CN101803268B - 时钟同步系统及其方法和程序 - Google Patents

Abstract

能够稳定地测量主节点和从节点之间的时钟同步精度。该从节点接收从主节点发射的分组。通过使用该分组，从节点将其自己的时钟与主节点的时钟进行同步。通过使用该分组，从节点再生该从节点的时钟；累积关于该分组和通过该再生所获得的从节点的时钟的信息；以及基于所累积的信息来执行时钟同步。

Description

时钟同步系统及其方法和程序

技术领域

本发明涉及用于经由分组网络来测量相关设备之间的时钟同步精度的系统及其方法和程序。 

背景技术

随着通过网络传送的数据量的增加，使得公共电信运营商强烈要求以低成本实现高速数据通信网络。从采用时分复用(TDM)系统的高成本网络变动到采用网际协议系统(下文中被称为“IP系统”)的低成本高效率网络正在进行之中。 

在发送节点侧处和接收节点侧处，在网络上传送的一些数据业务都需要准确的时钟同步。例如，为了在实时的基础上交换包括音频和视频数据的高质量数据，需要以预定的时序再生该数据。为此需要稳定的时钟同步。 

又如，在移动网络服务的情况下，需要准确的时钟同步来实现小区之间无延迟切换。更特定地，与无线电网络控制器相关的移动网络上的每个基站设备都需要50[ppb：十亿分率]的非常高的时钟同步精度。如果基站设备的时钟同步精度没有达到所需要的50[ppb]的水平，则小区间的切换可能失败，并且一些数据可能缺失从而劣化通信质量。 

在这方面，在基于TDM系统的网络的情况下，接收节点能够经由传输路径来提取相应的发送节点的时钟信息，并且因此能够在发送节点和接收节点之间实现高精度的时钟同步。另一方面，在基于IP系统的IP网络的情况下，在网络中异步地传送数据，使得时间间隔的波动在到达接收节点处的数据上发生。因此，难以从接收到的数据中提取高精 度的时钟信息。因此，接收节点需要再生发送侧的时钟。 

作为如上所述的经由诸如IP网络的分组网络来实现高精度的时钟再生的技术，已经提出了时间戳系统。以下将通过参考图1来描述时间戳系统的构成。 

参考图1，主节点100和从节点110经由分组网络130来彼此连接。通过时间戳系统，作为发送节点操作的主节点100向作为接收节点操作的从节点110发射存储时间戳的TS分组(下文中称作“TS”)。 

TS分组通过分组网络130到达从节点110(参见图1上部)。当接收到所述TS分组时，从节点110利用存储在该TS分组中的TS信息来调整其自己的时钟，以便于使其与主节点100的时钟同步。现在，将通过参考图1的下部解释从节点110的构造来更为详细地描述时钟同步的操作。 

从节点110具有锁相环(PPL)(下文中并且在附图中称作“PPL”)，并且通过PPL 140来计算在由其自己的时钟所生成的TS和从主节点100接收到的TS之间的差并且根据该差来调整其自己的时钟来实现时钟同步。 

PLL 140具有五种功能，包括：相位比较器141、环路滤波器(LPF：低通滤波器)142、比例/积分(PI)电路(下文中并且在附图中称作“PI控制器”)143、压控振荡器(VCO)144和计数器145。 

相位比较器141计算在接收到的TS和由其自己的时钟生成的TS之间的差。然后将差分信号输入到LPF 142，在LPF 142处从差分信号中去除抖动和噪声。将通过LPF 142平滑的差分信号输入到PI控制器143。PI控制器143计算控制信号，以供最终将差分信号收敛为零，并且将该差分信号输出到VCO 144。VCO 144输出通过来自PI控制器143的控制信 号确定的频率的时钟，使得通过该时钟来调整从属侧时钟。此外，计数器145基于调整的时钟来生成从属侧TS，并且将其传递到相位比较器141。 

因此，从节点110能够再生主节点100的时钟，并且通过如上述的PLL 140的操作甚至通过分组网络130来将其本身与主节点100进行同步(例如，参见PTL 1)。 

{引用列表} 

{专利文献} 

{PTL 1}JP-A-2004-248123 

发明内容

{技术问题} 

获得最佳的时钟同步精度的情况是其中在主节点和从节点之间仅存在某个固定的延迟并且时间戳定期到达从节点的情况。然而，因为在分组网络上不可避免地存在延迟波动并且在时间戳到达时引入了抖动，所以在分组网络中不可能找到这样的情况。为此，非常难以实现时钟同步。 

有两个主要因素使得如同在从节点侧出现抖动一样。第一个因素是在主节点和从节点之间的时钟漂移，然而其影响与第二个因素相比是小的。 

第二个因素是上述的网络的延迟波动。这对时间戳的到达时间带来非常大的抖动的提升。注意，延迟波动的原因是正在传送的分组必须按切换队列随机地等待。 

在这方面，某个程度的抖动可以由PLL的LPF来吸收。然而，当超出容许度的抖动到达时，LPF无法再吸收抖动，并且劣化了同步精度。 

图2示出了当具有大的抖动的分组到达时，时钟同步精度如何被劣化。 

因此，一种用于保持时钟同步精度的可理解的解决方案是在相对于PLL的上游设置分组滤波器，以及采取阻止包含超出容许度(阈值)的抖动的任何时间戳并且仅允许不高于该容许度(阈值)的时间戳通过的对策，以便于利用其来进行时钟同步。 

然而，当时间戳被阻止时，PLL在一段时间内落入不稳定的自运行(self-running)状态。一旦PPL落入这样的自运行状态，就会出现其时钟由于温度漂移和时效而导致波动的问题。PLL的温度漂移即使在温度补偿型晶体振荡器(TCXO)中也非常大，该温度补偿型晶体振荡器(TCXO)通过添加温度补偿电路而被设计为保持高度稳定性(高达3000ppb/℃)。因此，如果时间戳被连续滤波，则这样的温度漂移的影响变得明显，而引起脱离同步的状态。 

因此，实现稳定的时钟同步是下述问题：其中，复杂地涉及了由网络的延迟波动所造成的温度漂移的影响和时钟落入自运行状态的情形的折衷。非常难以解决这样的问题。 

为了解决该折衷问题，有必要掌握由于延迟波动而导致的精度劣化和由于温度漂移而导致的精度劣化之间的关系，并且导出能够最小化其影响的条件。除以上所描述的问题之外，还存在其它问题。 

如基于IP系统的移动网络的上述示例，可以根据服务来定义所需要的同步精度。为此，当在主节点和从节点之间控制时钟同步时，掌握当前同步精度是很重要的。同步精度基于主节点的时钟和从节点的时钟之间的差异来进行测量。 

首先将通过实验室环境的示例来描述该问题。在如图19中所示，在实验室环境中形成了将主节点100和从节点110连接到测量仪器200的系统。因此，该测量仪器被直接连接到主节点和从节点，使得该测量仪器能够获取其各自的时钟，并且根据两个时钟之间的差异来测量同步精度。可以在主节点100和从节点110之间连接网络仿真器，以便于仿真分组网络。 

然而，在主节点和从节点被设置在实际场景上以便于被提供有服务的情况下，该主节点和从节点通常位于物理上彼此远离的场所，并且由此难以建立将它们直接连接到测量仪器的系统。那么，难以测量同步精度。 

在这样的情况下，一种测量同步精度的可能方法是使用全球定位系统(GPS)。更特定地，主节点和从节点接收从GPS传递的时间信息，并且将它们自身与GPS进行同步。因此，从节点能够使用从作为主方的GPS传递的信息，并且根据GPS及其自身之间的差来测量同步精度。通过该方法，即使主节点和从节点位于物理上彼此远离的场所，也能够通过利用作为公共主方信息的外部GPS上的信息来测量同步精度。另一方面，由于每个节点都需要承载GPS功能，所以出现了成本增加的问题。此外，还将存在以下问题，即，需要高精度的GPS来以进一步增加的成本获得高的同步精度。 

此外，如果由于节点所处的地点和建筑结构以及周围环境而导致无线电波无法或者难以到达节点的任何一个或两个，则该方法就无法用于测量同步精度。 

因此，本发明的目标是提供一种使用时钟同步精度监视器的时钟同步系统及其方法和程序，其能够减小网络的延迟波动的影响并且抑制自运行状态中的温度漂移的影响，以实现准确的时钟同步。 

本发明的另一个目标是提供一种时钟同步精度测量系统及其方法和程序，其能够稳定地以低成本来测量主节点和从节点之间的时钟同步精度。 

{对于问题的解决方案} 

根据本发明，提供了一种从节点，其特征在于：接收从主节点发射的分组；通过使用接收到的分组来再生从节点的时钟；累积从包含在接收到的分组中的信息获得的与从节点的时钟相关的信息和与通过所述再生所获得的从节点的时钟相关的信息；以及根据所累积的信息进行时钟同步。 

此外，根据本发明，提供了一种时钟同步方法，其特征在于：从节点接收从主节点发射的分组；通过使用接收到的分组来再生从节点的时钟；累积从包含在接收到的分组中的信息中所获得的与从节点的时钟相关的信息和与通过所述再生所获得的从节点的时钟相关的信息；以及根据所累积的信息来进行时钟同步。 

此外，根据本发明，提供了一种时钟同步程序，其特征在于：使得计算机使从节点接收从主节点发射的分组；通过使用接收到的分组来再生从节点的时钟；累积从包含在接收到的分组中的信息中所获得的与从节点的时钟相关的信息和与通过所述再生所获得的从节点的时钟相关的信息；以及根据所累积的信息来进行时钟同步。 

本发明的有益效果 

因此，根据本发明，能够通过监视网络的延迟波动的影响以及在自运行状态中的温度漂移的影响并且导出能够最小化其影响的滤波器阈值来实现稳定工作的时钟同步。 

此外，根据本发明，能够基于从节点所管理的TS分组的最大发射/接收比特计数来计算当前的时钟同步精度。因此，本发明提供了能够 掌握在主节点和从节点之间的当前同步精度的优点。 

