Schedule based Self Localization of asynchronous wireless nodes with experimental validation
在本文中，我们提出了时钟误差缓解的测量计划为基础的自定位系统。我们提出了测量模型的时钟误差，同时按照锚节点之间的预定传输。此外，RLS算法被提出来估计时钟误差和校准测量的自定位节点对锚节点的相对时钟误差。一个全面的实验验证提供了基于商业现成的UWB无线电根据IEEE标准化协议。
2017-02-06 cs.NI
Comments on "IEEE 1588 Clock Synchronization using Dual Slave Clocks in a Slave"
在上述信件中，Chin和Chen提出了一种基于双从时钟的IEEE 1588时钟同步方法，其中他们声称多个未知参数-即，时钟偏移、时钟偏斜和主从延迟-可以仅使用比通常更多的等式，通过单向时间传输来估计。本文研究了Chin和Chen的双时钟方案，给出了主时钟和双从时钟的详细模型，并指出多参数估计公式是无效的，从而肯定了即使采用双从时钟也不可能区分延迟和时钟偏移对从时钟的影响。
2016-02-01 cs.AR cs.NI
AB-Sync: Attention-Based Slot-Level Clock Synchronization Method for UWB-TDOA Localization Networks
针对UWB-TDOA定位网络中同步粒度不匹配导致的残余TDOA误差，提出基于注意力的时隙级时钟同步方法AB-Sync，通过建模时隙特定时钟速度比与相邻时钟波动的关系，实现标签时隙级时间戳映射，无需额外同步消息，显著降低TDOA测距标准差并提升定位精度。
2026-06-29 cs.NI
Model-based clock synchronization protocol for wireless sensor networks
在无线传感器网络中，节点传送带时间戳的分组以便同步它们的时钟，即，估计对方的时间显示。我们介绍和分析了一个参数化的随机模型的时钟，并使用它来计算，在任何给定的时间，最大似然（ML）估计的两个通信节点之间的相对偏斜/偏移。对于网络同步，基于事件的卡尔曼-布西滤波产生了一个集中的计划，我们提出了一个有效的分布式次优算法。我们研究的性能分析和实验，并提供可证明的保证。我们总结了我们的研究结果定义一个新的分布式基于模型的时钟同步协议（MBCSP），并提出了一个比较模拟研究的准确性与现有技术展示改进。
2013-11-27 cs.NI
Encryption is Futile: Delay Attacks on High-Precision Clock Synchronization
时钟同步对现代社会至关重要，因为许多关键基础设施都依赖于精确的时间概念。本文分析了高精度时钟同步协议的安全性，特别是当时钟同步流量使用标准网络安全协议（如SSL，MACsec或TLS）加密时，它们对延迟攻击的保护。我们使用的精确时间协议（PTP），最广泛使用的高精度时钟同步协议，证明统计流量分析可以识别属性，支持选择性消息延迟攻击，即使是加密流量。此外，我们确定了一个基本的冲突，在安全的时钟同步之间的确定性的流量，以提高精度和需要混淆流量，以减轻延迟攻击。时钟同步协议的理论分析隔离的特点，使这些协议容易受到延迟攻击，并认为这种攻击不能完全防止，但只能减轻。在单向延迟方面的底层通信网络的知识和关于这些网络的物理约束的知识可以帮助计算从时钟偏移的保证最大界限。这些界限对于检测延迟攻击和最小化其影响至关重要。然而，在一般情况下，在对抗环境中可以保证的精度比关键基础设施中的高精度时钟同步所需的精度低几个数量级，因此，在使用不可信网络时，必须不依赖于精确的时间概念。
2018-11-21 cs.CR cs.NI
G-SINC: Global Synchronization Infrastructure for Network Clocks
