37、基于皮肤电位的可穿戴设备时钟同步技术解析

基于皮肤电位的可穿戴设备时钟同步技术解析

1. 先验知识对整数模糊度求解的影响

在时钟同步过程中，先验知识（如 imin、imax、jmin 和 jmax）对整数模糊度求解（IAS）有着重要影响。利用先验知识，我们可以缩小 i 和 j 的搜索范围，从而加快 IAS 的收敛速度。这些先验知识可以基于离线实验获得的统计信息。

例如，一组箱线图展示了带有 imax 和 jmax 先验知识的 IAS 结果，此时 IAS 可分别在 [0, imax] 和 [0, jmax] 范围内搜索 i 和 j；而另一组无先验知识的 IAS 结果显示，其必须在 ([0, \frac{RTT - \theta_q - \theta_p}{T}]) 范围内搜索 i 和 j。可以发现，若不使用先验知识，K 值会增加，但 IAS 仍能收敛。一旦 IAS 收敛，TouchSync 的同步误差主要取决于时间位移 𝜖。

2. 带内部周期信号的 TouchSync

在某些场景下，如可穿戴设备离电源线极远或处于法拉第笼（如电梯轿厢）中时，难以感知电磁辐射（EMR）或内部同步电信号（iSEP）。为此，我们将 TouchSync 设计扩展为让可穿戴设备自行生成具有相同周期的内部周期信号（IPS）来驱动时钟同步。

2.1 扩展设计

扩展设计主要包括从节点和主节点在使用相同 IPS 时间周期上的协调以及 IPS 的生成。基于生成的 IPS，每个节点按照之前的流程估计时钟偏移。以下分别介绍基于 IPS 的 TouchSync 协议和自适应周期机制（APM）。

• 基于 IPS 的 TouchSync 协议