專利名稱：一種優(yōu)化時間同步校正的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字通訊領域的方法和裝置，尤其涉及一種通信網(wǎng) 中時間同步的方法和裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術中IEEE 1588協(xié)議，又稱精確時間協(xié)議，即PTP ( Precision Time Protocol),是IEEE提出的一種網(wǎng)絡時間同步協(xié)議，可以實現(xiàn)高精 度的時間同步。廣泛地應用于以太網(wǎng)、通信系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)測量和控 制等等領域，提供高精度的時間校正與同步。
IEEE1588協(xié)議在進行時間同步時，先發(fā)時間同步才艮文，該報文由主 設備發(fā)出，并采用多播形式發(fā)出，該網(wǎng)段上所有與主設備同在一個域中 的PTP設備即從設備都將收到該同步報文。從設備收到同步報文后，根 據(jù)同步報文中的時間戳和主時鐘到從時鐘的線路延時可計算出與主時鐘 的時間偏差值，并對本地的時鐘進行調(diào)整，以實現(xiàn)同步過程。
現(xiàn)有技術的同步計算方式如下
爭々=7>^+"勿-(1)
7^=7^ + 0麵 (2)
式中7)^和7^分別為第k次同步時，主時鐘和從時鐘在底層記錄的 時間戳。O炎e"為第k次同步時從時鐘計算出的與主時鐘的時間偏差值， 也可以看作是時間偏移值。r《為本次同步修改系統(tǒng)時鐘前的PTP系統(tǒng) 時間，7^為本次同步后的PTP系統(tǒng)時間。Delay為主時鐘到從時鐘的線 路延時，假設線路延時是對稱的，則可由時間戳計算得到。Delay的計算方法如下
Z)— = , - 、 ) + ( - )]x 0.5 (3 )
式中&表示從設備第k次記錄的時間戳，7、表示主設備第k次記
錄的時間戳。
現(xiàn)有技術基于IEEE1588協(xié)議的一種詳細同步過程見圖l所示，包 括如下步驟
1. 主時鐘側(cè)101向從時鐘側(cè)102發(fā)出同步報文103，同時主時鐘側(cè)記 錄同步凈艮文103發(fā)送的時間7^;
2. 從時鐘側(cè)102接收同步報文103,同時從時鐘側(cè)102記錄同步報文 103接收的時間&;
3. 主時鐘側(cè)101發(fā)送跟進才艮文104,告知從時鐘側(cè)102同步報文103 的發(fā)送時間7H;
4. 從時鐘側(cè)102向主時鐘側(cè)101發(fā)送延時請求報文105,同時從時鐘 側(cè)102記錄請求才艮文105的發(fā)送時間ru
5. 主時鐘側(cè)101接收延時請求報文105，同時主時鐘側(cè)101記錄延時 請求報文105的接收時間7、+1;
6. 主時鐘側(cè)101向從時鐘側(cè)102發(fā)送延時回復106，告知從時鐘側(cè) 102延時請求報文105到達主時鐘側(cè)101的時間7>^+1;
7. 從時鐘側(cè)102根據(jù)式(1)、式(2)、式(3)計算并校正時鐘進行同步；
8. 間隔預定的固定時間，重復步驟l，進行下一次同步操作。 上述傳統(tǒng)的同步方法是每間隔一段時間進行一次同步，每一次同步
的時間偏差是間隔的時間內(nèi)時鐘頻率偏移的累計，在這段間隔時間內(nèi)， 時間偏移本身得不到任何校正，這就使得在某些對時間精度要求很高的 場合必須依靠縮短時間間隔來達到提升同步精度的目的；而過短的時間 間隔會嚴重加重網(wǎng)絡負載，甚至會得不償失。 因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于通信網(wǎng)時間同步校正的方法和裝 置，在不改變同步次數(shù)、間隔時間的情況下有效地提高同步精度。