许多关键计算应用程序依赖于安全可靠的时间，这些时间在大型分布式系统之间可靠地同步。当今的时间同步架构通常基于全球导航卫星系统，面临着遭受中断、故障或针对可用性和准确性的攻击的相当大的风险。本文描述了一个实际的实例化的一个新的全球性的，拜占庭容错时钟同步方法，不信任任何单一的实体，并能够容忍一小部分的故障实体，同时仍然保持在全球范围内的同步，否则主权网络拓扑结构。利用路径感知SCION网络架构提供的强大弹性和安全属性，所提出的设计可以实现为现有时间同步部署的向后兼容的主动备用解决方案。通过广泛的评估，我们证明，超过94%的时间服务器可靠地最大限度地减少本地时钟的偏移，以实时的存在高达20%的恶意节点，所有的时间服务器保持同步，即使在一年的参考时钟中断后，只有2毫秒的偏差。
2022-07-13 cs.NI
Empirical Evaluation of a 5G Transparent Clock for Time Synchronization in a TSN-5G Network
University of Granada（格拉纳达大学）；Research Center on Information and Communication Technologies, University of Granada（格拉纳达大学信息与通信技术研究中心）；Safran Electronics and Defense Spain（赛峰电子与防御西班牙公司）
本文实证评估了TSN-5G网络中的5G端到端透明时钟，通过商业TSN交换机和单钟实现，实验结果显示同步精度达到500ns，满足工业需求。
2025-09-08 cs.NI
Threshold Logical Clocks for Asynchronous Distributed Coordination and Consensus
用于异步网络的一致性协议通常是复杂和低效的，导致实际系统依赖于同步协议。本文试图简化异步共识之上建立一个新的阈值逻辑时钟抽象，使上层操作，如果在一个同步网络。这种方法为故障停止节点产生了一个异步共识协议，该协议可能比Paxos及其基于领导者的变体更简单，更强大，不需要共同的硬币，并在恒定的预期回合数中实现共识。同样的方法可以通过建立在成熟的技术上来加强对拜占庭式失败的防范，例如防篡改日志记录和流言、可问责的状态机、阈值签名和见证人共同签名以及可验证的秘密共享。现有抽象和阈值逻辑时钟的这种组合产生了一种模块化的、分层清晰的方法，用于构建实用且高效的拜占庭共识、分布式密钥生成、时间、时间戳和随机性信标以及其他关键服务。
2019-07-16 cs.CR cs.DC cs.NI
IEEE 802.1AS Clock Synchronization Performance Evaluation of an Integrated Wired-Wireless TSN Architecture
从通信系统的角度来看，工业控制系统面临着许多挑战：时钟同步，确定性行为，低延迟，高可靠性，灵活性和可扩展性。这些挑战主要通过以太网上的标准技术来解决，例如，时间敏感网络（TSN）。作为一种研究趋势，预计TSN将与无线融合，导致无线TSN范式。此外，无线TSN预计将与以太网TSN集成，以创建大规模的有线-无线（混合）TSN网络。实现混合TSN的第一步是将时钟基准从有线域分配到无线域。在本文中，我们利用现有的以太网TSN和无线技术实现（Wi-Fi和w-SHARP），我们提出了两个硬件架构，专门设计，使网络域之间的时钟同步分布。硬件架构已经在片上系统（SoC）现场可编程门阵列（FPGA）平台上实现。我们证明，通过几个实验，实现是能够满足TSN所需的同步性能。
2021-09-20 cs.NI
On the Practical Implementation of Propagation Delay and Clock Skew Compensated High-Precision Time Synchronization Schemes with Resource-Constrained Sensor Nodes in Multi-Hop Wireless Sensor Networks