附图说明

{图1}图示了基于使用时间戳系统的现有技术的网络的构造以及从节点构造。 

{图2}图示了基于使用时间戳系统的现有技术的当在网络上具有大抖动的分组进入时所出现的时钟同步精度的劣化。 

{图3}图示了具有分组滤波器并且基于使用时间戳系统的现有技术的网络的构造。 

{图4}图示了本发明的第一示例性实施例的基本构造。 

{图5}图示了本发明的第一示例性实施例中每个分组的延迟时间。 

{图6}图示了本发明的第一示例性实施例的分组滤波器301的阈值和时钟同步精度之间的关系。 

{图7}图示了本发明的第一示例性实施例中的当从属侧时钟与主侧时钟准确同步并且网络的延迟抖动恒定等于0时的缓冲器303的累积量。 

{图8}图示了本发明的第一示例性实施例中的当从属侧时钟与主侧时钟准确同步并且存在延迟抖动时的缓冲器303的累积量。 

{图9}图示了本发明的第一示例性实施例中的当从属侧时钟不与主侧时钟准确同步并且存在延迟抖动时的缓冲器303的累积量。 

{图10}图示了本发明的第一示例性实施例的阈值的控制算法。 

{图11}图示了本发明的第一示例性实施例中的用于将阈值收敛为最优值的序列。 

{图12}图示了用于示出本发明的第一示例性实施例的有效性的仿真模型。 

{图13}图示了与传统系统的时钟同步精度相比的本发明的第一示例性实施例的时钟同步精度。 

{图14}图示了本发明的第二示例性实施例的构造。 

{图15}图示了用于伪线仿真边缘到边缘的构成。 

{图16}图示了本发明的第三示例性实施例的构造。 

{图17}图示了本发明的第三示例性实施例的修改的构成的构造。 

{图18}图示了在通过本发明的该示例性实施例计算的时钟同步精度和实际同步精度之间的关系。 

{图19}图示了用于测量在主节点和从节点之间的时钟同步精度的网络的示例性构造。 

{图20}图示了本发明的第四示例性实施例的构造。 

{图21}图示了当从节点的时钟与主节点的时钟同步并且分组网络中不存在抖动时的第四示例性实施例的分组计数器313的读数。 

{图22}图示了当从节点的时钟与主节点的时钟同步并且分组网络中存在抖动时的第四示例性实施例的分组计数器313的读数。 

{图23}图示了当从节点的时钟不与主节点的时钟同步并且分组网络中存在抖动时的第四示例性实施例的分组计数器313的读数。 

{图24}图示了时间间隔误差。 

{图25}图示了本发明的第四示例性实施例的基本构造，包括详细示出的其同步精度测量部件314的构造。 

{图26-1}图示了当在本发明的第四示例性实施例中采用公式3时的同步精度测量部件314的处理流程。 

{图26-2}图示了当在本发明第四示例性实施例中采用公式4和公式5时的同步精度测量部件314的处理流程。 

{图27}图示了当与时间戳系统一起采用分组滤波功能以供时钟同步控制时的本发明的第五示例性实施例的从节点的构造。 

{图28}图示了当自适应时钟系统用于时钟同步控制时的本发明的第五示例性实施例的从节点的构造。 

{图29}图示了根据本发明的第五示例性实施例的从节点的应用示例。 

{图30}图示了根据本发明的第四示例性实施例的TS分组的到达时序和分组计数器530的读数的相应增大/减小。 

{图31}图示了根据本发明的第六示例性实施例的TS分组的到达时序和分组计数器530的读数的相应增大/减小。 

{图32-1}图示了当在本发明的第六示例性实施例中采用公式3时 的同步精度测量部件540的处理流程。 

{图32-2}图示了当在本发明第六示例性实施例中采用公式4和公式5时的同步精度测量部件540的处理流程。 

{图33}图示了本发明的第七示例性实施例的TS分组的到达时序和减法/加法分组计数器3430的读数的相应增大/减小。 

{图34}图示了本发明的第七示例性实施例的从节点的构造，包括详细示出的其同步精度测量部件3440的构造。 

{图35-1}图示了当在本发明的第七示例性实施例中采用公式3时的同步精度测量部件3440的处理流程。 

{图35-2}图示了当在本发明的第七示例性实施例中采用公式4和公式5时的同步精度测量部件3440的处理流程。 

{图36}图示了根据本发明的第八示例性实施例的TS分组的到达时序和减法/加法分组计数器3430的读数的相应增大/减小。 

{图37-1}图示了当在本发明的第八示例性实施例中采用公式3时的同步精度测量部件3440的处理流程。 

{图37-2}图示了当在本发明的第八示例性实施例中采用公式4和公式5时的同步精度测量部件3440的处理流程。 

{图38}图示了根据本发明的第九示例性实施例的从节点的构造。 

{图39}图示了本发明的第九示例性实施例的分组计数器控制部件3801的处理流程。 

{图40}图示了本发明的第九示例性实施例的TS分组的到达时序和分组计数器530的读数的相应增大/减小。 

{图41}图示了本发明的第九示例性实施例中的TS分组的到达时序和分组计数器530的读数的相应增大/减小。 

{附图标记列举} 

11、12、100、400：主节点 

130：分组网络 

31、32、110、500、610、710、810、910、1010：从节点 

40：第一TDM设备 

41：第二TDM设备 

50、51：TDM网络 

111：RTP封装 

112：UDP/IP/以太网封装 

113：时钟部件 

114：UDP/IP/以太网解封 

115：RTP解封 

116：缓冲器 

120：TS分组 

200：测量仪器 

141、521、3021：相位比较器 

142、522、3022：LPF 

143、523、3023：PI控制器 

144、524、3024：VCO 

145、525、3025：计数器 

301、315、321：分组滤波器 

302、316、322、520：PLL 

303、317、323：缓冲器 

304、318、324：精度监视部件 

305、319、325：阈值控制部件 

311：RTP封装 

312：UDP/IP/以太网封装 

313：UDP/IP/以太网解封 

314：RTP解封 

326、542：同步精度计算部件 

327、543：显示部件 

410：TS分组生成部件 

420：TS分组发射部件 

510：TS分组接收部件 

530：分组计数器 

540、930：同步精度测量部件 

541：最大计数器读数监视部件 

611：分组滤波器 

711：参数控制部件 

811：分组接收部件 

812：分组缓冲器 

813：队列长度监视部件 

814：时钟再生部件 

920：减法/加法分组计数器 

931：最小计数器读数监视部件 

1011：分组计数器控制部件 

具体实施方式

现在，以下将通过参考图示示例性实施例的附图来描述本发明特征和实施方式。 

然而，应当理解，下面的附图和描述仅用于说明本发明的示例性实施例，并且因此不通过任何方式来限制本发明的范围。 

[第一示例性实施例] 

将通过参考附图来详细描述本发明的第一示例性实施例。 

<构造> 

参见图4的上部，本发明的第一实施例包括分组网络20、主节点10和从节点30。 

<主节点> 

主节点10向从节点30定期地发射具有用于时钟同步的TS的分组。 

基于主节点10的时钟来生成TS。通常针对每个分组使TS的值顺序增加1。 

<从节点> 

从节点30包括分组滤波器301、PLL 302、缓冲器303、精度监视部件304和阈值控制部件305。 

从节点30从主节点10接收具有TS的分组。 

将接收到的分组发送到分组滤波器301和缓冲器303。分组滤波器301检查分组的每一个的TS，并且还检查分组已经接收到的延迟抖动是否处于阈值范围内。如果超出了阈值范围，则丢弃该分组。另一方面，如果延迟抖动在阈值范围内，则将该TS传递到PLL 302。 

分组滤波器301持续监视到达的分组的延迟时间，以便于了解每个分组的延迟抖动(Dvar)。 

图5示出了每个分组的延迟时间。每个分组的延迟时间不仅包括延迟抖动分量(Dvar)，而且还包括固定延迟分量(Dfix)。因此，需要去除固定延迟分量(Dfix)的影响，以找出每个分组已经接收到的延迟抖动。 

更特定地，分组滤波器301监视在预定的时间段(例如，10分钟)中的分组的延迟时间，以便于掌握固定的延迟分量(Dfix)，并且使其最小值用于固定延迟分量(Dfix)。 

在确定了固定延迟分量(Dfix)之后，采用从此后所接收到的每个分组的延迟时间中减去固定延迟分量(Dfix)来确定其延迟抖动(Dvar)的手段。 

PLL 302包括相位比较器3021、LPF 3022、PI控制器3023、VCO3024和计数器3025。 

相位比较器3021计算在接收到的TS和计数器3025的输出信号之间的差分信号，并且将该差分信号输出到LPF 3022。 

LPF 3022对该差分信号进行平滑并且抑制抖动和噪声。然后，LPF3022将获得的结果输出到PI控制器3023。 

PI控制器3023生成将该差分信号最终减小为零的控制信号并且将其输出到VCO 3024。 

VCO 3024生成通过控制信号确定的频率的时钟并且将其输出到计数器3025。 

计数器3025基于该时钟生成TS并且将其输出到相位比较器3021。 

缓冲器303在缓冲器中累积接收到的分组，并且以通过VCO 3024的时钟确定的速度来取出缓冲器中所累积的数据。 

精度监视部件304监视缓冲器的累积量，并且确定在某个时间范围内的最大值。然后，该精度监视部件304计算变动滤波器阈值的量和方向，并且将它们输出到阈值控制部件305。 

阈值控制部件305根据接收到的信号来控制分组滤波器301的阈值。用于控制阈值的控制算法使得阈值被调整，以便于逐渐接近最优值。 

现在，以下将详细描述第一示例性实施例的对最优阈值的确定。 

如以上所指出的，有必要掌握由于网络的延迟波动而导致的精度劣化和由于自运行状态中温度漂移而导致的精度劣化的折衷关系，并且导出能够最小化其影响的条件，以便于实现非常高的时钟同步精度。 

首先，图6示出了在分组滤波器301的阈值和用于描述折衷关系所涉及的时钟同步精度之间的关系。 

例如，图6示出了当温度漂移小时的关系。可以通过为分组滤波器301的阈值选择小值来抑制网络的延迟波动的影响。这样，提高了对分组连续滤波的概率，从而延长其间PLL 302处于自运行状态的时间段。然而，只要温度漂移小，即使延长了自运行状态的持续时间，同步精度也不会劣化。因此，当自运行状态中温度漂移小时，通过减小分组滤波器301的阈值以更大程度地对包含抖动的TS进行滤波来改善同步精度。 

另一方面，图6还示出了当温度漂移为中等时的关系。在该情况下，因为如果为分组滤波器的阈值选择了过小的值，则由于自运行状态中温度漂移而导致的精度劣化变得显著，所以有必要为阈值选择稍大的值，以减小其间PLL 302处于自运行状态的时间段。 

图6进一步示出了当温度漂移大时的该关系的趋势。 

在该情况下，有必要为阈值选择相当大的值，以将其间PLL 302处于自运行状态的时间段减小到约为零，因为否则由于自运行状态中温度漂移而导致的精度劣化变得显著。 

因此，存在最大化时钟同步精度的用于分组滤波器301的最优阈值。当优化阈值时，可以最小化由于延迟波动和温度漂移而导致的精度劣化的影响。 

换句话说，有必要导出用于分组滤波器301的最优阈值，以便于达到实现高精度时钟同步的目标。 

然而，当不知道当前时钟同步精度时，由于因而没有控制阈值的方法，所以不可能找出最优值。 

在本发明的第一示例性实施例中存在精度监视部件304，以便于监视当前的时钟同步精度。精度监视部件304不断地监视缓冲器303的状态，以便于监视时钟精度水平。 

现在，以下将描述本发明的同步精度的检测的原理。 

图7图示了当从属侧时钟与主侧时钟准确同步并且网络的延迟抖动恒定等于0时的缓冲器303的累积量。在图7中，水平轴指示经过的时间，并且垂直轴指示缓冲器的累积量。 

图8图示了当从属侧时钟与主侧时钟准确同步并且存在延迟抖动时的缓冲器303的累积量。 

图9图示了当从属侧时钟不与主侧时钟准确同步并且存在延迟抖动时的缓冲器303的累积量。 

注意，图9示出了从属侧时钟被延迟的实例。 

如从图7中看到的，当时钟是同步的并且没有任何延迟抖动时，缓冲器以规则的时间间隔重复增加/减少。 

缓冲器占用率在分组到达时增大。缓冲器占用率每次增大分组的数据大小。 

另一方面，缓冲器占用率在以VCO 3024的时钟速度从存储在缓冲器中的数据中导出数据时减小。该减小逐渐进行 

另一方面，图8示出了存在抖动的实例。由于分组到达的时间间隔由于延迟抖动而波动，所以缓冲器占用率增大的时序也进行波动。因此，缓冲器的下限值不保持恒定，而是在其影响下是随机的。 

