CN103546269B - 一种同步时间报文的筛选方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步时间报文的筛选方法及装置，用以进行同步时间报文的筛选，保证从设备与主设备之间的时间误差稳定，不会因为时间误差不稳定影响后续的时钟调整算法。该方法包括：每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内；如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；如果否，则丢弃该同步时间报文。

Description

一种同步时间报文的筛选方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种同步时间报文的筛选方法及装置。

背景技术

在移动通信、电力系统等领域均需要高精度的时钟同步，时钟同步也称为相位同步（Phase synchronization），是指信号之间的频率和相位都保持一致，即信号之间相位差恒定为零。国际上各个标准化组织都在积极研究时钟同步的解决方案。其中IEEE1588是一种高精度、低成本的时钟同步方案。IEEE1588的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”，简称PTP。2008年3月IEEE标准化委员会通过了IEEE1588标准的第二版，第二版的1588协议能够提供优于1纳秒精度的时间同步，能够满足电信、电力等行业的需求。

时钟同步简单来说是被授时设备从主设备获取时间并同步于主设备的过程，我们称被授时设备为slave，主设备为master。Slave与master同步过程中报文交互过程如图1所示。

Master和slave通过上图描述的报文交互可以得到如下的表达式：

T2-T1=offset+delay；（1）

T3-T4=offset-delay；（2）

其中offset为master与slave之间的相位差，delay为路径时延：

offset=（T2-T1+T3-T4）/2；（3）

delay=(T2-T1-(T3-T4))/2；（4）

据（3）式slave可以调整时钟以达到和master同步的目的。但是在实际应用中master和slave之间不太可能是直接连接的，如图2所示，中间很可能插入一些中间设备，我们一般称为这些中间设备为TC（Transparent Clock，透明时钟），那么master在向slave发送同步时间报文时需要经过这些中间设备。TC在负责透传同步时间报文时，会对同步时间报文计算停留在本设备上时间并加到同步时间报文中。由于TC本身不会调整频率和相位，因此，加入TC会给时钟同步带来一定的误差。当路径延时远远小于驻留时间时，加入TC的误差可以简单的表示为e＝Δf×t，其中Δf代表频差，t代表驻留时间，e为引入的误差，由上式可知，驻留时间与误差成正比。而由于同步时间报文在TC上的驻留时间并不稳定，假设TC设备和master的频差为10ppm，驻留时间1毫秒到10毫秒之间变化，那么由此引入的误差在10纳秒到100纳秒之间。加入TC不仅引入了相位误差，更重要的在于驻留时间不稳定使得引入的误差也不稳定，这个误差就会反映到T2-T1中，因而对其后slave的调频调相带来相当的难度。因此经过TC加驻留时间之后，在slave端，每个同步时间报文都用来计算时钟偏差来同步时钟并不是好的方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种同步时间报文的筛选方法及装置，用以进行同步时间报文的筛选，保证从设备与主设备之间的时间误差稳定，不会因为时间误差不稳定影响后续的时钟调整算法。

本发明实施例提供的一种同步时间报文的筛选方法，该方法包括：

每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；

判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内；

如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；

如果否，则丢弃该同步时间报文。

在本发明实施例中，在从设备侧设置了一个标准驻留时间范围，用于进行同步时间报文的筛选，这样从设备在接收到同步时间报文时，先与预设的标准驻留时间范围进行比较，只有报文中的实际驻留时间符合这个范围，从设备才利用该同步时间报文进行后续的调频调相过程，以保证从设备调整后的时间与主设备的时间保持在一个稳定的误差范围内，避免具有极端误差的同步时间报文导致从设备的时间误差过大。

在上述实施例的基础上，优选地，所述标准驻留时间范围T=（CF-ΔS，CF+ΔS），其中，CF为预设的标准驻留时间，ΔS为预设的允许驻留时间变化的浮动时间。

上述实施例为本发明确定标准驻留时间范围的一个优选实施例，先设置一个标准驻留时间，该时间可以是人工凭借经验值设置，也可以根据多次的报文测试计算得出的值，浮动时间相当于为允许驻留时间在标准驻留时间左右浮动的范围，浮动时间设置的大小直接关系于标准驻留时间范围的大小，可以根据需要进行设定，如果希望符合范围的同步时间报文多一些，可以将浮动时间设置的大一些，如果希望符合范围的同步时间报文少一些，可以将浮动时间设置的小一些。

在上述实施例的基础上，优选地，所述标准驻留时间根据设置的时长Z周期地进行更新；

在每一所述时长Z结束时，根据该时长Z内接收到所有的同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

在上述实施例中，提出了一个更新标准驻留时间的实施例，因为中间设备的情况一定是会发生变化的，所以如果能够不断的调整标准驻留时间，也就是调整标准驻留时间范围，这样就能够保证该范围能够适应实际驻留时间的变化，同时保证了筛选出的同步时间报文是合理的，本实施例就是设置了一个时长Z，周期性进行标准驻留时间的更新。