在无线传感器网络中，在资源受限的传感器节点上实现高精度的时间同步是一个主要的挑战。基于异步源时钟频率恢复和反向双向消息交换的最新无线传感器网络时间同步方案的实际测试床上的实际实现的调查，可以补偿传播延迟和时钟偏差以获得更高的精度，由于传感器节点的浮点运算精度有限，低复杂度的传感器节点不能达到仿真实验预测的精度。注意到典型的传感器节点的计算能力较低，其对时间同步的影响，我们提出了一种非对称的高精度时间同步方案，可以提供高精度的时间同步，即使在多跳无线传感器网络中的资源受限的传感器节点。在该方案中，所有的同步相关的计算都在头节点配备了丰富的计算和电源资源，而传感器节点只负责时间戳。基于运行TinyOS的TelosB节点的实验平台的实验结果表明，该时间同步方案能够避免资源受限传感器节点单精度浮点运算所带来的时间同步误差，在多跳无线传感器网络中实现微秒级的时间同步精度。
2019-05-13 cs.NI
An Energy-efficient Clock Synchronization Protocol for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSN）的行为是目前研究的热点。最重要的问题之一是与它们的能耗有关，因为这对网络寿命有重大影响。另一个重要的应用要求是确保数据感测同步，这导致额外的能量消耗，因为在每个节点处发送和接收大量消息。我们的建议包括在实现一个组合的同步协议的基础上的IEEE 1588标准，是专为有线网络和PBS（成对广播同步）协议，是专为传感器网络，因为它们都不能提供所需的同步精度为我们的应用程序本身。我们的新同步协议的主要目标是：确保本地时钟的精度高达十分之一微秒，并提供重要的节能。我们使用NS-2（网络模拟器）获得的结果表明，我们的解决方案（IEEE 1588-PBS）的性能符合我们在同步方面的应用要求，并且在节能方面有显着提高。
2010-12-09 cs.NI
Reverse Flooding: exploiting radio interference for efficient propagation delay compensation in WSN clock synchronization
时钟同步是现代分布式系统，特别是无线传感器网络（WSNs）中必不可少的组成部分。尽管做出了巨大的努力和许多改进，现有的同步方案还没有解决传播延迟的消除。直到几年前，这还不被认为是一个问题，因为时间戳精度是同步方案所能达到的精度的一个更大的限制因素。然而，最近引入的基于相长干涉的有效泛洪方案已经极大地提高了可实现的精度，达到了传播延迟可以有效地成为主要误差源的程度。在本文中，我们提出了一种方法来估计和补偿网络的传播延迟。我们的建议不需要维护网络的生成树，并利用建设性干扰，甚至传输数据包的内容略有不同。为了证明该方法的有效性，我们在FLOPSYNC-2同步方案的基础上实现了传播延迟估计器。实验结果证明了使用现成的微控制器和无线电收发器测量传播延迟的可行性，并显示了所提出的解决方案如何允许实现亚微秒时钟同步，即使对于传播延迟是显着的网络。
2018-08-17 cs.NI
Modelling Clock Synchronization in the Chess gMAC WSN Protocol
我们提出了一个详细的时间自动机模型的时钟同步算法，目前正在使用的无线传感器网络（WSN），已开发的荷兰公司国际象棋。使用Uppaal模型检查器，我们建立，在某些情况下，一个静态的，完全同步的网络可能最终成为不同步的，如果使用当前的算法，即使在设置与无限小的时钟漂移。
2009-12-10 cs.DC cs.FL cs.LO
OpenWiFiSync: Open Source Implementation of a Clock Synchronization Algorithm using Wi-Fi
本文针对无线通信链路在工业场景中的时钟同步需求，基于 Wi-Fi 开源实现了参考广播基础设施同步协议（OpenWiFiSync），并给出了概念、实现细节、测试床及初步结果。
2024-10-11 cs.NI
Energy Efficient Cross Layer Time Synchronization in Cognitive Radio Networks