然而，通过以某个规则时间间隔(例如，每10秒钟)观察缓冲器的上限值，应当发现它们被保持在恒定水平。当不受分组网络中的延迟抖动影响的分组到达时，达到缓冲器的上限值。因此，当在长时间跨度上进行观察时，将发现缓冲器的上限数值被保持在恒定水平。 

另一方面，图9示出了时钟同步状态不好时(从属侧时钟相对于主侧时钟被延迟)的实例。 

在该实例中，缓冲器的上限值没有被保持在恒定水平。例如，假设发射侧时钟是1Mbps，而接收侧时钟是0.9Mbps。那么，在两个时钟之间存在0.1Mbps的差异，使得缓冲器的累积量每1秒增大0.1Mbps，使得缓冲器上限没有被保持在恒定水平。 

根据上述内容，能够通过监视缓冲器的上限值并且检测上限值的波动来发现是否准确地实现了时钟同步。 

一旦确定了时钟同步精度，就不会难以将阈值控制为最优值。 

以下将参考图10来概括地描述阈值控制算法。 

例如，这里假设某个时钟时刻[n-1]处的阈值是30μs，并且通过上述方法来确定此时的时钟同步精度。 

然后，在时钟时刻[n]处将阈值提高为50μs，并且以类似的方式还确定了此时的时钟同步精度。 

然后，能够通过比较两个时钟同步精度来确定是否应当提高阈值。 

如果时钟时刻[n]处的时钟同步精度较高，则将执行从50μs进一步提高阈值的处理。 

另一方面，如果时钟时刻[n]处的时钟同步精度很差，则将执行从30μs进一步降低阈值的处理。通过重复上述过程，阈值能够被收敛到最优值。 

<操作> 

精度监视部件304以图11中所示的序列进行操作，以便于执行以下处理。 

1：精度监视部件304监视缓冲器303的累积量，并且确定在一时间段中缓冲器的最大值(步骤S101) 

(buffer_max[n]) 

2：精度监视部件304计算缓冲器的最大值与理想值的偏差的绝对值(步骤103)。 

Deviation[n]＝abs(buffer_max[n]-ideal) 

该理想值可以是过去的最大值的平均值、最后的最大值或者预定的固定值。该步骤中计算的偏差是示出当前时钟同步精度的差的程度(inferiority)的数值。 

3.精度监视部件304将在步骤S103中计算的Deviation[n]与上次 计算的Deviation[n-1]进行比较，并且看哪一个较大(步骤S105)。 

换句话说，精度监视部件304将当前时钟同步精度与过去的时钟同步精度进行比较。 

4.如果过去的同步精度示出较好的值，则精度监视部件304反转变动滤波器阈值的方向(步骤S107)。该操作通过反转sign值来执行。该sign在这里是用于确定变动阈值的方向的值。 

5.最后，精度监视部件304向阈值控制部件输出sign×Deviation[n](步骤S109)。因此，能够将滤波器阈值变动偏差的量。 

注意，该偏差(Deviation[n])的绝对值如所指出的示出与时钟同步精度密切相关的量，使得当Deviation[n]变得等于零时，实现准确的时钟同步。 

然后，阈值控制部件305控制分组滤波器301的阈值，以便于使得Deviation[n]等于零，并且因此时钟同步精度是最好的。 

阈值控制部件305可以是由PI控制器形成以便于将所述阈值收敛到最优值的系统。在这样的情况下，将来自精度监视部件304的输出数据输入到作为PI控制器的阈值控制部件305。然后，针对阈值来生成控制信号，以便于将Deviation[n]最终收敛为0。然后，阈值控制部件305根据控制信号来控制分组滤波器的阈值。 

如上所述，能够通过根据缓冲器的累积量监视当前的同步精度并且根据监视的结果调整分组滤波器的阈值来确定使时钟同步精度最大化的最优值作为阈值。 

由于从节点30的PLL 302的操作与如上述的现有技术的公知TS 系统的从节点的操作完全相同，所以将不在此进行描述。 

然而，当使分组滤波器305的阈值小时，减小有效分组的数目以延长时钟同步所需要的时间。一方面，由于延长了时钟同步所需要的时间，如上所述，所以时钟同步系统变得易于受到温度漂移的影响，并且因此其操作可能变得不稳定。 

为了避免该问题，期望阈值控制部件305不仅控制分组滤波器的阈值，而且还控制PLL的时间常数。更特定地，期望执行控制操作，使得当使阈值小时，为LPF的截止频率选择高的值，否则为LPF的截止频率选择低的值。 

图12图示了用于示出第一示例性实施例的有效性的仿真模型。 

均值0和方差5μs的正态分布用于分组网络的延迟抖动。正弦波上的漂移用作自运行状态中的漂移。 

图13图示了与传统系统的时钟同步精度相比较的第一示例性实施例的时钟同步精度。在图13中，X轴指示正弦波上的漂移的幅度，并且Y轴指示时钟同步精度。 

如从图13中看出，如果与传统系统进行比较，则第一实施例的时钟同步精度能够改善85％。 

因此，已经证明了该示例性实施例能够抑制网络的延迟波动的影响以及自运行状态中的时钟漂移的影响，以实现准确的时钟同步。 

<有益效果> 

现在，以下将描述用于执行本发明的第一示例性实施例的优点。 

因为本发明的第一示例性实施例能够通过根据缓冲器的累积量的改变来监视当前时钟同步精度，并且调整分组滤波器的阈值以便于改善时钟同步精度，来抑制延迟波动和时钟漂移以实现准确的时钟同步，所以用于执行本发明的第一示例性实施例能够实现本发明的目标。 

[第二示例性实施例] 

本发明的第二示例性实施例能够抑制延迟波动和时钟漂移，以在用于通过分组网络来封装TDM数据并且传送该TDM数据的网络构造中的从节点侧再生准确的时钟。该网络构造是在RFC4197和RFC4553中正在进行标准化的PWE3(边缘到边缘伪线仿真)的构造。图15示意性地图示了PWE3。 

通过PWE3，如图15的上部所示，在用于在TDM设备之间进行通信的TDM网络之间设置主节点和从节点。通过分组网络来执行在主节点和从节点之间的通信。 

现在，将参考附图来详细描述本发明的第二示例性实施例。 

<构造> 

参考图14，本发明的第二示例性实施例包括主节点11、从节点31、第一TDM设备40、第二TDM设备41、分组网络20、TDM网络50和TDM网络51。 

第一TDM设备40和第二TDM设备41通过TDM网络来发射和接收TDM帧。 

当从TDM网络接收到TDM帧时，主节点11和从节点31通过分组报头来对TDM帧进行封装，并且将其发射到分组网络20。 

此外，当从分组网络20接收到分组时，主节点11和从节点31通 过分组报头来对该分组进行解封装，并且将其发射到TDM网络。 

简短来说，该网络构造使得第一TDM设备40和第二TDM设备41是终端设备，并且在它们之间不存在网络，而分组网络操作用于中继和传送。 

<主节点> 

参考图14，主节点11包括RTP封装111、UDP/IP/以太网封装112、时钟部件113、UDP/IP/以太网解封装114、RTP解封装115和缓冲器116。 

当从第一TDM设备接收到TDM帧时，主节点11首先在RTP封装111处附加RTP报头。 

该RTP报头包括TS，并且该TS的值由时钟部件113来控制。 

然后，主节点11在UDP/IP/以太网封装112处将UDP/IP/以太网报头附加到分组，并且随后将其送出到分组网络20。 

此外，当从分组网络接收到分组时，主节点11首先在UDP/IP/以太网解封装114处去除UDP/IP/以太网报头。 

然后，主节点11将从其去除报头的分组存储在缓冲器116中，并且吸收网络的延迟抖动，同时主节点11还纠正分组的顺序。然后，以由时钟部件113控制的时序来将分组传递到RTP解封装115。 

最后，主节点11在RTP解封装115处去除分组的RTP报头，并且随后将其送出到TDM网络50。 

<从节点> 

参考图14，从节点31包括RTP封装311、UDP/IP/以太网封装312、UDP/IP/以太网解封装313、RTP解封装314、分组滤波器315、PLL 316、缓冲器317、精度监视部件318和阈值控制部件319。 

当从分组网络20接收到分组时，从节点30首先在UDP/IP/以太网解封装313处去除UDP/IP/以太网报头。 

然后，从节点30将所述分组存储在缓冲器317中，并且吸收网络的延迟抖动，同时从节点30纠正分组的顺序。然后，以由PLL 316再生的时钟所控制的时序来将分组传递到RTP解封装314。 

最后，从节点30在RTP解封装314处去除分组的RTP报头，并且随后将其送出到TDM网络51。 

由于从节点31的PLL 316、缓冲器317、精度监视部件318和阈值控制部件319在构造和操作方面与第一示例性实施例的相同，所以此处将不再对它们进行描述。 

当从第二TDM设备41接收到TDM帧时，从节点31首先在RTP封装311处附加RTP报头。RTP报头包括TS，并且TS的值由PLL 316再生的时钟来控制。然后，从节点31在UDP/IP/以太网封装312处附加UDP/IP/以太网报头，并且随后将其送出到分组网络。 

<操作> 

现在，以下将描述本发明的第二示例性实施例的操作。本发明的第二示例性实施例提供了一种方法，该方法通过利用PWE3技术抑制延迟波动和来自RTP报头的TS的时钟漂移来再生准确的时钟，PWE3技术用于通过分组网络来封装TDM数据并且传送TDM数据。 

这能够通过应用具有如上述和图12中所示的构造的第一示例性 实施例的同步系统来实现。时钟同步系统的操作与第一示例性实施例的相同，并且因此在此将不进一步描述。 

<有益效果> 

现在，以下将描述用于执行本发明的第二示例性实施例的优点。 

因为本发明的第二示例性实施例能够通过利用用于封装TDM数据并且通过分组网络来传送TDM数据的PWE3根据缓冲器的累积量的改变计算当前时钟同步精度，并且通过调整分组滤波器的阈值以便于改善时钟同步精度，来抑制延迟波动和时钟漂移，以实现精确的时钟同步，所以用于执行本发明的第二示例性实施例能够实现本发明的目标。 

{第三示例性实施例} 

将参考附图来详细描述本发明的第三示例性实施例 

<构造> 

参考图16，本发明的第三示例性实施例包括主节点12和从节点32以及分组网络20。 

<主节点> 

由于主节点的构造与第一示例性实施例的完全相同，并且因此将不在此进一步描述。 

<从节点> 

参考图16，除了第一示例性实施例的从节点10的构造之外，从节点32包括同步精度计算部件326和显示部件327。 

同步精度计算部件326从精度监视部件324接收控制信号，并且计算当前的精度信息。同步精度计算部件326还将计算的同步精度信 息传递到显示部件327。 

显示部件327是向外部显示从同步精度计算部件326传递的同步精度信息的部分。 

由于其余部分的构造与第一示例性实施例的完全相同，并且因此将不在此进一步描述。 

<操作> 

现在，以下将详细描述第三示例性实施例的操作。 

本发明的第三示例性实施例提供了一种向用户通知当前的时钟同步精度的方法。 

由于除了同步精度计算部件326和显示部件327的操作之外，该示例性实施例的操作与第一示例性实施例的操作相同，所以在此不进行进一步描述。参考图16，同步精度计算部件从精度监视部件接收控制信号。 