本發(fā)明技術方案如下
一種優(yōu)化時間同步校正的方法，用于數(shù)字通信網(wǎng)，包括如下步驟 A、同步協(xié)議模塊通過主側(cè)和從側(cè)發(fā)送同步報文得到本次時間偏移
值；
B 、判定模塊比較本次時間偏移值和前次同步的時間偏移值的符號 是否同為正或者同為負，如果相同則進入步驟C;
C、 所述判定模塊判斷從時鐘相對于主時鐘是正偏移還是負偏移， 對應確定跟蹤校正為負校正還是正校正，即跟蹤校正模塊在進行跟蹤校 正時每次將同步校正步長減小或增加一預先設定的間隔調(diào)整步長值。
所述的方法，其中，還包括步驟
D、 在所述步驟B中所述判定模塊比較本次時間偏移值和前次同步 的時間偏移值的符號不同為正且不同為負時，停止本次時鐘跟蹤校正， 并將同步校正步長設為初始狀態(tài)。
所述的方法，其中，還包括步驟
E、 先進行一次正常的同步校正，再在兩次時間同步的間隔時間內(nèi) 進行多次步長為間隔調(diào)整步長值的跟蹤校正。
所述的方法，其中，所述步驟E中的正常同步校正過程包括濾波 模塊對時間偏差值進行濾波，校正模塊進行同步校正。
所述的方法，其中，所述步驟C還包括
若本次時間偏移值的絕對值大于前次時間偏移值的絕對值，則加大 同步校正步長一間隔調(diào)整步長值；若本次時間偏移值的絕對值小于前次 時間偏移值的絕對值，且本次時間偏移值和前次時間偏移值之差的絕對值大于本次時間偏移值的絕對值，則減小同步校正步長一間隔調(diào)整步長
值；其他情況則不變。
一種優(yōu)化時間同步校正的裝置，用于數(shù)字通信網(wǎng)，其中，包括 一同步協(xié)議模塊，用于收發(fā)同步報文；
一判定模塊，連接所述同步協(xié)議模塊，用于判斷本次時間偏差值與 上次時間偏差值是否是同為正或者同為負，并判斷從時鐘相對于主時鐘 是正偏移還是負偏移；
一跟蹤校正模塊，連接所述判定模塊，用于確定跟蹤校正步長。
所述的裝置，其中，所述跟蹤校正模塊還用于在兩次時間同步的間 隔內(nèi)進行多次校正步長的跟蹤校正。
所述的裝置，其中，還包括
一濾波模塊，連接所述同步協(xié)議模塊，用于對時間偏差值數(shù)據(jù)進行 平滑處理；
一校正模塊，連接所述濾波模塊，用于確定同步校正步長并進行時 間的同步校正。
本發(fā)明所提供的一種優(yōu)化時間同步校正的方法和裝置，與現(xiàn)有技術 相比，由于采用對時間偏差值的處理，根據(jù)處理結(jié)果的不同以及不同的 同步階段，采用不同的同步校正策略，在不改變同步次數(shù)、間隔時間的 情況下有效地提高了同步精度，增加了抗干擾能力，并可以用于各種通 信網(wǎng)絡的時間同步，適用于各種同步協(xié)議，具有通用性。
圖1是現(xiàn)有技術的基于IEEE1588協(xié)議的詳細同步過程示意圖； 圖2是本發(fā)明所述一種優(yōu)化的時間同步校正裝置的示意圖； 圖3是本發(fā)明方法的時間同步流程示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，將對本發(fā)明的各較佳實施例進行更為詳細的說明。 本發(fā)明優(yōu)化時間同步校正的方法和裝置的核心在于，對時間偏差值 的處理，根據(jù)處理結(jié)果的不同以及不同的同步階段，采用不同的同步校 正策略。本發(fā)明該時間同步裝置有很強的通用性，可以用于各種同步協(xié) 議和各種通信網(wǎng)絡。
本發(fā)明用于通信網(wǎng)時間同步校正的方法，如圖3所示，主要用于數(shù) 字通信領域，包括如下步驟