时间同步是任何认知无线电网络（CRN）执行动态频谱管理的重要问题。每个认知无线电（CR）节点必须是环境感知的和自适应的，并且必须具有在多种调制方案和频率之间切换的能力。在这些CR节点内实现相同的时间概念对于满足用于频谱感测的同时静默期的要求是必不可少的。当前的应用层时间同步协议需要多个时间戳交换来估计CRN节点之间的时钟偏差。所提出的符号定时恢复方法已经在物理层估计硬件时钟的偏斜，并将其用于每个节点的应用层时钟的偏斜校正。应用层时钟的核心是硬件时钟，因此应用层时钟偏斜将与物理层的时钟偏斜相同，并且可以从符号定时恢复过程中校正。因此，一个时间戳足以同步两个CRN节点。这节省了应用层协议所使用的能量，使得CRN能量高效，并且可以在短时间内实现时间同步。
2020-07-08 cs.NI
Multi-Stream TSN Gate Control Scheduling in the Presence of Clock Synchronization
针对工业4.0等场景下确定性延迟需求及时钟同步带来的调度难题，提出一种可完全避免排队延迟的多流TSN门控调度新方法，结合网络时间同步信息可同时满足严格截止期限并提升带宽效率。
2024-07-11 cs.NI
Improving Network Clock Synchronization by Marking Congestion
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Klagenfurt（克拉根福大学）
本文提出一种在网拥堵指示与过滤机制，用于提升NTP和PTP协议中的时钟同步精度，通过简单修改交换机或路由器实现，有效降低时钟偏移误差。
2026-04-14 cs.NI
Non-Hierarchical Clock Synchronization for Wireless Sensor Networks
时间同步对于无线传感器网络中的各种应用（包括调度通信资源、协调传感器唤醒/睡眠周期以及对准用于分布式发送/接收的信号）是重要的。本文介绍了一种非分层的方法，在无线传感器网络中的时间同步，具有低开销，可以实现在物理层和/或MAC层。与大多数以前的方法不同，本文中描述的方法允许所有节点使用完全相同的分布式算法，并且不需要对来自其他节点的测量进行局部平均。分析结果表明，非分层的方法可以提供单调的期望收敛的漂移和偏移在广泛的条件下的网络拓扑结构和本地时钟更新步长。数值结果也验证了两个特定的网络拓扑结构下的分析。
2012-12-06 cs.NI nlin.AO
Que Sera Consensus: Simple Asynchronous Agreement with Private Coins and Threshold Logical Clocks
通常认为，异步共识比部分同步算法更复杂，更困难，更昂贵，特别是在不使用普通硬币的情况下。本文挑战传统的智慧与quesera共识QSC，一种共识的方法，干净地分解协议问题，从网络安全性。QSC仅使用私有币，并在$O(1)$预期的通信回合中达成共识。它依赖于“锁步”同步广播，但可以在阈值逻辑时钟（TLC）算法上运行，以在底层异步网络上进行部分可靠的通信。这种组合可以说比部分同步的共识方法（如（多）Paxos或Raft与领导者选举）更简单，并且对于减缓领导者或有针对性的网络拒绝服务攻击更强大。TLC上的QSC的最简单的公式化产生预期的$O(n^2)$消息和每个协议的$O(n^4)$比特，或者具有直接优化的$O(n^3)$比特。按需实现（其中客户端充当“自然领导者”以在仅实现被动键值存储的有状态服务器上执行协议）可以实现每个客户端驱动协议的$O(n^2)$预期通信位。
2020-03-04 cs.DC cs.DS cs.NI
A Novel Rapid-flooding Approach with Real-time Delay Compensation for Wireless Sensor Network Time Synchronization
基于单向广播的洪泛时间同步算法是无线传感器网络中常用的时间同步算法。然而，数据包延迟和时钟漂移的准确性提出了挑战，因为他们带来了严重的逐跳错误积累的问题，在无线传感器网络。针对这一问题，本文提出了一种具有实时的【形】延迟补偿的快速洪泛多广播时间同步算法（RDC-RMTS）。通过使用快速洪泛协议，在RDC-RMTS中引用的时间信息的洪泛延迟显著减少。此外，本文还提出了一种新的联合时钟偏移最大似然估计方法，以获得精确的时钟参数估计和实时的【形】分组时延估计。此外，RDC-RMTS的一个创新的实现设计与自适应时钟偏移估计。实验结果表明，RDC-RMTS可以很容易地减少可变延迟，并显着减缓逐跳错误积累的增长。因此，提出的RDC-RMTS可以实现精确的时间同步在大规模复杂的无线传感器网络。
