Forschung zur Bluetooth-
Zeitübertragung.

PToB erforscht Zeitübertragung zwischen Bluetooth-Geräten, USB-Clients und Linux-Gateways sowie mit Starlink über WLAN. Entdecken Sie die Hardware, die Versuchsergebnisse und deren Bedeutung für Ihren Aufbau.

17 Paper und Leitfäden · Aktualisiert am

Mit dem Gesamtsystem beginnen.

Der aktualisierte Viability-Preprint vom 30. Oktober verbindet quellengebundene Uhren, Zeitmesh, Hardware, USB/macOS und Holdover-Stichproben. Diese 17-seitige Gesamtschau führt in die Forschung und ihre Abwägungen ein.

Überblick lesen

Früheres Viability-Paper · 16. Oktober 2026 (PDF, Englisch)

Kostengünstige Zeitübertragung mit Ihrem Starlink

Starlink und WLAN sind schon vorhanden? Erfahren Sie, wie ein ESP32-S3 Terminal-NTP mit WLAN-Beacons kombiniert. Zwei Läufe erreichten nach vorheriger GNSS-Phasenkalibrierung 19,226 µs und 8,240 µs RMS; übertragbare UTC-Genauigkeit bleibt unqualifiziert.

Starlink-Zeitübertragung über WLAN erkunden

Paper und Lesewege

Mit den Grundlagen beginnen, einer Implementierung folgen oder eine vorgeschlagene Anwendung erkunden. Jedes Paper hat eine HTML-Zusammenfassung, Angaben zum Aussagebereich und das englische Original-PDF.

Grundlagen

Das System verstehen, dann Protokoll und Messgrundlage untersuchen.

Implementierung und Zeitübertragung

Erkunden Sie Starlink-Zeitübertragung über WLAN, verbessern Sie die Ereigniserfassung mit Zephyr und ESP32-S3 und verfolgen Sie die Zeitübertragung zu macOS sowie einem Raspberry-Pi-NTP/PTP-Gateway.

Anwendungen und künftige Hardware

Vorgeschlagene Anwendungen und ihre noch nötige Validierung erkunden.

Was die Versuche zeigen

Diese Datensätze messen unterschiedliche Uhren, Pfade und Referenzen. Jede Fehlerkennzahl zusammen mit Beobachtungszahl und Methode lesen; die Ergebnisse sind kein gemeinsamer Benchmark.

Pi 5: von M-HAT-PPS zur Linux-Zeit

Das feste Messfenster vom dauerte 600,026 Sekunden nach 120,041 Sekunden Aufwärmzeit. Es enthielt 600/600 neue PPS-Flanken aus derselben Quellkohorte, ohne beobachtete Pulslücken oder Dienstneustarts. Die GPIO-Phase hatte 872,002 ns RMS, ein absolutes P99 von 4,809 µs und maximal 7,017 µs; 46/600 Beobachtungen überschritten 1 µs. Alle Ausreißer bleiben enthalten.

Dies sind GPIO-IRQ-Zeitstempel relativ zu derselben Pi-Systemuhr, die chrony nachführt. Der separat abgetastete Median der chrony-Tracking-RMS-Schätzung betrug 72 ns; keine der beiden Größen misst unabhängig die UTC- oder elektrische Ausgangsgenauigkeit. Loopback-NTP und ausgehendes WLAN-PTP bestanden separate Protokollprüfungen. Ethernet war nicht verbunden; kabelgebundene Endpunkt-Zeitmessung, Linux-USB/SOF und umgekehrter PTP-Eingang bleiben ungemessen.

W12-Holdover unter einer Mikrosekunde in Stichproben

· W12 v0.2.33. Eingefrorene Uhrenmodelle werden gegen spätere authentifizierte BLE-Beobachtungen geprüft. P99 wird über den jeweils größten gemessenen Fehler jedes Laufpräfixes gebildet.

