系统由一系列卫星组成，通过向地面发送定时信号来提供全球范围的导航和定位服务。

基站需要将来自卫星系统的定时信号转化为纳米级别的时间同步，要求基站具备高度精密的时钟同步技术，以确保信号的准确传输和接收。

为保持信号的精度，基站使用先进的信号传输技术，通过适应性调整以应对信号传输应基站之间可能存在的时延差异，从而实现更精确的时间同步。

为进一步优化基站的时间同步，卫星可能会发送辅助的定时信号，帮助基站更精确地校准其本地时钟。

同步卫星双向定时技术在间同步中的意义在于可以实现双向的时间信息传递，使基站和卫星之间能够共同调整地优化时间同步。

现代电子技术Modern Electronics Technique2024年3月1日第47卷第5期Mar. 2024Vol. 47 No. 50 引 言目前国内电信运营商主要采用的时间同步技术是GNSS 卫星授时同步技术[1]。

这种方法主要是在各个基站上部署GNSS 信号接收器，从而获得高精度的时间基准源用于同步各个基站内的时间，实现各个基站的时间同步[2]。

然而随着5G 部署数量的增大，室内基站也呈现几何数量的增长，势必会存在卫星信号覆盖盲区[3]。

此外，GNSS 信号接收器的安装和维护成本相对较高，不利于5G 基站的大规模部署。

基于1588v2的本地高精度时间同步网络[4⁃5]，通过网络中的时间链路传递承载设备配置1588v2功能，使得网络中间边界时钟节点的一个端口作为从时钟，与上级时钟保持同步，其他端口则作为下一级时钟系统的主时钟，生成新的1588v2报文向下游传递[6]。

通过该方式将时钟源时间基准信号逐点传递至5G 基站设备。

GNSS+1588v2高精度时间同步技术实现王潇禾， 李雪梅， 廖 麒（成都理工大学 机电工程学院， 四川 成都 610059）摘 要： 5G 高精度时间同步是作为5G 基站建设的重要要求之一，但随着5G 室内基站数量呈现几何级数增长，使用GNSS 授时同步时钟势必会存在很多限制，比如容易受场地环境的影响无法获取卫星信号、GNSS 接收机的成本突增，所以使用GNSS 时钟同步技术不适合5G 基站的大规模部署。

文中提出一种基于OCTEON Fusion 平台的GNSS+1588v2时间同步技术实现方案，其特点在于使用层次式同步，通过GNSS 给一个时钟系统同步授时，被授时的时钟系统作为主时钟系统通过1588v2地面链路给下一级时钟系统授时，实现一个GNSS 给多个基站同步授时。

文中对现有的GNSS 时钟同步授时进行分析，在此基础上提出一种基于OCTEON Fusion 平台的GNSS+1588v2时间同步方案，在对此方案的同步精度和同步稳定性的测试中，时钟同步精度达到10 ns 左右，同步稳定性达到10 ns 以内。

新人教版四年级上册《第7章数学广角》同步练习卷D（三）一、解答题（共8小题，满分0分）1. 小何、小顾、小苏三人同时到小吃店吃早饭。

小何吃面条要等5分钟。

小顾吃水饺要等4分钟，小苏吃鸡蛋要等3分钟。

现在只有一位厨师。

怎样安排，使得三人等待的时间总和最少？最少是多长时间？2. 修车铺只有一个打气筒，给一辆三轮车打足气需要7分钟，给一辆大板车打足气需要5分钟，给一辆自行车打足气需要3分钟。

如果同时来了三种车各一辆。

该怎样安排打气的顺序，使得这三辆车等候的时间总和最少？最少等待多长时间三辆车都能打完气？3. 卫生室里有四名同学等候医生治病。

怎样安排使得他们在卫生室等候的时间总和最少？四名同学都看完病最少是多少分钟？4. 张大爷骑在牛背上赶牛过河，共有甲、乙、丙、丁四头牛，甲牛过河要3分钟，乙牛过河要5分钟，丙牛过河要2分钟，丁牛过河要6分钟，每次只能赶2头牛过河，要把这4头牛全部赶到河对岸去，最少要________分钟。

5. 两个学校进行围棋比赛。

如果你是逸夫学校的领队，你怎样安排能保证获胜？（规定三局两胜为胜）6. 一袋糖果共有10颗，张阳和刘飞两人轮流从中拿走1颗或2颗。

谁拿到最后1颗谁就获胜，如果张阳先拿。

第一次拿几颗才能确保他获胜？7. 北城小学四（1）班和四（2）班比赛50米短跑，规定三局两胜为胜。

每名选手参赛一次。

四（1）班跑得快的是小军、小帅、小京，分别为7秒、7.5秒、7.8秒；四（2）班跑得快的是小刚、小强、小力，分别为7.2秒、7.6秒、8秒。

如果四（2）班要胜四（1）班，应该如何派出选手？8. 一筐苹果有55个，甲、乙两人轮流从中拿1个或2个，规定谁拿走最后一个谁胜。

如果甲先拿，如何能取胜？参考答案与试题解析新人教版四年级上册《第7章数学广角》同步练习卷D（三）一、解答题（共8小题，满分0分）1.【答案】按照小苏→小顾→小何的顺序进行安排等待的时间最少，最少是22分钟。