控制信号是如以上参考图11针对第一示例性实施例所描述的sign×Deviation[n]。同步精度计算部件基于该偏差的值来计算同步精度。 

作为计算方法的示例，如果 

-缓冲器的累积量的最大值的偏差量＝Deviation[n][比特]， 

-使精度监视部件观察缓冲器的累积量的最大值的时间宽度＝T[秒]， 

-TS分组的比特速率＝B[比特/秒]，并且 

-系数＝C， 

则同步精度计算部件能够通过以下示出的数学公式来计算时钟同步精度。 

[数1] 

…(公式1) 

替选地，能够基于Telcordia的国际标准所定义的FFO(分数频率补偿)的定义通过以下示出的数学公式来计算同步精度。 

[数2] 

…(公式2) 

图18图示了以该方式计算的时钟同步精度(测量的精度)与实际的时钟同步精度(基准精度)一致到什么程度。从图18中，将看出它们在相当程度上彼此一致。同步精度计算部件326将以该方式计算的时钟同步精度传递到显示部件327。 

显示部件能够在外部监视器和/或灯上显示传递的时钟同步精度信息，并且向用户通知该时钟同步精度信息。 

虽然在构造示例的以上描述中组合了同步精度监视器327和具有阈值控制功能的阈值控制部件326，但是同步精度监视器327通常在没有阈值控制部件326的情况下进行操作。图17图示了这样的情况的构造。同步精度监视器的操作原理与以上所描述的相同，并且因此将不在此进一步描述。 

<有益效果> 

现在，以下将描述用于执行本发明的第三示例性实施例的优点。 

用于执行本发明的第三示例性实施例基于精度监视部件的数据来计算当前的同步精度信息，并且在同步精度监视器上显示该同步精度信息。因此，因为用户能够掌握当前的同步精度，并且同时能够抑制延迟波动和时钟漂移来实现准确的时钟同步，所以能够实现本发明的目的。 

现在，以下将参考附图来详细描述用于执行本发明的第四示例性实施例。 

<构造的解释> 

参考图20的上部，本发明的第四示例性实施例包括主节点400、从节点500和分组网络130。此外，主节点400和从节点500包括以下列出的部件。 

<主节点> 

主节点400包括TS分组生成部件410和TS分组发射部件420。 

TS分组生成部件410生成TS分组，该TS分组存储用于时钟同步的各个TS。TS是用于在节点之间进行时钟同步的数值。TS是示出基于主节点400的时钟所生成的时间信息的数值。例如，通过将主节点400的时钟的最小时间单位(例如，125微秒)顺序地增加1所获得的数值可以用于该TS。 

TS分组发射部件420接收由TS分组生成部件410生成的TS分组，并且在定期的基础上将接收到的TS分组发射到从节点510。 

<从节点> 

从节点500包括TS分组接收部件510、PLL 520、分组计数器530和同步精度测量部件540。 

TS分组接收部件510通过分组网络130接收从主节点400传送的TS分组。将接收TS添加到接收到的TS分组，然后将该接收到的TS 分组发送到PLL 520和分组计数器530。 

PLL 520包括相位比较器521、LPF 522、PI控制器523、VCO 524和计数器525。下文中将描述分组计数器530和同步精度测量部件540的内部构造。 

相位比较器521计算在存储在从TS分组接收部件510接收的TS分组中的接收TS和由计数器525生成的TS(下文中称作“计数器TS”)的差分信号，并且将其输出到LPF 522。 

LPF 522对该差分信号进行平滑并且抑制抖动和噪声。然后，LPF522将获得的结果输出到PI控制器523。 

PI控制器523生成最终将平滑的差分信号减小为零的控制信号，并且将其输出到VCO 524。 

VCO 524生成由从PI控制器523输入的控制信号确定的频率的时钟，并且将其输出到计数器525。 

计数器525基于从VCO 524输入的时钟来生成计数器TS，并且将其传送到相位比较器521。 

分组计数器530在每次从TS分组接收部件510接收到TS分组时都使计数器读数值增加预定的增量。同时，分组计数器530根据VCO524确定的频率来使计数器读数值减少。替选地，分组计数器530可以是分组缓冲器。在分组缓冲器的情况下，当分组计数器530从TS分组接收部件510接收TS分组时，该分组计数器530在缓冲器中累积分组，并且同时根据VCO 524所确定的频率来输出累积的分组。 

同步精度测量部件540监视分组计数器530的计数器读数值，并且测量在某个时间段(时间间隔)中的计数器读数值的最大值。然后，同步精度测量部件540基于最大值来测量时钟同步精度。 

<操作的解释> 

<同步精度计算方法的解释> 

在描述该示例性实施例的操作之前，以下将解释该示例性实施例的同步精度计算方法。 

如以上的构造部分中所描述的，PLL 312的每个部件都基于在存储在从主节点400接收到的TS分组中的TS值和根据从节点510本身的时钟所产生的TS值的差来用于对主节点400的时钟和从节点510的时钟进行同步。同步精度测量部件540在时钟同步控制期间测量当前的同步精度。现在，以下将描述同步精度测量部件540的同步精度测量方法。 

该示例性实施例的同步精度测量方法采用下面的关于在时钟同步的状态和计数器读数值之间的关系的原理。 

图21图示了当从属侧时钟与主侧时钟准确同步并且网络中恒定不存在抖动时的分组计数器530的计数器读数值。在水平轴的方向上示出经过的时间，并且在垂直轴的方向上示出计数器读数值。 

图22图示了当时钟在主从之间准确同步并且网络中存在抖动时的计数器读数值。如图21中，在水平轴的方向上示出经过的时间，并且在垂直轴的方向上示出计数器读数值。 

此外，图23图示了当时钟在主从之间不同步并且分组网络中存在抖动时的计数器读数值。如图21中，在水平轴的方向上示出经过的时间，并且在垂直轴的方向上示出计数器读数值。注意，图23示出了作为时钟在主从之间不同步的示例的从属侧时钟被延迟的情况。 

现在，以下将详细描述以上附图。 

如图21中所示，当时钟在主从之间同步并且在网络中不存在抖动时，计数器读数值的最大值保持为恒定数值。 

当TS分组到达分组计数器530时，计数器读数值被增加了预定值。另一方面，根据VCO 524的速度来减少计数器读数值。在该实例中，VCO 524的减少速率使得以分组到达的间隔来减小分组的计数器读数值。由于主时钟和从时钟是同步的，所以以作为分组到达的间隔的规则时间间隔来重复地增加和减少计数器读数值，并且增加计数器读数值时所观察到的最大值保持为恒定水平。 

图22示出了时钟在主从之间同步并且在网络中存在抖动的情况。当由于抖动而导致分组到达被延迟时，计数器读数值的减少量根据延迟而被提高，以使得计数器读数值的下限数值降低。因此，分组到达时的计数器读数值可能低于其它计数器读数值。然而，当不受抖动影响的分组到达时，计数器读数值达到适当水平。假设不受抖动影响的分组以某个时间间隔(例如，10秒)到达，则计数器读数值的最大值将保持为恒定值。概括来说，如果网络中存在抖动，并且以某个时间间隔(其间不受抖动影响的至少一个分组将可靠地到达的时间段)来监视计数器读数的最大值，则它们将在主从同步时保持为恒定水平。 

现在，图23示出了时钟在主从之间不同步的情况(从属侧时钟相对于主侧时钟被延迟的情况)。如图22的实例中，当分组到达在抖动的影响下被延迟时，分组到达时的计数器读数值在某些点没有达到最大值。然而，当不受抖动影响的分组到达时，分组到达时的计数器读数值达到最大值。与图22的不同之处在于，计数器读数值的最大值随时间间隔而波动。在所图示的实例中，从属侧时钟相对于主侧时钟被延迟。换句话说，计数器读数值由于分组计数器的减少速率低于其增 加速率而拖延。因此，计数器读数的最大值随时间间隔而波动(在该实例中增加)。 

从以上三种情况看出，可以通过监视计数器读数的最大值并且观看最大值随时间间隔的波动来找出时钟在主从之间是否同步。换句话说，当计数器读数的最大值保持为恒定水平时，时钟是同步的，而在最大值波动时，时钟是不同步的。那么，当最大值波动时，能够基于偏差量来计算时钟时间的同步精度。以下将描述基于偏差量来计算同步精度的方法。 

出于本发明的目的，以下将示出基于计数器读数的最大值的偏差量来计算同步精度的两种方法作为示例。 

<第一计算方法> 

时钟同步精度通常被认为是“偏差的时钟数目相对于时钟总数目的比率”。例如，如果在10^9个时钟的时间间隔期间出现了1个时钟的偏差，则时钟同步精度将为1/10^9＝10^-9＝1ppb。 

这将被应用于上述的计数器读数的最大值的偏差量，以建立某个时间间隔中“偏差的数据量相对于处理的数据总量的比率”的概念。当 

-计数器读数的最大值的偏差量＝Deviation[比特]， 

-间隔＝T[秒]，并且 

-TS分组比特速率＝B[比特]时， 

通过以下示出的公式来确定时钟同步精度(FFO)。 

[数3] 

…(公式3) 

<第二计算方法> 

该第二计算方法是基于由Telcordia GR1244定义的公式来计算时钟同步精度的方法。GR1244对于时钟同步精度FFO采用下面的参数。 

-x[i]：时间间隔误差(TIE)(单位：纳秒) 

-间隔：(单位：秒) 

-N：用于确定FFO的间隔样本的数目(间隔数目)。 

然后，GR1244通过以下示出的公式来定义时钟同步精度(FFO)。 

[数4] 

…(公式4) 

通过该公式，根据N个间隔中的TIE的值来计算时钟同步精度FFO。这里所使用的TIE是在如图24所示的间隔中到达的每个分组的相位偏差的值。图24示出了在从属侧处业务的理想状态(与主方同步的状态)下引出(pull out)分组的时序(上部)以及实际上引出分组的时序(下部)。在该实例中，实际上引出分组的时序比理想状态延迟了每分组0.1的大小。间隔中出现了多少时序的偏差由x[i]＝TIE来表达。在图24的实例中，在每个间隔中为0.4。 

由于从节点无法知道理想状态下的时序，所以出于本发明的目的，根据计数器读数的最大值的偏差量来确定TIE的值。计数器读数的最大值的偏差量被认为是作为在间隔中到达的分组的相位变动的结果而出现的偏差的比特数目。通过使偏差量除以TS的比特速率来确定对于偏差的比特数目所需要的延迟量，该值为TIE(＝x[i]) 

{数5} 

$x\left[i\right]=\frac{\mathrm{Deviation}\left[i\right]}{B}$ …(公式5) 

可以通过将TIE代入上述GR1244的公式4中的x[i]来计算时钟同 步精度(FFO)。 

因此，能够基于计数器读数的最大值的偏差量通过以上两种方法的任何一个来计算同步精度。 

<节点操作的解释> 

以下将描述从节点的操作。除用于计算FFO的公式有所不同之外，节点操作对于使用第一计算方法的情况和使用第二计算方法的情况之间的大部分而言是共同的。因此，将共同地描述两种情况，而仅单独地描述不同的部分。 

图25图示了从节点510的构造，包括分组计数器530的构造和详细示出的同步精度测量部件540的构造。 

分组计数器530具有计数器，并且如上所述，每当分组计数器530从TS分组接收部件510接收到TS分组就使计数器读数值增加预定值。同时，分组计数器530根据VCO 524所确定的频率来减少计数器读数值。 

同步精度测量部件540包括最大计数器读数监视部件541、同步精度计算部件542和显示部件543。 

图26-1和图26-2示出了同步精度测量部件540的处理流程。将通过参考图25、图26-1和图26-2来描述同步精度测量部件540的操作。首先，将通过参考图26-1来描述采用第一计算方法的情况。 

