基于MPC的車車通信時間同步方法

陳 永，詹芝賢，張 薇

（1.蘭州交通大學 電子與信息工程學院，甘肅 蘭州 730070；2.蘭州交通大學 交通運輸學院，甘肅 蘭州 730070）

列車運行控制系統作為高速鐵路的中樞神經，是保障高速鐵路運營安全、提高運營效率的核心技術裝備。目前，我國CTCS-3列控系統使用車地通信系統進行列控信息雙向傳輸［1］，但隨著高速鐵路的快速發展，對運營效率和安全防護提出了更高的要求。

隨著5G“新基建”戰略的部署和推進，鐵路專用移動通信系統（The Fifth Generation Mobile Communication-Railway，5G-R）作為我國鐵路未來移動通信的主體技術制式，可為列控系統提供大帶寬、高可靠性的無線接入保證［2］。列車與列車之間的通信（車車通信）作為5G-R 重要應用場景，可進一步提升列控業務的安全性和運營效率。然而，在5G-R 車車通信過程中，由于列車的高速移動性，車車通信鏈路具有較大的時變性［3］，導致同步性能下降。如何提高車車通信時間同步性能，對于保障高速鐵路運營安全及運營效率至關重要。

根據車車通信有中繼和無中繼不同場景［4］，目前對于實現時間同步的方法可以分為：集中式時間同步方法和分步式時間同步方法［5］。其中集中式時間同步方法一般需要設置參考節點，為同步過程提供參考時間。Shi 等［6］提出了1 種快速泛洪多路單向廣播時間同步協議，它通過將參考時間沿多跳路徑泛洪到整個網絡上實現時間同步，但該方法一旦單個節點發生數據包丟失就會影響到整個網絡的同步精度。Wang等［7］在時間同步過程中引入了比例積分微分（Proportional Integral Derivative，PID）控制降低干擾帶來的誤差，但無法適應快速時變帶來的時鐘跳變。……