【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机编队自组网的时钟同步通信，具体涉及一种基于ieee802.1as的无线时钟同步方法。
技术介绍
1、无人机编队因其制造成本低，队形灵活性强和覆盖范围广等优势在移动通信系统中呈现出快速发展的趋势。现代无人机编队配备机载控制和数据传输系统可以在空中建立无线自组织网络，在无人机编队中，其中一架无人机被分配为“主无人机”，为所有其他“从无人机”生成控制和同步信号。主无人机通常与地面主控站直接连接，地面主控站对从无人机收集的数据进行计算处理，以生成正确的控制信号。
2、在无人机编队中，通常需要微秒的同步精度，以确保数据传输的可靠性和一致性。目前无人机组网采用的时钟同步技术主要有以下几种：全球卫星定位系统(gps)同步、网络时间协议(ntp)、广义时钟同步协议(ieee802.1as)。基于gps的时间同步是一种常用的时间同步方法。然而gps信号容易受到建筑物、天气等因素的影响，可能会丢失或被遮挡；并且gps同步距离远，时间长，容易受到虚假信号的干扰和欺骗攻击。传统的网络时钟同步协议(ntp)时钟同步精度以毫秒为单位，主要用于计算机网络同步，不能满足无人机对时钟精度的要求。广义时钟同步协议(ieee 802.1as)具有很好的灵活性和可扩展性，在单跳有线时钟同步方面，该协议的时钟同步精度可以达到亚微秒级别，并且还可以通过硬件辅助，实现更高的同步精度。
3、ieee 802.1as协议主要工作在数据链路层，通过交换带有时间戳信息的数据报文可以实现高精度的时钟同步，从而可以为无人机自组网提供精确的定时
4、然而，传统的链路延时的测量并未考虑链路不对称性，链路不对称性是影响ieee802.1as协议的主要因素之一。当无人机在编队中以不同的速度运动时，它们之间的相对速度差异会导致多普勒频移。发送无人机的信号频率与接收机接收到的信号频率之间的差异会导致信号到达时间的偏移，从而会造成到达时间估计不准确，影响链路时延的测量。在无线动态环境中，受多径效应的影响，信号在传播过程中会经历多个路径，每条路径的长度和传播速度可能不同，这会导致信号到达无人机的时延存在差异。因此，无人机接收到的同步信号可能存在时延误差，从而影响链路的对称性。
5、综上所述，将ieee 802.1as协议引入无人机网络可以满足无人机网络对时钟同步的需求，然而协议在链路延时测量阶段未考虑多普勒频移和多径传播造成的链路时延不对称，当使用对等延时机制测量的链路时延计算同步误差时，将会影响测量的精度，因此如何解决无线动态环境中多普勒频移和多径传播造成的链路时延不对称成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、基于现有协议存在的问题，本专利技术提供一种基于ieee 802.1as的无线时钟同步方法，具体包括以下步骤：
2、主无人机构造包含zc序列的同步报文，并周期性地将所述同步报文发送至从无人机；所述zc序列包括具有互相关性的正zc序列和负zc序列；
3、从无人机利用zc序列的互相关性对无人机相对运动造成的多普勒频移进行估计，得到所述同步报文的频偏估计信号；
4、从无人机采用正则化正交匹配追踪算法对多径信道传播造成的时延进行处理，得到所述同步报文的时延估计信号；
5、从无人机利用链路不对称度对时延测量误差进行处理，得到所述同步报文的同步偏差；
6、从无人机利用所述同步报文的同步偏差，对本地时钟进行修正。
7、本专利技术的有益效果：
8、本专利技术考虑了多普勒频偏和多径传播造成的时延扩展问题，对数据报文的到达时间进行了精确估计，从而减小了双向链路时延的不对称性，提高了同步精度。
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1.一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，包含ZC序列的同步报文的公式表示为：
3.根据权利要求1所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，所述同步报文的频偏估计信号的计算公式包括：
4.根据权利要求1或3所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，所述同步报文的频偏估计信号的计算公式包括对频偏估计信号进行统计然后求平均，同时使用时延r的加权平均，得到两个互相关函数更准确的峰值指数估计，具体表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，从无人机采用正则化正交匹配追踪算法对多径信道传播造成的时延进行处理，得到所述同步报文的时延估计信号包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，所述步骤S35还包括，采用网格平衡法对正则化正交匹配追踪算法的解
7.根据权利要求6所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，步骤S352中，信道功率计算公式表示为：
8.根据权利要求1所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，从无人机利用链路不对称度对时延测量误差进行处理包括：
9.根据权利要求1所述的一种基于IEEE 802.1AS的无线时钟同步方法，其特征在于，从无人机利用所述同步报文的同步偏差，对本地时钟进行修正包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于ieee 802.1as的无线时钟同步方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于ieee 802.1as的无线时钟同步方法，其特征在于，包含zc序列的同步报文的公式表示为：
3.根据权利要求1所述的一种基于ieee 802.1as的无线时钟同步方法，其特征在于，所述同步报文的频偏估计信号的计算公式包括：
4.根据权利要求1或3所述的一种基于ieee 802.1as的无线时钟同步方法，其特征在于，所述同步报文的频偏估计信号的计算公式包括对频偏估计信号进行统计然后求平均，同时使用时延r的加权平均，得到两个互相关函数更准确的峰值指数估计，具体表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于ieee 802.1as的无线时钟同步方法，其特征在于，从无人机采...
【专利技术属性】
技术研发人员：段洁，朱志能，徐川，陈港，陈彬，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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