【考点】最佳方法问题【解析】三个人同时到小吃店吃早饭，有1个人吃其他两个人就要等着，由此可以看出自然是花时间少的人先吃，等候时间的总和就会越少。

第一章概述1.无线传感器的概念：一种由大量的微型传感器节点组成的面向任务的无线自组织网络系统。

2.与传统的无线自组织网络（特征）类似：自组织性、分布式控制、拓扑动态性；区别：网络规模大、节点能力受限、节点可靠性差、以数据为中心、多对一传输模式、冗余度高、面向任务。

3.开发用的硬件平台——嵌入式个人计算机：PDA；专用传感器节点：Berkeley Motes （广泛）、UCLA Medusa、MIT uAMP；片上系统节点：Smart Dust、BWRC PicoNode4.软件平台：TinyOS（最早）、nesC、TinyGALS、Mote等5.设计目标：体积小、成本低、功耗低、自组织、可扩展、自适应、可靠、安全、（带宽）资源利用率高、服务质量高。

第二章体系结构1.节点组成（4）：感知、处理、通信、电池模块2.汇聚节点的作用：（1）向传感器节点发送查询消息或命令（2）作为联接外部网络的网关3.多跳网络分为——平面结构：所有传感器节点地位相同、互为中继；分层结构：按簇组织，簇成员将数据发给簇头，簇头发给汇聚节点；好处：（1）降低通信能耗（2）平衡节点间的负载，并提高可拓展性（3）在簇头进行数据融合，减少数据发送量，提高能亮效率4.协议栈——应用层：负责提供各种无线传感器网络应用，包括查询发送、节点定位、时间同步、网络安全；传输层：负责节点间端到端的可靠、透明传输，包括拥塞控制和差错控制；网络层：为传感器节点向汇聚节点发数据提供路由；数据链路层：数据量的复用、数据帧的创建与检测、媒体接入、差错校验，提供点到点或多点的可靠传输，其中主要的是媒体访问控制（MAC）和差错控制（前向纠错FEC、自动重传请求ARQ）；物理层：将数据链路层形成的数据流转换成适合在传输媒体上传送的信号，并进行收发。

5.设计准则：可扩展、可互通、抗毁、可靠、安全、能量高效性。

第三章 MAC协议（数据链路层）1.作用：决定局部范围内无线信道的使用方式，用来在传感器节点之间分配信道频谱资源，建立数据传输所需的基础通信链路2.特点：尽量节省节点能量、可扩展性、公平性（均衡节点能量消耗）、传输效率高。

第54卷 第1期2021年1月通信技术Communications TechnologyVol.54 No.1Jan. 2021·147·文献引用格式：高兆强. 基于IEEE1588V2的无线网络时间同步技术[J].通信技术，2021，54（01）：147-151.GAO Zhaoqiang. Wireless Network Time Synchronization Technology Based on IEEE1588V2 [J].Communications Technology,2021,54(01):147-151.doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2021.01.023基于IEEE1588V2的无线网络时间同步技术*高兆强（中国船舶重工集团公司第七一六研究所，江苏 连云港 222002）摘 要：目前移动设备普遍采用GPS、北斗等卫星授时方式来获取时间，该方式技术成熟，授时精度高，但是卫星信号容易被干扰，仅仅依赖卫星授时存在风险。

提出将IEEE1588V2应用到无线时间同步领域，在更底层获取时间戳，减少网络传输时间的抖动；对路径时延采用卡尔曼滤波算法，减少网络传输时间的抖动；修正协议算法逻辑，使其适应无线网络环境，从而获取更加精确的传输时延，提高无线时间同步精度。

关键字：PTP; IEEE1588V2; 卡尔曼滤波；无线网络时间同步中图分类号：TP393.1 文献标识码：A 文章编号：1002-0802(2021)-01-0147-05 Wireless Network Time Synchronization Technology based on IEEE1588V2GAO Zhaoqiang（No.716 Research Institute, CSIS, Lianyungang Jiangsu 222002, China)Abstract: At present, mobile devices generally use GPS, Beidou and other satellite timing methods to acquire time. This method has mature technology and high timing accuracy, but satellite signals are easy to be interfered, and there is a risk to rely soly on satellite timing. It is proposed to apply IEEE1588V2 to the field of wireless time synchronization to obtain the timestamp at a lower level to reduce the jitter of network transmission time. Kalman filtering algorithm is used for path delay to reduce the jitter of network transmission time, and the protocol algorithm logic is modified to adapt it to the wireless network environment, thereby obtaining more accurate transmission delay and improving wireless time synchronization accuracy.Keywords: PTP; IEEE1588V2; Kalman filtering; wireless network time synchronization0 引 言移动设备间时间一致是各个移动设备协同工作的基础，广泛应用在数据融合、节点定位、定时任务等场合，目前在移动无线网络[1]，各个节点普遍采用卫星授时的方式来获取统一的时间，该方式技术成熟、精度高[2]，但是卫星信号的接收容易受到环境的限制，比如在天气不好或者室内的情况下，往往无法接受到卫星信号，并且卫星信号容易受到干扰，可靠性不高，在军事、航天等需要高可靠性的领域只采用卫星授时的方式存在安全隐患[3]，因此急需一种基于无线网络的时间同步技术来填补卫星授时的不足。