更佳地，所述标准驻留时间可以根据预设的报文接收数量M周期地进行更新；

在每次累计接收的同步时间报文的数量达到M时，根据该M个同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

与上一个按照周期进行更新标准驻留时间的实施例类似，本上述实施例采取了次数更新，就是在从设备每接收到一定数量的同步时间报文后进行标准驻留时间的更新。

在上述实施例的基础上，所述预设规则为平均数规则或众数规则。采取众数规则和平均数规则计算出来的标准驻留时间可以保证更新后的标准驻留时间范围既保证了大多数实际驻留时间落入该范围内，又去除了实际驻留时间的极端值影响从设备的时间调整。

为了更好的保证从设备可以筛选出足够的同步时间报文进行实践调整，该方法还优选包括所述浮动时间的更新：

在每次更新所述标准驻留时间时，统计该第一次数内或该第一周期内保留的同步时间报文与接收到所有同步时间报文的实际比值；

如果所述实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，减小所述浮动时间；

如果所述实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，增大所述浮动时间；

如果所述实际比值处于所述比值范围内，所述浮动时间不变。

在本发明上述实施例中，基于上述标准驻留时间的更新，还进行了浮动时间的更新，每次在更新标准驻留时间时，还进行保留的报文与所有报文的比值计算，得出的实际比值为当前从设备的筛选比例，可以理解的是，为了保证能够用于后续时间调整的报文不会过少，该筛选比例不应该过低，同时为了保证从设备的误差稳定，该筛选比例也不应过高，以免凸显不出筛选的作用，所以上述比值范围的最大值与最小值应合理进行设置，当发现实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，说明比值过高，筛选过于宽松，减小浮动时间以减小标准驻留时间范围，当实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，说明比值过小，筛选过于严格，增大所述浮动时间。

本发明实施例提供的一种同步时间报文的筛选装置，该装置包括：

接收提取模块，用于每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；

判断模块，用于判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内，并将判断结果发送到选择模块；

选择模块，用于根据所述判断结果进行选择，如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；如果否，则丢弃该同步时间报文。

在本发明实施例中，本筛选装置设置了判断模块，用于通过标准驻留时间范围进行同步时间报文的筛选，这样从设备在接收到同步时间报文时，先通过接收提取模块从报文中提取出每个报文在中间设备上的实际驻留时间，然后与预设的标准驻留时间范围进行比较，只有报文中的实际驻留时间符合这个范围，选择模块才利用该同步时间报文进行从设备的后续调频调相过程，以保证从设备调整后的时间与主设备的时间保持在一个稳定的误差范围内，避免具有极端误差的同步时间报文导致从设备的时间误差过大。

本发明实施例，在从设备侧根据设置的标准驻留时间范围对主设备发送过来的同步时间报文进行筛选，只保留符合该范围的同步时间报文用于进行后续从设备时间调整，保证了从设备与主设备之间由驻留时间带来的时间误差处于稳定的数值，不会因为时间误差不稳定影响从设备后续的时钟调整算法。

附图说明

图1为一种现有技术下的主设备与从设备进行时间同步的流程示意图；

图2为一种现有技术下的主设备与从设备的连接结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种同步时间报文的筛选方法的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种同步时间报文的筛选装置的装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种同步时间报文的筛选方法及装置的流程示意图。

具体实施方式

由于现有技术中，从设备不对从主设备接收到的同步时间报文进行筛选，导致从设备与主设备的相位差不稳定，进而时间误差不稳定。

基于上述问题，本发明实施例提供了一种同步时间报文的筛选方法及装置，用以进行同步时间报文的筛选，保证从设备与主设备之间的时间误差稳定。

首先，本发明实施例提供了一种同步时间报文的筛选方法，从设备侧，如图3所示，该方法包括：

S101，每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；

S102，判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内；

S103，如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；

S104，如果否，则丢弃该同步时间报文。

在本发明实施例中，在从设备侧设置了一个标准驻留时间范围，用于进行同步时间报文的筛选，这样从设备在接收到同步时间报文时，先与预设的标准驻留时间范围进行比较，只有报文中的实际驻留时间符合这个范围，从设备才利用该同步时间报文进行后续的调频调相过程，以保证从设备调整后的时间与主设备的时间保持在一个稳定的误差范围内，避免具有极端误差的同步时间报文导致从设备的时间误差过大。