首先，最大计数器读数监视部件541监视分组计数器530的计数器读数值。然后，最大计数器读数监视部件541确定间隔t中的计数器读数的最大值Counter_Max[t](步骤S201)。 

然后，在确定了最大计数器读数值Counter_Max[t]之后，最大计数 器读数监视部件54I计算最大计数器读数值Counter_Max[t]和基准计数器读数值Counter_Ref之间的差量或Deviation[t](步骤S202)。以下示出了此时采用的数学公式。 

Deviation[t]＝Counter_Max[t]-Counter_Ref 

差量或Deviation[t]是以上描述中所涉及的最大计数器读数值的偏差量。Counter_Ref是在开始测量时的计数器读数值、预定的计数器读数值或二者。 

随后，在确定了Deviation[t]之后，最大计数器读数监视部件541向同步精度计算部件542通知Deviation[t](步骤S203)。 

然后，同步精度计算部件542将接收到的Deviation[t]的值代入公式3，并且计算时钟同步精度FFO(步骤S204)。 

计算时钟同步精度FFO的同步精度计算部件542向显示部件543通知计算的结果(步骤S205)。 

最后，显示部件543通常通过外部监视器向用户显示时钟同步精度FFO的计算结果(步骤S206)。 

现在，将通过参考图26-2来描述采用第二计算方法的情况。与采用第一计算方法的上述情况的不同之处在于，用步骤S204’来替代步骤S204。 

在步骤S204’中，如果接收到的Deviation[t]的值的数目等于用于通过上述公式4计算FFO所需要的样本的数目，则同步精度计算部件542通过公式4来计算时钟同步精度FFO。其它步骤的操作与采用计算方法1的情况相同。 

<有益效果> 

如上所述，根据本发明，基于逐个间隔来管理分组计数器的最大值，该分组计数器的最大值用于管理从节点处的TS分组的到达状态和输出状态，以使得能够基于最大值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。那么，因此，本发明提供了在提供服务的同时使得能够掌握在主节点和从节点之间的当前的时钟同步精度的优点。 

特定地，由于本发明使得能够通过从节点处的处理来测量精度，所以使得本发明能够适用于实际上正在运行的网络。在主节点和从节点位于物理上彼此远离的场所的实际场景上难以测量同步精度的问题能够得以解决。此外，由于能够根据通过监视从节点处的计数器读数值所获得的信息来计算精度，所以没有必要提供诸如GPS的特定系统。因此，因为本发明在用于安装设备的场所方面不受用于提供服务的特定约束的限制，所以可以以低成本并且稳定地实现根据本发明的系统。 

<第五示例性实施例> 

现在，将通过参考附图来详细描述用于执行本发明的另一个示例性实施例。针对第四示例性实施例的使用时间戳系统的方法被描述为在主节点和从节点之间同步时钟的方法。将针对该示例性实施例来描述使用某个其它时钟同步方法的情况。 

<第一示例> 

<构造的解释> 

作为该示例性实施例的第一示例，以下额外地采用分组滤波器特征的实例将被描述为将时间戳系统应用于时钟同步方法的示例。 

当将本发明的第五示例性实施例的整体构造与第四示例性实施例的构造进行比较时，用具有如图27中所示的构造的从节点610来替代从节点510。主节点的特定构造与第一示例性实施例的类似。 

<从节点> 

除图20中所示的从节点510的构造之外，从节点610还具有分组滤波器611。 

分组滤波器611根据从TS分组接收部件510接收到的TS分组的TS来计算分组受其影响的抖动。然后，分组滤波器611根据计算的抖动的大小来选择要传送到PLL 521的TS分组。更特定地，提前定义了根据其来确定要传送的对象的阈值，并且将其抖动没有达到该阈值的TS分组发送到PLL 521，而丢弃其抖动超出该阈值的TS分组。该构造提供了将抖动的影响减小到PLL 521所执行的时钟同步的控制的效果。 

PLL 521的组成部件及其构造与第一示例性实施例的相同。 

参考图27，以下将描述从节点的操作，该从节点的操作用于在对时间戳系统额外采用分组滤波器特征时，确定时钟同步精度。 

TS分组接收部件510经由分组网络130来接收从主节点400传送的TS分组。然后将接收到的TS分组发送到分组滤波器611和分组计数器部件530。 

分组滤波器611根据TS分组的TS来计算接收到的分组受其影响的抖动，并且在该抖动没有达到阈值时将该TS分组发送到PLL 312，而在该抖动超出该阈值时丢弃该TS分组。与第四示例性实施例类似，相位比较器521计算接收到的TS与由计数器525生成的TS之间的差分信号，然后将该差分信号输出到LPF 522。LPF 522对该差分信号进行平滑，并且将其结果输出到PI控制器523。 

PI控制器523生成最终将平滑的差分信号减小为零的控制信号，并且将该控制信号输出到VCO 524，该VCO 524生成通过输入的控制 信号确定的频率的时钟，并且将其输出到计数器525。 

计数器525基于该时钟来生成TS，并且将其输出到相位比较器521。在生成的TS和接收到的TS之间的差随着重复反馈过程而接近零，使得从节点610的时钟通过主节点400的时钟来进行同步。因此，由于分组滤波器1001对具有大抖动的TS分组进行滤波，所以预期减小抖动的影响以提高同步精度的优点。 

从节点610的同步精度测量部件540具有与第四示例性实施例的图25类似的构造，并且包括最大计数器读数监视部件541、同步精度计算部件543和显示部件543。 

将再次参考图26-1和图26-2来描述第五示例性实施例的同步精度测量部件540的操作。 

最大计数器读数监视部件541监视分组计数器530的计数器读数值。然后，最大计数器读数监视部件541确定在间隔t中的计数器读数的最大值Counter_Max[t]。当最大计数器读数监视部件541确定了最大计数器读数值Counter_Max[t]时，计算该间隔中的在最大计数器读数值和基准计数器读数值Counter_Ref之间的差量或Deviation[t]。 

在通过Deviation[t]＝Counter_Max[t]-Counter_Ref确定了该差量或Deviation[t]之后，最大计数器读数监视部件541向同步精度计算部件542通知Deviation[t]。同步精度计算部件542基于接收到的Deviation[t]的值通过上述公式3、公式4或公式5来计算时钟同步精度FFO。在计算时钟同步精度FFO之后，同步精度计算部件542向显示部件543通知该结果。显示部件543通常经由外部监视器向用户显示该结果或时钟同步精度FFO。 

如上所述，当对时间戳系统额外采用分组滤波器特征作为时钟同 步方法时，同步精度测量部件540基于逐个间隔来管理TS分组的到达状态和输出状态，以使得能够基于最大值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。那么，因此，本发明提供了在提供服务的同时使得用户能够掌握在主节点和从节点之间的当前的时钟同步精度的优点。 

除此之外，可能存在监视当前的时钟同步精度的同时没有获得为同步精度所需要的值的情况。在这样的情况下，可以对时钟同步控制采取措施，以通过利用同步精度信息来改善同步精度。 

在图28中所示的从节点610中，将参数控制部件711添加到以上通过参考图27描述的从节点710的构造。参数控制部件711通过基于由同步精度计算部件542计算的当前的时钟同步精度来调整分组滤波器611的滤波器阈值和/或调整PLL 520的LPF 522和PI控制部件523的参数来改善同步精度。 

<第二示例> 

<构造的解释> 

作为第五示例性实施例的修改的示例，以下将描述下述实例，该实例采用在NPL 1中描述的并且越来越流行的自适应时钟方法作为时钟同步方法。 

如果与第四示例性实施例进行比较，则用具有如图29中所示的构造的从节点810来替代从节点510。 

<从节点> 

如果与图20的从节点510的构造进行比较，则从节点810包括替代PLL 520的分组缓冲器812、队列长度监视部件813和时钟再生部件814。此外，用分组接收部件811来替代TS分组接收部件510。 

分组接收部件811接收从主节点400发送的分组，并且将其传送 到分组缓冲器812和分组计数器530。由于从主节点400发送的分组不是TS分组，所以用分组接收部件811来替代TS分组接收部件510。由于从主节点400发送的分组不是TS分组，所以假设以规则的间隔来发送相同大小的分组。 

分组缓冲器812存储从分组接收部件811发送的分组，并且以由时钟再生部件814指示的速率来输出分组。 

队列长度监视部件813监视分组缓冲器812的累积量。然后，队列长度监视部件813向时钟再生部件814通知缓冲器的累积量和缓冲器的基准值的大小关系。 

时钟再生部件814调整时钟的频率，以便于使得缓冲器的累积量等于缓冲器基准值。 

当分组计数器530从分组接收部件811接收到分组时，分组计数器530使计数器读数值增加预定值。与此同时，分组计数器530根据由时钟再生部件814确定的频率来减少计数器读数值。 

如在第四示例性实施例中，同步精度测量部件540监视分组计数器530的计数器读数值，并且观察在某个时间段(间隔)中的计数器读数的最大值。然后，分组计数器530基于该最大值来测量时钟同步精度。 

<操作的解释> 

参考图29，将描述当将自适应时钟方法用作时钟同步方法时的用于确定时钟同步精度的从节点的操作。 

当接收到分组时，分组接收部件811将该分组传送到分组缓冲器812和分组计数器530。 

队列长度监视部件813监视存储接收到的分组的分组缓冲器812的累积量。队列长度监视部件813确定该缓冲器的累积量等于、大于还是小于该缓冲器的基准值，并且将所确定的结果通知给时钟再生部件814。队列长度监视部件813可以基于某个时间点处的累积量、或者基于某个时间段中的平均值来进行确定。 

时钟再生部件814控制读出的时钟f2，以便于使得分组缓冲器812的累积量保持为基准值。换句话说，当该缓冲器的累积量等于基准值时，再生时钟f2被认为是与主节点400的时钟f1同步的。因此，当缓冲器的累积量等于基准值时，再生时钟f2保持为先前的状态。当缓冲器的累积量小于基准值时确定f2＞f1，并且调整时钟f2的频率以便于变得较低。相反地，当缓冲器的累积量大于基准值时确定f2＜f1，并且调整时钟f2的频率以便于变得较高。 

通过分组缓冲器812、队列长度监视部件813和时钟再生部件814的上述操作来执行对主节点400的时钟和从节点810的时钟进行同步的处理。另一方面，同步精度测量部件540测量当前的时钟同步精度。 

同步精度测量部件540具有与图25中所示的第四示例性实施例类似的构造，并且包括最大计数器读数监视部件541、同步精度计算部件542和显示部件543。 

当分组接收部件811向分组计数器530通知了分组的接收时，如第四示例性实施例的情况，分组计数器530使计数器读数值增加预定值。与此同时，分组计数器530根据时钟再生部件814所确定的频率来减少计数器读数值。 

响应于分组计数器530的操作，同步精度测量部件540通过与第四示例性实施例的相应处理类似的处理来测量时钟同步精度。 

以下将再次参考图26-1和图26-2来描述第五示例性实施例的同步精度测量部件540的操作。 

最大计数器读数监视部件541监视分组计数器530的计数器读数值。然后，最大计数器读数监视部件541确定在间隔t中的计数器读数的最大值Counter_Max[t]。当最大计数器读数监视部件541确定了最大计数器读数值Counter_Max[t]时，最大计数器读数监视部件541计算在该间隔中的最大计数器读数值和基准计数器读数值Counter_Ref之间的差量或Deviation[t]。 