Längste vollständig nachgerechnete Geräte-Grenze

Dauer mit P99 <1 µs in Stichproben
64 s
Laufpräfixe
128
P99 / größter Stichprobenfehler
760 / 879 ns

Diese gleitende C-1-Population ist vollständig aus akzeptierten Paaren rekonstruiert. Sie ist die längste nachgerechnete Grenze im Geräteraster und nicht der Endwert jedes Fensters.

Separate feste Kohorte ausgereifter Läufe

Letztes bestandenes / erstes gescheitertes Alter
75 / 76 s
Feste Laufpräfixe
128
P99 beim bestandenen / gescheiterten Alter
983 / 1.028 ns

Die Nachrechnung in Sekundenschritten hält die Kohorte fest. Sie ersetzt nicht die gleitende Gerätehistorie. Spätere Fenster am Aufnahmeende beider W12-Geräte enden bei 24 Sekunden; Fehlschläge, Unbekannte und unvollständige Läufe bleiben in den Nachweisen.

Vier endliche Aufnahmen behalten 25.639 akzeptierte Paare und 10.450 numerisch nachgerechnete START/END-Paare bei. Ihre Beobachtungslücken über 250 ms zählen 212 / 338 / 292 / 213, mit Maxima von 1,688 / 1,375 / 2,188 / 1,000 s. Das Lückeninnere ist ungemessen. Temperatur bleibt reine Beobachtung; dies sind BLE-relative Fehler in Stichproben ohne durchgängige Grenze, kalibrierte UTC-/Ausgabegenauigkeit oder Qualifizierung physischer GM-Übergänge.

CoreSE: Uhren- und Beobachtungsdiagnostik

CoreSE 0.1.30 berichtet separat P99 <1 µs HOLD ≥1,75 s in Stichproben über 128 Versuche mit einem unbekannten Ausgang. Bei einem Alter des eingefrorenen Laufs von 103,4 s haben seine jüngsten 128 BLE-Beobachtungen P95/P99/MAX von 909/936/948 ns. Die 165 Beobachtungslücken über 250 ms lassen ihr Inneres ungemessen; das Modellalter ist keine Dauer durchgängiger Genauigkeit.

Precision Clock, Ansichten und Spezifikationen erkunden

ESP32-S3-Zeitübertragung auf W12

· Nordic-Quelle → W12-Empfänger / geschätztes Relais → T096-Referenz. Zwei 300-Sekunden-Fenster nach 120 Sekunden Warmlauf, mit W12 0.2.10 und T096 0.15.169. Empfangs- und Relaisanpassungen waren vor der Validierung eingefroren.

W12 · ausgegebene Uhr an GNSS-PPS

Relativer PPS-RMS einschließlich Bias
60,3 ns
Auswertbare / protokollierte Beobachtungen
522 / 600 · 87,0 %
Mittelwert / Standardabweichung
+40,7 / 44,5 ns
P95 / P99 / Maximum des Betrags
122 / 156 / 180 ns

Alle 78 Einträge ohne verfügbare Quelle bleiben erhalten. Das erste Fenster enthält einen Quellenwechsel; das stabile zweite Fenster maß separat 38,3 ns RMS bei 300/300 Beobachtungen und 121 ns Maximum. Über beide Fenster liegen 466/522 auswertbare Fehler strikt unter 100 ns und alle 522 unter 200 ns.

Hinter dem W12-Relais · nachgelagerte T096-PPS

Relativer PPS-RMS einschließlich Bias
61,9 ns
Auswertbare / protokollierte Beobachtungen
451 / 600 · 75,2 %
Mittelwert / Standardabweichung
−5,5 / 61,7 ns
P99 / Maximum des Betrags
154 / 211 ns

109 Einträge ohne Abbildung, 36 abgelaufene und vier mit ungeeigneter Referenz bleiben nicht auswertbar. Ein auswertbarer Fehler erreicht oder überschreitet 200 ns.