步驟1:比較本次同步的時間偏移值和前次同步的時間偏移值的符 號是否同為正或者負，如果相同則進入步驟2，如果不同則進入步驟3;
步驟2:判斷從時鐘相對于主時鐘是正偏移還是負偏移，確定跟蹤 校正為正校正還是負校正，設前次時間間隔跟蹤校正步長即間隔調(diào)整步 長為V，若本次時間偏移值的絕對值大于前次時間偏移值的絕對值，則 加大校正步長；若本次時間偏移值的絕對值小于前次時間偏移值的絕對 值，且本次時間偏移值和前次時間偏移值之差的絕對值大于本次時間偏 移值的絕對值，則減小校正步長；其他情況則不變；
步驟3:停止本次時鐘跟蹤校正，并將同步校正步長設為初始狀態(tài)；
步驟4:先進行一次正常的同步校正，再在兩次時間同步的間隔時 間內(nèi)進行多次間隔調(diào)整步長為V的跟蹤校正。
本發(fā)明時間同步校正裝置，如圖2所示包括以下模塊同步協(xié)議模 塊201:用于收發(fā)同步報文；判定模塊202,連接所述同步協(xié)議模塊201: 用于判斷本次時間偏差值與上次時間偏差值是否是同為正或者同為負， 并判斷從時鐘相對于主時鐘是正偏移還是負偏移；跟蹤校正模塊203， 連接所述判定模塊202:用于確定跟蹤校正步長，在兩次時間同步的間 隔內(nèi)可進行多次校正步長的跟蹤校正； 一濾波模塊204，連接所述同步 協(xié)議模塊201:用于對時間偏差值數(shù)據(jù)進行平滑處理；校正模塊205,連接所述濾波模塊204:用于確定同步校正步長并進行時間的同步校正。
具體參考圖3所示，本發(fā)明所述的通信網(wǎng)絡時間同步方法，包括如 下具體步驟
步驟301:所述同步協(xié)議模塊201通過主側(cè)和從側(cè)發(fā)送同步報文得 到時間偏移值；
步驟302:所述判定模塊202比較本次同步的時間偏移值和前次同 步的時間偏移值的符號是否同為正或者同為負，如果相同則進入步驟 304,如果不同則進入步驟303;
步驟303:停止本次時鐘跟蹤校正，并將同步校正步長設為初始狀 態(tài)，即設置間隔調(diào)整步長V為0,進入步驟305;
步驟304:所述判定模塊202判斷從時鐘相對于主時鐘是正偏移還 是負偏移，確定跟蹤校正為正校正還是負校正；若是正偏移則跟蹤校正 為負校正，即跟蹤校正模塊203在進行跟蹤校正到時候每次減去一個預 先設定的步長值V;若是負偏移則跟蹤校正為正校正，即跟蹤校正模塊 203在進行跟蹤校正到時候每次加上一個步長值V。
設前次時間間隔跟蹤校正步長為V,若本次時間偏移值的絕對值大 于前次時間偏移值的絕對值，則跟蹤校正模塊203加大校正步長V;若 本次時間偏移值的絕對值小于前次時間偏移值的絕對值，且本次時間偏 移值和前次時間偏移值之差的絕對值大于本次時間偏移值的絕對值，則 跟蹤校正模塊203減小校正步長V;其他情況則不變；
步驟305:所述濾波模塊204對時間偏差值進行濾波，所述校正模 塊205進行一次正常的同步校正；
步驟306:所述跟蹤校正模塊203在兩次時間同步的間隔內(nèi)進行多 次間隔調(diào)整步長為V的跟蹤校正。
本發(fā)明用于通信網(wǎng)絡時間同步的方法和裝置，通過設定的上述跟蹤 同步方式，在不改變同步次數(shù)、間隔時間的情況下有效地提高了同步精度，增加了抗干擾能力，可以用于各種通信網(wǎng)絡的同步，適用于各種同 步協(xié)議，具有很強的通用性。
應當理解的是，上述針對具體實施例的描述較為詳細，并不能因此 而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應以所 附權利要求為準。
權利要求
