多AP Wi-Fi网络的时间同步研究及实现开题报告

全文总字数：4102字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 选题背景及意义

近年来，网络技术蓬勃发展，人们可以快速、方便地通过身边的设备访问互联网，极大地丰富了人们的生活。5g（第五代移动通信技术）通信研究日益成熟，催生了物联网、工业互联网等新型网络技术的产生。通信不再仅局限与人与人之间，人与物之间、物与物之间也需要通过网络连接。

随着物联网技术的发展，越来越多的设备接入到网络中，网络流量大幅增大。传统以太网采用的csma/ca（载波侦听多路访问/冲突检测）技术，在站点传输发生冲突时，要采用退避机制进行延时重发，导致了传输时延的不确定性。目前存在着多种实时工业以太网，比如ethercat、profinet、powerlink、cc-link等，这些协议都是在标准以太网的基础上修改或增加了一些特定的协议以保证实时性和确定性。但是这种非标准以太网在易用性、互操作性、带宽和设备成本上都存在一些不足，特别是当前大数据和云计算等进入工业控制领域、要求it和ot融合的背景下，不仅要保证大数据传输，而且要保证传输的实时性和确定性，这时这些现有的实时以太网协议就显得更力不从心。

在这种需求下，ieee802.1工作组中的tsn任务组开发了一套协议标准。该标准定义了以太网数据传输的时间敏感机制，为标准以太网增加了确定性和可靠性，以确保以太网能够为关键数据的传输提供稳定一致的服务级别。时间敏感网络的基础就是实现网络中设备的精确时间同步，然而目前网络中的很多设备都处于无序的状态，对时间敏感网络的研究造成了很大的困难。此外，许多环境都需要精确的时间记录，比如工业生产、网络安全、金融交易等，因此实现网络时间同步的意义十分重大。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究设计的基本内容和目标

基于ieee802.11标准的wifi无线网络成本低廉、架设方便，目前被广泛应用于家庭、企业网络中。然而wifi网络并不能被应用于高精度、高可靠性要求的工业互联网体系中。为了使wifi网络可靠性和实时性传输，无线网络tsn技术的研究具有深远的意义。

通过研究和分析网络时间同步协议（ntp）及精确时间同步协议（ptp），了解其工作原理和机制，实现以下两个目标：ap之间通过有线网络连接，研究设计程序从而在开发板上同步ap间的系统时间utc以及wlan时间概念tsf，并进行测试；sta与ap通过无线网络wi-fi连接,能够测试sta与ap的tsf时间同步精度。

3. 研究计划与安排

第1~3周 查阅文献；分析题目研究现状，学习基本理论；

第4周阅读文献、撰写开题报告，英文文献翻译；

第5~7周学习研究ntp、ptp时间同步协议；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]aneeq mahmood and felix ring. 2012. clock synchronization forieee 802.11 based wired-wireless hybrid networks using ptp. in proc. ieeeispcs.

[2]nguyen d h , paatelma a , saarnisaari h , et al. [acm press the9th acm workshop - snowbird, utah, usa (2017.10.20-2017.10.20)] proceedings ofthe 9th acm workshop on wireless of the students, by the students, and for thestudents, - s3 \"17 - sub-microsecond network synchronization fordistributed wireless phy protocols[c]// acm workshop. acm, 2017:3-5.

[3]任雅楠. 基于ieee 1588的分布式无线网络时钟同步技术研究[d].中北大学,2019.