无GNSS辅助的高精度无线时钟同步技术探索

"基于载波双向频率传递的时钟同步系统" 本文主要探讨了在时间敏感无线分布式网络中，如何实现高精度的时钟同步。在这样的网络中，由于节点之间的地理位置差异，确保所有设备同步至关重要，这对于无线传感网络、协同工作系统和其他分布式应用的效率和准确性具有决定性影响。随着技术的飞速发展，对高精度无线时频同步的需求日益增加。 目前，大多数高精度时频同步方案依赖于有线基础设施，如光纤比对系统和千兆以太网双向同步。然而，这些方案在无线环境中的应用面临挑战，具体表现为实现难度高、落地成本大。常见的无线高精度时钟同步方法是通过全球导航卫星系统（GNSS）辅助，例如使用实时动态（RTK）差分载波相位时间传递，同步误差可控制在纳秒级别。尽管这种方法在某些场景下效果良好，但它对GNSS信号的依赖性成为其主要缺点。GNSS信号易受干扰，城市地区的遮挡和多径效应会降低信号质量，而在偏远地区，没有足够的基站支持，实现高精度同步也变得困难。 为了应对这些挑战，研究人员开始探索无需GNSS辅助的无线时频同步技术。一种方法是利用超宽带（UWB）信道进行同步，它可以实现多节点的时钟同步并减少相位漂移，提高系统的稳定性。然而，UWB的传输距离有限，信道体制特殊，通用性不足，限制了其广泛应用。另一种方案是基于激光的时频同步，通过小型激光器和FPGA实现粗同步和精同步，能提供高时钟稳定度，但激光传输受环境因素影响，长距离和动态应用时可能会出现问题。 基于无线局域网（WLAN）的时频同步技术是一种潜在的替代方案，它利用WLAN的数据传输特性，结合FPGA的硬件优势，有可能在不依赖GNSS的情况下实现高精度同步。这种方法可能更适用于复杂环境，如低信噪比、GNSS拒止、大传输时延和高动态条件。尽管每种方案都有其优点和局限性，但随着技术的不断进步，研发适合各种复杂环境的高精度无线时频同步技术将成为未来研究的重要方向，以满足新时代定位导航授时领域的需求。