1、一種優(yōu)化時間同步校正的方法，用于數(shù)字通信網(wǎng)，包括如下步驟A、同步協(xié)議模塊通過主側(cè)和從側(cè)發(fā)送同步報文得到本次時間偏移值；B、判定模塊比較本次時間偏移值和前次同步的時間偏移值的符號是否同為正或者同為負，如果相同則進入步驟C；C、所述判定模塊判斷從時鐘相對于主時鐘是正偏移還是負偏移，對應確定跟蹤校正為負校正還是正校正，即跟蹤校正模塊在進行跟蹤校正時每次將同步校正步長減小或增加一預先設定的間隔調(diào)整步長值。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟D、 在所述步驟B中所述判定模塊比較本次時間偏移值和前次同步的時 間偏移值的符號不同為正且不同為負時，停止本次時鐘跟蹤校正，并將同 步校正步長^:為初始狀態(tài)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括步驟E、 先進行一次正常的同步校正，再在兩次時間同步的間隔時間內(nèi)進行 多次步長為間隔調(diào)整步長值的跟蹤校正。
4、 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟E中的正常 同步校正過程包括濾波模塊對時間偏差值進行濾波，校正模塊進行同步 校正。
5、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C還包括 若本次時間偏移值的絕對值大于前次時間偏移值的絕對值，則加大同步校正步長一間隔調(diào)整步長值；若本次時間偏移值的絕對值小于前次時間偏 移值的絕對值，且本次時間偏移值和前次時間偏移值之差的絕對值大于本 次時間偏移值的絕對值，則減小同步校正步長一間隔調(diào)整步長值；其他情況則不變。
6、 一種優(yōu)化時間同步校正的裝置，用于數(shù)字通信網(wǎng)，其特征在于， 包括一同步協(xié)議模塊，用于收發(fā)同步報文；一判定模塊，連接所述同步協(xié)議模塊，用于判斷本次時間偏差值與上 次時間偏差值是否是同為正或者同為負，并判斷從時鐘相對于主時鐘是正 偏移還是負偏移；一跟蹤校正模塊，連接所述判定模塊，用于確定跟蹤校正步長。
7、 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述跟蹤校正模塊還 用于在兩次時間同步的間隔內(nèi)進行多次校正步長的跟蹤校正。
8、 根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括 一濾波模塊，連接所述同步協(xié)議模塊，用于對時間偏差值數(shù)據(jù)進行平滑處理；一校正模塊，連接所述濾波模塊，用于確定同步校正步長并進行時間 的同步校正。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種優(yōu)化時間同步校正的方法及裝置，用于數(shù)字通信網(wǎng)，其方法包括如下步驟同步協(xié)議模塊通過主側(cè)和從側(cè)發(fā)送同步報文得到本次時間偏移值；判定模塊比較本次時間偏移值和前次同步的時間偏移值的符號是否同為正或者同為負；如果相同，則所述判定模塊判斷從時鐘相對于主時鐘是正偏移還是負偏移，對應確定跟蹤校正為負校正還是正校正，即跟蹤校正模塊在進行跟蹤校正時每次將同步校正步長減小或增加一預先設定的間隔調(diào)整步長值。本發(fā)明優(yōu)化時間同步校正的方法和裝置由于采用對時間偏差值的處理，根據(jù)處理結(jié)果的不同采用不同的同步校正策略，在不改變同步次數(shù)、間隔時間的情況下有效地提高了同步精度，增加了抗干擾能力，具有通用性。
文檔編號H04J3/06GK101478358SQ200810065119
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月2日 優(yōu)先權日2008年1月2日
發(fā)明者方永重, 偉 鄭, 翔 高 申請人:中興通訊股份有限公司