摘要
随着制造业智能化水平的提升,工控领域对于实时通信、低成本部署和灵活组网的要求越来越高,推动着时间敏感网络(Time Sensitive Networking, TSN)向无线通信领域发展.IEEE802.11标准是使用最广泛的无线通信协议,但是由于其定义的带有冲突避免的载波侦听多路访问机制(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid, CSMA/CA)存在随机退避、实时性差等特点,导致TSN无法直接应用到无线网络.建立无线TSN的首要任务是实现端到端的时钟同步,针对IEEE802.11自身同步机制对上层同步支持缺失的问题,提出一种面向无线网络通信的基于信标帧的时钟同步方法,与精确时间协议(Precision Time Protocol, PTP)等主流时钟同步机制相比,该方法合理利用无线信道中的信标流量,显著降低了同步所需的网络开销.通过在开源平台openwifi上运行该同步机制与PTP进行对比实验,结果表明这种同步方法能够以远低于PTP的网络开销达到与PTP同一个量级的μs级同步精度,为将TSN推广至无线网络奠定基础.
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