2022-07-23 cs.NI
On enery-efficient time synchronization based on source clock frequency recovery in wireless sensor networks
Xi'an Jiaotong-Liverpool University（西交利物浦大学）
本文研究了针对不对称无线传感器网络的节能时间同步方案，重点在于减少传感器节点与头节点之间的消息传输，以降低能耗。
2015-08-11 cs.NI cs.SY eess.SY
Synchronization-Free Delay Tomography Based on Compressed Sensing
时延层析成像技术一直以来都是网络中源端和接收端测量节点的负担，需要解决两个方面的问题：路径建立和时钟同步。在这封信中，我们专注于延迟层析成像的时钟同步问题，并提出了一个同步的延迟层析成像方案。该方案选择源和接收机测量节点之间的路径作为参考路径，这导致在传统的延迟层析成像问题的方程的损失。然而，通过利用压缩感知，所提出的方案变得鲁棒的损失。仿真实验证实，该方案的工作原理与传统的延迟层析成像计划在网络中没有源和接收机测量节点之间的时钟同步。
2014-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic FTSS in Asynchronous Systems: the Case of Unison
分布式容错可以掩盖有限数量的永久性故障的影响，而自稳定提供了任意数量的瞬时故障击中系统后的前向恢复。FTSS协议结合了这两个世界的最佳之处，因为它们同时具有容错性和自稳定性。迄今为止，FTSS解决方案要么考虑静态（即固定点）任务，要么假设系统组件的同步调度。在本文中，我们提出了在异步系统中的动态任务的第一次研究，考虑作为基准的一致性问题。Unison可以被看作是一个本地时钟同步问题，因为邻居必须保持彼此之间最多一个时间单位的数字时钟，并且无限频繁地增加自己的时钟值。我们提出了许多不可能的结果，这个困难的问题，并提出了一个FTSS解决方案时，问题是可解决的，表现出最佳的故障遏制。
2011-02-10 cs.DS cs.NI
Implementation of Symbol Timing Recovery for Estimation of Clock Skew
任何分布式网络中的时间同步都可以通过使用应用层协议进行时间校正来实现。本文提出的时间同步方法在物理层利用符号定时恢复来校正应用层时钟。这种跨层方法减少了应用层时间同步所需的消息交换量，从而节省了能量。通过使用多个消息交换可以提高偏斜估计的精度。通过对跨层策略的仿真、实验和数学分析，证明了物理层的时钟偏差与应用层的时钟偏差是一致的，即节点内部的硬件时钟偏差。
2020-06-25 cs.NI eess.SP
Comments on "On Clock Synchronization Algorithms for Wireless Sensor Networks Under Unknown Delay"
Xi’an Jiaotong-Liverpool University（西交利物浦大学）
本文指出前人对时钟偏移最大似然估计的推广存在错误，因未考虑模型中噪声的相关性，修正了时间戳间隔的最优选择。
2016-02-01 cs.DC cs.NI cs.SY
Skewless Network Clock Synchronization Without Discontinuity: Convergence and Performance
Caltech（加州理工学院）；IBM T. J. Watson Research Center（IBM T.J.沃森研究中心）；Cornell University（康奈尔大学）
本文提出一种无偏斜的时钟同步算法，解决传统方法中频率差估计和偏移修正带来的抖动问题，通过分析算法收敛性并优化参数以减少抖动和漂移影响，揭示了在存在时间环路和噪声时同步的可行性。
2014-07-28 cs.DC cs.NI cs.SY