Sendezeitstichprobe · am nachgelagerten RX gemessen

RMS empfangener Ausgabe einschließlich Bias
108,3 ns
Bewertete / ausgewählte Sendungen
58 / 120 · 48,3 %
Mittelwert / Standardabweichung
+13,9 / 107,4 ns
P99 / Maximum des Betrags
226 / 226 ns

61 ausgewählte Sendungen haben keinen passenden späteren Korrektureintrag; einer fehlen einschließende PPS-Marken. Drei bewertete Fehler erreichen oder überschreiten 200 ns. Dieser Stichprobenpfad enthält die bestehende nachgelagerte Empfangskorrektur und isoliert keine HF-Sendeverzögerung.

Die UTC-Basisreparatur erhält Nanosekundenphase: Alle 522 auswertbaren W12-Einträge haben identische relative und UTC-Bruchteilsphasen. Das separate GNSS-Vorhersagemodell maß 35,2 ns rohen / 41,9 ns abgebildeten RMS über 600/600 Vorhersagen; es prüft sein eigenes vorheriges Modell und misst keine ausgegebene BLE-Genauigkeit.

Die vollständige Zeitqualifizierung bleibt offen wegen Verfügbarkeitslücken, großer nachgelagerter Fehler und unbekannter GNSS-, GPIO-/Kabel-, HF- und absoluter UTC-Grenzen. Physische W12-Ausgabezeit und GM-Betrieb sind unqualifiziert. Diese Messungen zertifizieren keine anderen Geräte oder Profile.

W12-PPS-Stichproben (CSV) · Nachgelagerte PPS (CSV) · Alle ausgewählten TX (CSV) · GNSS-Vorhersagen (CSV) · Vollständige Ergebnisse (JSON) · Herkunft und Offline-Prüfer (Englisch)

Die Implementierung verstehen

Kontinuierliche Hardwareerfassung, Uhrenbrücken und kausale Anpassung werden in der siebenseitigen hardwarenahen Anleitung erklärt, mit Zählerarithmetik, Pseudocode und Validierungsfolge.

Zusammenfassung der ESP32-S3-Implementierung lesen Hardwarenahe Zeitanleitung lesen (PDF, 7 Seiten, Englisch) LaTeX-Quelle und Implementierungsreferenzen (Englisch)

Präzise Zeit über ein T096-Relais

Ein T096-Relais führte seine eigene Uhr anhand des GMs nach und erzeugte dann einen neuen Zeitstrom für einen zweiten T096-Empfänger. An diesem Empfänger prüfte eine separat erfasste lokale PPS die an der Flanke bereits verfügbare Uhrenabbildung.

  1. T096-GMQuellenreferenz
  2. T096-RelaisNeu erzeugte Zeitdaten
  3. T096-EmpfängerAusgegebene UhrLokale PPS → Beobachtungsabfrage
    Nur Validierung
Ein Relais · zwei BLE-Verbindungen. Die PPS-Referenz des Empfängers misst die BLE-Uhr und trainiert sie niemals.
RMS einschließlich Bias
62,504 ns
Vorzeichenbehafteter Mittelwert / Jitter ohne Mittelwert
−18,417 / 59,729 ns
P95 / P99 / Maximum des Betrags
123,25 / 160,25 / 191 ns
Auswertbare / erwartete Grenzen
436 / 602 · 72,425 %
Beobachtete PPS-Flanken / Aufnahmedauer
504 / 601.576 s

12. Oktober 2026 · nativer Stand 0.14.43. Gemessen wird die Phase innerhalb der Sekunde am Empfänger, mit vorher separat trainierter und eingefrorener Kalibrierung je Verbindung. Dies weist weder kalibrierte absolute UTC-Genauigkeit, Fehlergrenze am Ausgangspin, durchgängige Verfügbarkeit noch physische Präzision über zwei Relais nach.