在通过Deviation[t]＝Counter_Max[t]-Counter_Ref确定了该差量或Deviation[t]之后，最大计数器读数监视部件541向同步精度计算部件542通知Deviation[t]。同步精度计算部件542基于接收到的Deviation[t]的值通过上述公式3、公式4或公式5来计算时钟同步精度FFO。在计算时钟同步精度FFO之后，同步精度计算部件542向显示部件543通知该结果。显示部件543经由例如外部监视器向用户显示该结果或时钟同步精度FFO。 

如上所述，当将自适应时钟方法用作时钟同步方法时，同步精度测量部件540基于逐个间隔来对管理来自分组接收部件811的分组的到达状态和输出状态的分组计数器530的读数的最大值进行管理，以使得能够基于最大值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。那么，因此，本发明提供了在提供服务的同时使得用户能够掌握在主节点和从节点之间的当前时钟同步精度的优点。 

如可以从该示例性实施例的上述两个示例中看出的，根据本发明提议的时钟同步精度测量方法不取决于时钟同步方法，并且能够在从主节点向从节点定期发射相同大小的分组的条件下进行操作。与第四示例性实施例类似，与时钟同步控制处理并行地将分组定期地输入到 分组计数器530，并且同步精度测量部件540基于逐个间隔来管理分组计数器读数的最大值，并且基于最大值的偏差量来计算时钟同步精度。特定地，由于能够通过从节点处的处理来实现该测量，所以该示例性实施例提供了能够在实际上以低成本稳定运行的网络中测量时钟同步精度的优点。 

[第六示例性实施例] 

将参考附图来详细描述用于执行本发明的另一个示例性实施例。当计算同步精度时，第四示例性实施例和第五示例性实施例监视如图20中所示的从节点500所具有的分组计数器530的计数器读数的最大值，并且根据该最大值的偏差量来计算同步精度。在该示例性实施例中，将描述使用监视最大值的不同方法的同步精度计算方法。 

首先，将通过参考图30来重新描述当TS分组120到达时的第四示例性实施例的分组计数器530的状态以及如何相应地增加和减少计数器读数值。图30与图23相对应，并且额外地图示了TS分组120的到达时序。注意，在下面描述中并且也在相关附图中，“P”用作用于标识TS分组的标记。此外，“C”用作用于按时序标识计数器读数值的标记。而且，“L”用作用于标识指示计数器读数值、最大值和最小值的行进的直线的标记。 

在图30中，图30中示出了图示响应于TS分组P10至P20的到达而改变的计数器读数值的行进的直线L1，以及当分组到达时所观察到的计数器读数值C10至C20。此外，还示出了指示在计数器读数值C10至C20的各个间隔中的最大计数器读数值的直线L3。由于分组网络的特性而导致延迟被随机地添加到TS分组。在该实例中，假设没有向TS分组P10、P11、P15、P17、P19和P20添加延迟，而向TS分组P12、P13、P16和P18添加了延迟。在图30中，在水平轴的方向上示出了经过的时间，并且在垂直轴的方向上示出了计数器读数值。 

如上所述，在第四示例性实施例中，分组计数器530在每次接收到TS分组120时就使计数器读数值增加预定的值。与此同时，分组计数器530根据VCO 524所确定的频率来减少计数器读数值。通过观察如何利用图30来详细处理计数器读数值，将会发现计数器读数值C10至C20是在添加用于分组到达的增量之后所观察到的那些。那么，在各个分组到达时通过参考计数器读数值C10至C20来监视每个间隔中的最大计数器读数值。例如，在间隔X中，计数器读数值C10和C11的值被定义为最大计数器读数值，该计数器读数值C10和C11的值是各个分组到达时的计数器读数值C10至C14中的最大值。类似地，在间隔X+1中，计数器读数值C17、C19和C20的值被定义为最大计数器读数值，该计数器读数值C17、C19和C20是在各个分组到达时的计数器读数值C15至C20中的最大值。 

该示例性实施例中作为在各个分组到达时的计数器读数值进行参考的值与由涉及以上参考图30所描述的第四示例性实施例的方法的计数器读数值所参考作为计数器读数值的那些数值有所不同。这将在以下参考图31来进行描述。 

图31中所示的到达的TS分组P10至P20以及到达的时序与图30所示的相同。虽然如图30中所示，在第四示例性实施例中在添加预定增量之后获得到达时的计数器读数值C10至C20，但是在该示例性实施例中在添加预定增量之前获得到达时的计数器读数C30至C40。因此，由于在添加预定增量之前获得了到达时的计数器读数值C30至C40，所以最大计数器读数值L4也被选择为计数器读数C30至C40中的最大值。最大计数器读数值L4是在添加预定增量之前所获得的用于参考的到达时的计数器读数值C30至C40的最大值，并且并不指示图示计数器读数值行进的L1中的最大值。 

如前所述，当分组到达时由分组计数器530针对每个分组添加恒定的增量。因此，如果将通过添加增量所获得的值用作在第四示例性实施例中的作为到达时的计数器读数值来参考的值，改变为将添加增量之前所获得的值用作为该示例性实施例中的作为到达时的计数器读数值的值来参考的值，则最终结果为通过针对分组减去减量来获得后者的到达时的计数器读数值，并且因此从每个间隔中的最大值偏差量的观点来看，二者是相等的。 

因此，在每个间隔中监视添加增量之前所获得的到达时的计数器读数的最大值，并且根据第六示例性实施例中的最大值的偏差量来确定同步精度。 

如果改变了监视最大计数器读数值的方法，则每个间隔中的最大值的偏差量与第四示例性实施例的相同。因此，在确定每个间隔中的最大计数器读数值方面，节点500的操作与第四示例性实施例的操作不同。另一方面，在根据每个间隔中的最大值的偏差量来确定同步精度方面，从节点500的操作与第四示例性实施例的操作相同。 

更特定地，在该示例性实施例中，仅用步骤S301来替代以上参考图26描述的第四示例性实施例的同步精度测量部件540的处理流程的步骤S201，并且所有的后续步骤都相同。如在图26-1和图26-2中的步骤S201，步骤S301中的处理操作为，最大计数器读数监视部件541监视分组计数器530的计数器读数值。特定地，最大计数器读数监视部件541在计数器读数值升高和降低的情况下监视在针对分组添加增量之前的读数值，并且确定在间隔t中的针对分组添加增量之前的最大值Counter_Max[t](步骤S301)。所有的后续步骤S202至S206的处理操作都与图26的相同。 

<有益效果> 

如上所述，根据本发明，在计数器读数值升高和降低的情况下，在从节点处监视在针对分组添加增量之前的分组计数器的计数器读数值，并且管理每个间隔中的计数器读数的最大值，以使得能够基于最大值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。如果与以上针对第四示例性实施例所描述的方法进行比较，则针对该示例性实施例所描述的监视最大计数器读数值的方法是使得根据第四示例性实施例中所获得的相应的最大值来通过针对分组减去减量来获得最大值，使得每个间隔中的最大值的偏差量与第四示例性实施例中确定的偏差量相同。因此，对于两个示例性实施例而言，基于最大值的偏差量来确定的同步精度是相同的。因此，本发明提供了在提供服务的同时使得能够掌握主节点和从节点之间的当前时钟同步精度的优点。 

[第七示例性实施例] 

将参考附图来详细描述用于执行本发明的又另一个示例性实施例。当在第四示例性实施例和第六示例性实施例中计算同步精度时，如图25中所示的从节点500处的分组计数器530执行下述操作：“在每次从TS分组接收部件150接收到TS分组时都使计数器读数值增加预定值，并且同时根据VCO 524所确定的频率来减少计数器读数值”。然后，分组计数器530监视在第四示例性实施例中的在添加增量之后的计数器读数的最大值，以及在第六示例性实施例中的在添加增量之前的计数器读数的最大值，并且根据其偏差量来计算同步精度。该示例性实施例的分组计数器530的操作与第四示例性实施例的操作和第六示例性实施例的操作不同。以下将描述该示例性实施例的同步精度计算方法。 

用第七示例性实施例中的减法/加法分组计数器920来替代第四示例性实施例中的分组计数器530和第六示例性实施例中的分组计数器530。作为改变的结果，减法/加法分组计数器920的操作变为使得“在每次接收到分组时都从计数器读数值中减去预定值，并且通常根据VCO 524的速度通过加法来增加计数器读数值”。 

该示例性实施例的图33与第六示例性实施例的图31相对应。计数器读数值的行进L5示出了减法/加法分组计数器920的计数器读数值如何上升和下降。到达的TS分组P10至P20及其到达时序与图31中的相同。在该示例性实施例中，分组到达时的计数器读数值以这样的方式来进行处理，即，在减去计数器减量之后获得到达时的计数器读数值C50至C60。 

在第四至第六示例性实施例中，计数器读数值示出了在分组无延迟到达时的最大值，以及在对其添加了延迟的分组到达时所观察到的计数器读数值示出了从最大值减小的值。另一方面，在第七示例性实施例中，通过改变以上方法来获得针对减法/加法分组计数器920的计数器读数值的加法/减法方法。因此，在分组无延迟到达时所观察到的计数器读数值是最小计数器读数值L6。通过根据延迟量增大最小计数器读数值L6来获得对其添加了延迟的分组到达时的计数器读数值C50至C60。最小计数器读数值L6的改变与为描述第四示例性实施例的操作所参考的图23中所示的相反，并且与以上为第六示例性实施例描述的最大计数器读数值L3和L4的改变相反。换句话说，当从节点500的速度慢时，图30、31的最大计数器读数值L3和L4以及图23的最大计数器读数值逐渐增大，而图33的最小计数器读数L6值逐渐降低。 

虽然在计数器读数值的上升和下降运动方面，减法/加法分组计数器920的操作与分组计数器530的操作相反，但是每个间隔中的减法/加法分组计数器920的最小值的偏差量与相应的分组计数器530的最大值的偏差量相同。然而，由于偏差量的符号从正反转为负或者反之亦然，所以在该方面上需要进行处理。下文中将在以下通过参考图35-1和图35-2所给出的处理流程的描述中来描述该处理。如上所述，该示例性实施例的操作在偏差量方面与第四示例性实施例和第六示例性实施例的操作相同。因此，该示例性实施例的同步精度水平与第四示例性实施例和第六示例性实施例的同步精度水平相同。 

现在，以下将描述该示例性实施例的构造。由于分组计数器的操作不同，所以将图25中所示的从节点500的构造改变为图34中所示的从节点910的构造。更特定地，用加法/减法分组计数器920来替代分组计数器530，同时用精度测量部件930来替代同步精度测量部件540，而用最小计数器读数监视部件931来替代最大计数器读数监视部件541。 

将从节点的操作从第四示例性实施例的操作改变为该示例性实施例的操作，在第四示例性实施例中在每个间隔中执行确定最大计数器读数值的处理，在该实施例中在每个间隔中执行确定最小计数器读数值的处理。然而，该实施例中的用于根据偏差量来确定同步精度的所有后续操作都与第四示例性实施例中的相同。 

图35-1和图35-2示出了同步精度测量部件930的处理流程。 

在步骤S301中，最小计数器读数监视部件931监视减法/加法分组计数器920的计数器读数值。更特定地，最小计数器读数监视部件931特定地监视在计数器读数值上升和下降的情况下针对分组减去减量之后所获得的值，并且确定在间隔t中针对分组减去减量之后所获得的值中的最小值Counter_Min[t](步骤S301)。 