Beobachtungslücken und Kalibrierung

Die vollständige Bilanz lautet 602 = 436 gültige kausale Vergleiche + 65 Beobachtungen mit ungültiger Referenz + 3 Flanken mit gültiger Referenz, aber abgelaufenen Abbildungen + 98 konservativ als unbeobachtet erfasste Gelegenheiten. Die längste beobachtete Referenzlücke betrug 59,017 s. Ausschläge bei ungültiger Referenz bleiben eine eigene Population; fehlende Intervalle werden nicht interpoliert.

Eine Empfangskorrektur von +10.543 ns je BLE-Verbindung wurde separat trainiert und vor diesem Lauf eingefroren. Die PPS-Beobachtung liefert weder Rückführung noch GNSS-Ausweichpfad für die BLE-Uhr. Separat erfasste Zähler behielten sechs Relais- und elf Endempfänger-Episoden mit Abbildungsablauf und Wiederkehr bei.

USB-Zeitübertragung zu einer macOS-Benutzeruhr

Das feste gleichzeitige 180-s-Fenster am selben Bus vom vergleicht einen BLE-versorgten RC und einen direkten GNSS-DC-USB-Pfad. Der kausale RC/DC-Vorhersage-RMS beträgt 190,050/267,448 ns bei 5.054/5.370 Vorhersagen. Die gleichzeitige Übereinstimmung bei gemeinsamer Quelle beträgt 325,545/344,546 ns bei 145/119 Vergleichen.

Ausgabestatus-Stichproben: 147/177 für RC und 119/177 für DC, bei 30/58 zurückgehaltenen Werten. Die Pfade nutzen getrennte GNSS-Ketten; der Bus war gemeinsam, verlängerte Versuche waren zu diesem Stichtag unvollständig. Interne Tracking-Schätzungen, kausale Vorhersage und Übereinstimmung bei gemeinsamer Quelle bleiben verschiedene Kennzahlen. Absolute UTC und durchgängige Ausgabe sind nicht qualifiziert.

Das separate Fünfminutenergebnis vom 15. Oktober bleibt verfügbar: 23–339 ns eingeschwungener Schätzer-RMS, 414 ns Übereinstimmung bei 182/236 Vergleichen und 328 ns kausaler Vorhersage-RMS. Startphase und zurückgehaltene Stichproben bleiben diesem datierten Versuch zugeordnet.

Frühere Direktmessungen nach Gerät und Referenz

· Diese drei ursprünglichen Konfigurationen behalten ihren eigenen Nachweisstichtag. Insbesondere die frühere interne ESP32-S3-Vorhersage misst etwas anderes als das aktuelle Ergebnis der ausgegebenen W12-Uhr im PPS-Vergleich.

Nordic nRF52840 · Vorwärtsvalidierung nach Warmlauf

Nicht zentrierter RMS
70,197 ns
Auswertbare / physische Beobachtungen
600 / 600
Mittlerer absoluter Fehler
57,263 ns
P99 / Maximum des Betrags
158 / 192 ns

Abfrage der bereits veröffentlichten BLE-Uhr an einer separat erfassten Referenzflanke auf demselben lokalen Hardwarezähler. Gemeinsame Flankenkorrektur von 10.516 ns separat trainiert und vor der Validierung eingefroren; kein Empfänger-GPS-Training, keine erneute Anpassung an Validierungsdaten, Zentrierung oder Ausreißerentfernung.

Nordic nRF52840 · Rückwärtsvalidierung nach Warmlauf

Nicht zentrierter RMS
76,359 ns
Auswertbare / physische Beobachtungen
598 / 599
Mittlerer absoluter Fehler
60,376 ns
P99 / Maximum des Betrags
219 / 257 ns

Abfrage der bereits veröffentlichten BLE-Uhr an einer separat erfassten Referenzflanke auf demselben lokalen Hardwarezähler. Dieselbe separat trainierte, eingefrorene Flankenkorrektur von 10.516 ns; eine nicht auswertbare kausale Abfrage bleibt im Nenner.