然后，在确定了最小计数器读数值Counter_Min[t]之后，最小计数器读数监视部件931计算在最小计数器读数值Counter_Min[t]和基准计数器读数值Counter_Ref之间的差量或Deviation[t](步骤S302)。以下示出了此时所采用的数学公式。 

Deviation[t]＝Counter_Ref-Counter_Min[t] 

该差量或Deviation[t]是在以上描述中所涉及的最小计数器读数值的偏差量。Counter_Ref是在开始测量时的计数器读数值或者预定的计数器读数值。因为在分组计数器530和减法/加法分组计数器920之间偏差量的符号从正反转为负或者反之亦然，所以以上的公式部分地不 同于前述的公式。 

随后，在确定了Deviation[t]之后，最小计数器读数监视部件931向同步精度计算部件542通知Deviation[t](步骤S303)。 

步骤S204以及其后的处理操作与图26-1和图26-2中所示的第四示例性实施例的相同。 

<有益效果> 

如上所述，根据本发明，从节点的分组计数器以这样的方式进行操作，即，当分组到达时针对分组减去减量，并且另一方面，通常根据VCO 524的速度通过加法来增加计数器读数值。然后，在此之后，特定地监视在计数器读数值上升和下降的情况下在针对到达的分组减去减量之后所获得的数值，并且管理在每个间隔中的监视的值的最小值，使得能够基于所述最小值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。在计数器读数值的上升和下降运动方面，以上针对该示例性实施例描述的监视最小计数器读数值的方法与以上针对第四示例性实施例描述的方法相反，每个间隔中的最小值的偏差量与由第四示例性实施例确定的相应的最大值的偏差量相同。因此，基于该最小值的偏差量来确定的同步精度水平保持相同。那么，因此，该示例性实施例提供了在提供服务的同时使得能够掌握主节点和从节点之间的当前的时钟同步精度的优点。 

[第八示例性实施例] 

将通过参考附图来详细描述用于执行本发明的又另一个示例性实施例。当在第七示例性实施例中计算同步精度时，监视如图34中所示的从节点910的减法/加法分组计数器920的计数器读数的最小值，并且根据其偏差量来计算同步精度。如以下将要描述的，用通过改变监视最小值的方法所获得的方法来获得该示例性实施例的同步精度计算方法。 

针对该示例性实施例，以上通过参考图33所描述的第七示例性实施例的涉及计数器读数值的方法以这样的方式来改变，即，不同的值作为到达时的计数器读数值来进行参考。这将在以下将通过参考图36来描述。 

在图36中，到达的TS分组P10至P20及其到达时序与图33中的相同。虽然对如图33所示的第七示例性实施例而言，通过在到达时减去计数器减量来获得计数器读数值C50至C60，但是对于该示例性实施例而言，计数器读数值C70至C80在到达时减去计数器减量之前或不减去该计数器减量来获得。由于C70至C80在到达时减去计数器减量之前或不减去该计数器减量作为计数器读数值来获得，所以最小计数器读数值L8是到达时的计数器读数值中的最小值(注意，最小计数器读数值L8是要参考的在到达时减去计数器减量之前或者不减去该计数器减量的计数器读数的最小值，并且不指示说明计数器读数值行进的L8的最小值)。 

如以上已经描述的，在减法/加法分组计数器920的操作中，在分组到达时针对分组减去的减量是恒定的。因此，如果要参考的计数器读数值以这样的方式进行改变，即，针对该示例性实施例采用在减去减量之前或者不减去减量的分组到达时的计数器读数值来代替针对第七示例性实施例的在减去减量之后的到达时的计数器读数值，则最终结果仅仅是到达时的计数器读数值变动了分组的减量，并且每个间隔中的最小值的偏差量的值保持相同。 

为此，在每个间隔中监视在减去减量之前或不减去减量的到达时的计数器读数的最小值，并且根据该最小值的偏差量来确定同步精度。 

如果改变了监视最小计数器读数值的方法，则每个间隔中的最小值的偏差量的值与第七示例性实施例中的相同。因此，仅在确定每个 间隔中的最小计数器读数值方面改变了从节点910的操作，并且用于根据每个间隔中的最小值的偏差量来确定同步精度的所有其余部分的操作都与第七示例性实施例中的相同。 

更特定地，关于以上通过参考图35-1和图35-2描述的第七示例性实施例的同步精度测量部件930的处理流程，用图37-1和图37-2中的步骤S401来替代图35-1和图35-2中的步骤S301的处理操作。所有的后续操作都与图35-1和35-2中所示的相同。 

作为处理操作，如图37-1和图37-2的步骤S401中所示，最小值计数值器读数监视部件931监视减法/加法分组计数器920的计数器读数值。该最小值计数值器读数监视部件931特定地监视在计数器读数值上升和下降的情况下在针对分组减去减量之前所获得的值，并且确定在间隔t中针对分组减去减量之前所获得的值中的最小值Counter_Min[t](步骤S401)。所有的后续步骤或步骤S302至S306的处理操作都与与图35-1和图35-2中所示的相同。 

<有益效果> 

如上所述，根据本发明，从节点的分组计数器以这样的方式进行操作，即，特定地监视在计数器读数值上升和下降的情况下在针对分组减去减量之前或不减去减量所获得的值，并且管理每个间隔中的监视的值的最小值，使得能够基于最小值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。当将以上针对该示例性实施例所描述的监视最小计数器读数值的方法与针对第七示例性实施例所描述的方法进行比较时，所获取的最小值等于第七示例性实施例所获得的最小值加上分组的减量，使得每个间隔中的最小值的偏差量与在第七示例性实施例中所确定的相同。因此，基于最小值的偏差量所确定的同步精度水平保持相同。那么，因此，该示例性实施例提供了在提供服务的同时使得能够掌握主节点和从节点之间的当前的时钟同步精度的优点。 

[第九示例性实施例] 

将参考附图来详细描述用于执行本发明的又另一个示例性实施例。在该示例性实施例中，当在分组网络130中丢弃TS分组120时，同步精度计算方法将考虑对丢弃的响应。这将在以下进行描述。 

当在分组网络130中丢弃了预计到达的TS分组120时，出现了计数器读数值被减少了分组的值的问题。 

为了处理该问题，利用存储在TS分组120中的TS数值。如以上已经描述的，TS提供了用于实现节点之间的时钟同步的数值。TS提供了表示基于主节点400的时钟所生成的时间信息。因此，在主节点400在某个时钟时刻发射的TS分组120中所存储的TS和主节点400下一次发射的TS分组中所存储的TS之间的差示出了传输间隔。注意，假设主节点400以规则的间隔发射TS分组120。因此，由主节点400发射的两个连续TS分组120之间的差示出了恒定值(该恒定值在此例如由“T”来表示)。当没有分组被丢弃时，其每一个都在相应TS分组120到达时被存储的连续TS的值的所有的差都等于T。另一方面，例如，在分组网络130中丢弃分组时，到达间隔就会加倍，使得该差变得等于2T，以证明TS分组被丢弃。简短来说，能够通过计算由从节点500接收到的TS分组120的TS的值与也由从节点500接收到的紧接着的前一TS分组120的TS的值的差来确定分组是否被丢弃。 

为了执行这样的处理，该示例性实施例的从节点500具有如图38中所示的构造，其中添加了分组计数器控制部件1011。因此，将该示例性实施例的从节点表达为从节点1010。 

图39图示了分组计数器控制部件1011的处理流程。 

当分组计数器控制部件1011从TS分组接收部件510接收到TS分组时，分组计数器控制部件1011提取要存储的接收TS值：TSm(t) 并且保存该值(步骤S601)。 

当分组计数器控制部件1011提取接收TS值时，该分组计数器控制部件1011计算在该次接收到的TS分组120的接收TS值TSm(t)和上次接收到的TS分组120的接收TS值TSm(t-1)之间的差Δ(步骤S602)。 

然后，分组计数器控制部件1011计算数X，数X是通过该差Δ除以与到达间隔相对应的TS值：T来获得的值(步骤S603)。 

然后，分组计数器控制部件1011使分组计数器530的计数器读数值增加X×预定的数(步骤S604)。 

通过以下处理流程，当没有分组被丢弃时，使计数器读数值增加以与之前一样的预定的数，而当分组被丢弃时，使计数器读数值增加以X×预定的数。作为该处理的结果，在没有变动的情况下来适当地保持计数器读数值的水平。 

图40和41图示了下述情况，在该情况中，在如针对以上参考图30所描述的第四示例性实施例的计数器读数值上升和下降的情况下分组被丢弃。以下将描述在该情况下执行以上针对该示例性实施例所描述的处理时所获得的数值的示例。 

在如图30所示的分组到达的情况下，丢弃TS分组P13、P18和P19。假设与TS分组到达的间隔相对应的TS值为T＝1000。 

图41图示了存储在TS分组P10至P20中的接收TS值：TSm(t)，在接收到的TS分组的接收TS值和紧接着的前一接收到的TS分组的接收TS值之间的差Δ，以及通过该差Δ除以与分组到达的间隔相对应的TS值(T＝1000)所获得的数值X。 

对于其紧接着的前一TS分组没有被丢弃的TS分组(例如，TS分组P11或P12)而言，Δ＝1000，并且X＝1000/1000＝1。因此，如前添加预定的计数器读数值。 

另一方面，由于TS分组P 13被丢弃，所以对于作为紧接着的后一分组到达的TS分组P 14而言，接收TS：TSm(t)＝14000，并且因此与紧接着的前一到达的分组的接收TS：TSm(t-1)＝12000之间的差为Δ＝14000-12000＝2000。因此，X＝2000/1000＝2，并且由此将添加用于两个分组的加倍的增量。 

类似地，TS分组P18和P19被丢弃。因此，对于紧接于其后到达的TS分组P20而言，接收TS：TSm(t)＝20000，并且与紧接着的前一到达的分组的接收TS：TSm(t-1)＝17000之间的差为Δ＝20000-17000＝3000。因此，X＝3000/1000＝3，并且因此将添加用于三个分组的三倍的增量。 

以该方式，能够通过根据紧随丢弃的分组之后到达的分组的接收TS来检测一个或多于一个的丢弃的分组，并且添加TS值以便于包括所丢弃的分组，来适当保持计数器读数值的水平。因此，即使丢弃了一个或多于一个的分组，也能够如前来计算时钟同步精度。 

以上通过在第四示例性实施例中丢弃了分组的示例描述了在第九示例性实施例中丢弃的分组所采取的措施。然而，根据接收TS值来检测一个或多于一个的丢弃的分组并且添加TS值以便于包括所丢弃的分组的上述方法可直接应用于第六示例性实施例。 

可以将该示例性实施例的构造与第七示例性实施例和第八示例性实施例的构造组合。在这样的情况下，用计数器减法/加法分组计数器920来替代图38中的分组计数器530。然后，使该减法/加法分组计数 器920的计数器读数值减少X×预定的数。换句话说，当没有丢弃任何分组时，如前使计数器读数值减少预定的数，而在一个或多于一个的分组被丢弃时，使计数器读数值减少X×预定的数。作为该处理的结果，作为该处理的结果，在不变动的情况下适当地保持计数器读数值的水平。 

如上所述，通过上述的本发明的示例性实施例，基于逐个间隔来管理用于管理从节点处的TS分组的到达状态和输出状态的分组计数器的最大值，以使得能够基于该最大值的偏差量来计算当前的时钟同步精度。那么，因此，本发明提供了在提供服务的同时使得能够掌握在主节点和从节点之间的当前时钟同步精度的优点。 