Espressif ESP32-S3 · Normaler 600-s-Lauf

RMS interner veröffentlichter Vorhersagen
319,5 ns
Auswertbare / physische Beobachtungen
359 / 359
Mittlerer absoluter Fehler
244,5 ns
P99 / Maximum des Betrags
930 / 1010 ns

Interne kausale Vorhersage an physischen Zielereignissen, ausgewertet mit dem zuvor veröffentlichten Uhrenmodell. Controller-Timer-Abbildung.

Feine / grobe / nicht verfügbare Uhrenansichten: 1.123 / 18 / 57 von 1.198 Stichproben. Genauigkeit an bewerteten Ereignissen belegt keine durchgängige Uhrenverfügbarkeit.

Messzusammenfassung lesen (JSON)

Ein Zeitergebnis richtig lesen

Was misst der PPS-Vergleich?

Eine PPS-Beobachtungsabfrage wertet die bereits veröffentlichte BLE-Uhr an einer separat erfassten Sekundenimpuls-Referenzflanke auf demselben lokalen Hardwarezähler aus. Die Referenz prüft die BLE-Uhr und trainiert sie nicht. T096-RMS enthält Bias; die Validierungsdaten wurden weder zentriert noch neu angepasst.

Welche Uhr wird geprüft?

Die aktuelle W12-Basis misst ausgegebene BLE-Zeit an GNSS-PPS-Flanken. Nachgelagerte PPS, Sendezeitstichproben und GNSS-Vorhersage bleiben getrennt. Das frühere W12-Ergebnis misst interne veröffentlichte Vorhersagen. Ein macOS-Schätzer und ein Vergleich gegen seine eigene Quelle beantworten wiederum andere Fragen.

Warum nicht verfügbare Beobachtungen behalten?

Fehlerstatistiken beschreiben die auswertbaren Beobachtungen. Die Abdeckung zeigt, wie oft der Vergleich möglich war. Fehlende Einträge und abgelaufene Abbildungen bleiben erhalten; kleiner RMS behauptet daher nie ununterbrochene Präzision.

Was noch nicht nachgewiesen ist

  • RMS beschreibt die angegebene Population; er ist keine garantierte Fehlergrenze.
  • Diese Messungen weisen weder unabhängig kalibrierte absolute UTC-Genauigkeit noch unabhängige elektrische GPIO-Ausgabegenauigkeit nach.
  • W12 behält 78/600 nicht verfügbare PPS-Einträge; nachgelagert bleiben 149/600 nicht auswertbare Einträge und eine große Abweichung von 211 ns. Die TX-Stichprobe bewertet 58/120 bei 226 ns Maximum. Die vollständige Zeitqualifizierung bleibt offen.
  • Holdover-Dauern beschreiben BLE-relative Fehler in Stichproben angegebener Populationen; Lückeninneres, durchgängige Genauigkeit, Temperaturkompensation und Qualifizierung physischer GM-Übergänge bleiben ungemessen.
  • Ergebnisse gelten für die benannten getesteten Konfigurationen und Profile, nicht für jeden BLE-Mikrocontroller oder Mehrhop-Meshpfad.
  • RMS, MAE, Standardabweichung und GPIO-Mittelwerte verschiedener Studien nutzen andere Referenzen und Bedingungen; sie sind kein Vergleich von Ausgabegenauigkeit oder Energie unter gleichen Bedingungen.

PToB ist ein experimenteller Protokollvorschlag, kein verabschiedeter Standard der Bluetooth SIG oder des IEEE. Indoor-Positionierung, gPTP-/TSN-Integration, medizinische Validierung, Broadcast-Genlock, kontinuierliches Holdover und physische Energiequalifizierung brauchen eigene Nachweise.

Frühere Arbeiten und öffentliche Quellen

Frühere Ausgaben bleiben unter ihren ursprünglichen URLs verfügbar. Für Zitate die passende datierte Population verwenden; ein neueres Paper verändert keinen früheren Versuch.

Früheres Viability-Paper

16. Oktober 2026 · PDF

Die ursprüngliche 15-seitige Gesamtschau vor dem aktualisierten Preprint vom 30. Oktober.