特定地，由于本发明的示例性实施例使得能够通过从节点处的处理来测量精度，所以使得本发明可以适用于实际运行的网络，因此解决了在主节点和从节点位于物理上彼此远离的场所的实际场景上难以测量同步精度的问题。此外，由于可以根据通过监视从节点处的计数器读数值所获得的信息来计算精度，所以没有必要提供诸如GPS的特定系统。因此，因为通常在用于安装设备的场所方面不受用于提供服务的特定约束的影响，所以能够以低成本并且稳定地实现根据本发明的系统。 

注意，使用上述本发明的示例性实施例的任何一个中的网络、从节点和主节点中的时钟同步精度监视器的时钟同步系统的任何一个都可以通过硬件、软件或其组合来实现。 

本发明基于日本专利申请No.2007-239415(2007年9月14日提交)和日本专利申请No.2008-17258(2008年7月1日提交)，并且根据巴黎公约要求日本专利申请No.2007-239415和日本专利申请No.2008-172578的优先权权益。日本专利申请No.2007-239415和日本专利申请No.2008-172578的公开内容通过引用并入这里。 

虽然通过本发明的代表性示例性实施例来详细描述了本发明，但是应当理解，可以在不背离如所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种改变、替换和替选。即使在专利申请过程中修改了权利要求的任何一项，发明人也要求应当保持要求保护的发明范围的等价物。 

工业实用性

本发明可以适当应用于通过网络彼此连接的设备之间的时钟同步精度的测量。 

Claims (24)

1.一种从节点，所述从节点用于：接收从主节点发射的分组；通过使用接收到的分组来再生所述从节点的时钟；累积包含在所述接收到的分组中的信息和与通过所述再生获得的所述从节点的时钟相关的信息；以及基于所累积的信息来执行时钟同步，所述从节点包括：

分组滤波器，所述分组滤波器用于仅使所发射的分组中包括不高于阈值的延迟抖动的时间戳分组通过；

PLL，所述PPL用于基于通过了所述分组滤波器的所述时间戳分组来再生所述从节点的时钟；

分组缓冲器，所述分组缓冲器用于累积所述时间戳分组，并且依据所再生的时钟来取出所累积的数据；

精度监视部件，所述精度监视部件用于监视在所述分组缓冲器中累积的累积数据量的最大值，并且计算变动所述分组滤波器处的阈值的量和方向；以及

阈值控制部件，所述阈值控制部件用于基于在所述精度监视部件处的计算结果来增加或减少所述分组滤波器处的阈值。

2.根据权利要求1所述的从节点，进一步包括：

同步精度计算部件，所述同步精度计算部件用于计算当前的时钟同步精度；以及

显示部件，所述显示部件用于在外部监视器上显示与所计算的时钟同步精度相关的信息。

3.根据权利要求1所述的从节点，其中，通过基于所述时间戳分组上所描述的信息来测量所述分组滤波器处的每个分组的传送延迟时间、确定所述传送延迟时间的最小值以导出网络的固定延迟、以及从所述每个分组的传送延迟时间中减去所导出的固定延迟，来计算在所述分组滤波器处的每个分组的延迟抖动。

4.根据权利要求1所述的从节点，其中，

所述精度监视部件通过将所述缓冲器的累积量的最大值与理想值进行比较来计算所述缓冲器的累积量的最大值的偏差、并且通过将所述偏差与上一个偏差进行比较以确定所述偏差量是增大还是减小，来计算变动所述分组滤波器处的阈值的方向。

5.根据权利要求1所述的从节点，其中，

所述阈值控制部件调整所述PLL的时间常数，以便于使用于时间同步所需要的时间统一，并且与所述分组滤波器的阈值的调整量相对应。

6.根据权利要求1所述的从节点，其中，

精度计算部件基于由所述精度监视部件所计算的偏差量，通过以下示出的公式来计算时钟同步精度：

[数1]

…(公式1)

其中

n是时钟时刻，

缓冲器的累积量的最大值的偏差量＝Deviation[n][比特]，

精度监视部件观察缓冲器的累积量的最大值的时间宽度＝T[秒]，

时间戳分组的比特速率＝B[比特/秒]，以及

系数＝C。

7.根据权利要求1所述的从节点，其中，

精度计算部件基于由所述精度监视部件所计算的偏差量，通过以下示出的公式来计算时钟同步精度：

[数2]

…(公式2)

其中

间隔i中的缓冲器的累积量的最大值的偏差量＝Deviation[i][比特]，

精度监视部件观察缓冲器的累积量的最大值的时间宽度＝T[秒]，

时间戳分组的比特速率＝B[比特/秒]，

系数＝C，

将被用于计算时钟同步精度的Deviation[i]的样本的数目即间隔数目＝N。

8.根据权利要求1所述的从节点，进一步包括：参数控制部件，所述参数控制部件用于基于计算的时钟同步精度的结果来调整PLL和分组滤波器的参数以便于改善所述同步精度。

9.一种时钟同步系统，包括：

主节点，所述主节点用于生成要被发射到从节点的分组，并且将所生成的分组发射到所述从节点；以及

根据权利要求1所述的从节点。

10.一种从节点，所述从节点用于：接收从主节点发射的分组；通过使用接收到的分组来再生所述从节点的时钟；累积包含在所述接收到的分组中的信息和与通过所述再生获得的所述从节点的时钟相关的信息；以及基于所累积的信息来执行时钟同步，所述从节点包括：

分组接收部件，所述分组接收部件用于接收从所述主节点发射的分组；

PLL，所述PPL用于通过使用接收到的所述分组来再生所述从节点的时钟；

分组计数器，所述分组计数器用于管理所述分组的到达状态和输出状态；以及

同步精度测量部件，所述同步精度测量部件用于通过监视所述分组计数器的计数器读数值来计算所述主节点和所述从节点之间的时钟同步精度。

11.根据权利要求10所述的从节点，其中，

在所述分组到达时向所述分组计数器添加预定计数器值，并且通常以恒定速率减少所述计数器读数值。

12.根据权利要求10所述的从节点，其中，

当所述分组到达时所存储的时间戳值与紧接着的前一分组到达时所存储的时间戳值之间的差是预定值的N倍时，N是不小于1的自然数，向所述分组计数器添加预定计数器值的N倍的值，并且通常以恒定速率减少所述计数器读数值。

13.根据权利要求10所述的从节点，其中，

在所述分组到达时从所述分组计数器减去预定计数器值，并且通常以恒定速率增加所述计数器读数值。

14.根据权利要求10所述的从节点，其中，

所述同步精度测量部件基于由最大计数器读数监视部件所计算的最大计数器读数值的偏差量，通过以下示出的公式来计算所述时钟同步精度：

[数3]

…(公式3)

其中

计数器读数的最大值的偏差量＝Deviation[比特]，

间隔＝T[秒]，以及

时间戳分组的比特速率＝B[bps]。

15.根据权利要求10所述的从节点，进一步包括：参数控制部件，所述参数控制部件用于基于计算的时钟同步精度的结果来调整PLL和分组滤波器的参数以便于改善所述同步精度。

16.一种时钟同步系统，包括：

主节点，所述主节点用于生成要被发射到从节点的分组，并且将所生成的分组发射到所述从节点；以及

根据权利要求10所述的从节点。

17.一种从节点，所述从节点用于：接收从主节点发射的分组；通过使用接收到的分组来再生所述从节点的时钟；累积包含在所述接收到的分组中的信息和与通过所述再生获得的所述从节点的时钟相关的信息；以及基于所累积的信息来执行时钟同步，所述从节点包括：

分组接收部件，所述分组接收部件用于接收从所述主节点发射的分组，所述分组是时间戳分组；

PLL，所述PPL用于基于接收到的所述时间戳分组来再生所述从节点的时钟；

分组计数器，所述分组计数器用于管理所述时间戳分组的到达状态和输出状态；以及

同步精度测量部件，所述同步精度测量部件用于通过监视所述分组计数器的计数器读数值来计算所述主节点和所述从节点之间的时钟同步精度。

18.根据权利要求17所述的从节点，进一步包括：

分组滤波器，所述分组滤波器用于仅使包含低于阈值的抖动的时间戳分组通过。

19.根据权利要求17所述的从节点，其中，

所述同步精度测量部件基于由最大计数器读数监视部件所计算的最大计数器读数值的偏差量，通过以下示出的公式来计算所述时钟同步精度：

[数4]

…(公式4)

其中

间隔i中的最大计数器读数值的偏差量＝Deviation[i][比特]，

间隔＝T[秒]，

时间戳分组的比特速率＝B[bps]，以及

将被用于计算时钟同步精度的Deviation[i]的样本的数目即间隔数目＝N。

20.根据权利要求17所述的从节点，进一步包括：参数控制部件，所述参数控制部件用于基于计算的时钟同步精度的结果来调整PLL和分组滤波器的参数以便于改善所述同步精度。

21.一种时钟同步系统，包括：

主节点，所述主节点用于生成要被发射到从节点的分组，并且将所生成的分组发射到所述从节点；以及

根据权利要求17所述的从节点。

22.一种时钟同步方法，通过所述方法，从节点接收从主节点发射的分组、使用接收到的分组来再生所述从节点的时钟、累积包含在所述接收到的分组中的信息和与通过所述再生所获得的所述从节点的时钟相关的信息、以及基于所累积的信息来执行时钟同步，

所述时钟同步方法包括：

第一步骤，通过分组滤波器仅使所发射的分组中包括不高于阈值的延迟抖动的时间戳分组通过；

第二步骤，基于在所述第一步骤中通过的所述时间戳分组来再生所述时钟同步方法的时钟；

第三步骤，通过分组缓冲器累积时间戳分组并且依据所再生的时钟来取出所累积的数据；

精度监视步骤，监视在所述第三步骤中累积的累积数据量的最大值，并且计算用于所述第一步骤的变动所述阈值的量和方向；以及

阈值控制步骤，基于所述精度监视步骤中的计算结果来提高或降低用于所述第一步骤的所述阈值。

23.一种时钟同步方法，通过所述方法，从节点接收从主节点发射的分组、使用接收到的分组来再生所述从节点的时钟、累积包含在所述接收到的分组中的信息和与通过所述再生所获得的所述从节点的时钟相关的信息、以及基于所累积的信息来执行时钟同步，

所述时钟同步方法包括：

分组接收步骤，接收从所述主节点发射的分组；

第一步骤，通过PLL和接收到的分组来再生所述从节点的时钟；

第二步骤，通过分组计数器来管理所述分组的到达状态和输出状态；以及

同步精度测量步骤，通过监视所述第二步骤中的所述计数器读数值来计算所述主节点和所述从节点之间的时钟同步精度。

24.一种时钟同步方法，通过所述方法，从节点接收从主节点发射的分组、使用接收到的分组来再生所述从节点的时钟、累积包含在所述接收到的分组中的信息和与通过所述再生所获得的所述从节点的时钟相关的信息、以及基于所累积的信息来执行时钟同步，

所述时钟同步方法包括：

分组接收步骤，接收从所述主节点发射的分组，从所述主节点发射的所述分组是时间戳分组；

第一步骤，基于接收到的时间戳分组，通过PLL来再生所述从节点的时钟；

第二步骤，通过分组计数器来管理所述时间戳分组的到达状态和输出状态；以及

同步精度测量步骤，通过监视所述第二步骤中的所述计数器读数值来计算所述主节点和所述从节点之间的时钟同步精度。

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