值得注意的是，设置一个合适的标准驻留时间范围是非常有必要的，因为如果标准驻留时间设置的范围不合适，会导致落入该范围的同步时间报文过少，影响从设备的时间调整。

在上述实施例的基础上，优选地，所述标准驻留时间范围T=（CF-ΔS，CF+ΔS），其中，CF为预设的标准驻留时间，ΔS为预设的允许驻留时间变化的浮动时间。

当然，该标准驻留时间范围也可以不根据上述实施例设置，也可采取现有多种设置方式进行实际设置。

上述实施例为本发明确定标准驻留时间范围的一个优选实施例，先设置一个标准驻留时间，该时间可以是人工凭借经验值设置，也可以根据多次的报文测试计算得出的值，浮动时间相当于为允许驻留时间在标准驻留时间左右浮动的范围，浮动时间设置的大小直接关系于标准驻留时间范围的大小，可以根据需要进行设定，如果希望符合范围的同步时间报文多一些，可以将浮动时间设置的大一些，如果希望符合范围的同步时间报文少一些，可以将浮动时间设置的小一些。

对于上述标准驻留时间的设置，本发明提供两个优选实施例：

实施例一，所述标准驻留时间根据设置的时长Z周期地进行更新；

在每一所述时长Z结束时，根据该时长Z内接收到所有的同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

在上述实施例中，提出了一个更新标准驻留时间的实施例，因为中间设备的情况一定是会发生变化的，所以如果能够不断的调整标准驻留时间，也就是调整标准驻留时间范围，这样就能够保证该范围能够适应实际驻留时间的变化，同时保证了筛选出的同步时间报文是合理的，本实施例就是设置了时长Z，周期性进行标准驻留时间的更新。

实施例二，所述标准驻留时间根据预设的报文接收数量M周期地进行更新；

在每次累计接收的同步时间报文的数量达到M时，根据该M个同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

与上一个按照周期进行更新标准驻留时间的实施例类似，本上述实施例采取了次数更新，就是在从设备每接收到一定数量的同步时间报文后进行标准驻留时间的更新。

在上述实施例的基础上，所述预设规则为平均数规则或众数规则。采取众数规则和平均数规则计算出来的标准驻留时间可以保证更新后的标准驻留时间范围既保证了大多数实际驻留时间落入该范围内，又去除了实际驻留时间的极端值影响从设备的时间调整。

为了更好的保证从设备可以筛选出足够的同步时间报文进行实践调整，该方法还优选包括所述浮动时间的更新：

在每次更新所述标准驻留时间时，统计本次保留的同步时间报文与接收到所有同步时间报文的实际比值；

如果所述实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，减小所述浮动时间；

如果所述实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，增大所述浮动时间；

如果所述实际比值处于所述比值范围内，所述浮动时间不变。

在本发明上述实施例中，基于上述标准驻留时间的更新，还进行了浮动时间的更新，每次在更新标准驻留时间时，还进行保留的报文与所有报文的比值计算，得出的实际比值为当前从设备的筛选比例，可以理解的是，为了保证能够用于后续时间调整的报文不会过少，该筛选比例不应该过低，同时为了保证从设备的误差稳定，该筛选比例也不应过高，以免凸显不出筛选的作用，所以上述比值范围的最大值与最小值应合理进行设置，当发现实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，说明比值过高，筛选过于宽松，减小浮动时间以减小标准驻留时间范围，当实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，说明比值过小，筛选过于严格，增大所述浮动时间。

至此，本发明上述同步时间报文的筛选方法在实施中可以动态的实时更新标准驻留时间和浮动时间，也就是实时地对标准时间主流范围进行更新，既达到筛选报文的目的，也实现了保证从设备能够筛选出足够的报文进行后续时间调整的效果。

与上述方法侧对应，本发明实施例还提供了一种同步时间报文的筛选装置，如图4所示，该装置包括：

接收提取模块1，用于每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；

判断模块2，用于判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内，并将判断结果发送到选择模块；

选择模块3，用于根据所述判断结果进行选择，如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；如果否，则丢弃该同步时间报文。

在本发明实施例中，本筛选装置设置了判断模块，用于通过标准驻留时间范围进行同步时间报文的筛选，这样从设备在接收到同步时间报文时，先通过接收提取模块从报文中提取出每个报文在中间设备上的实际驻留时间，然后与预设的标准驻留时间范围进行比较，只有报文中的实际驻留时间符合这个范围，选择模块才利用该同步时间报文进行从设备的后续调频调相过程，以保证从设备调整后的时间与主设备的时间保持在一个稳定的误差范围内，避免具有极端误差的同步时间报文导致从设备的时间误差过大。

可以理解的是本发明同步时间报文的筛选装置不仅可以是一个独立的装置也可以与从设备集成设置在一起。

在上述实施例的基础上，所述标准驻留时间范围T=（CF-ΔS，CF+ΔS），其中，CF为预设的标准驻留时间，ΔS为预设的允许驻留时间变化的浮动时间。

在上述实施例的基础上，该装置还包括更新模块，用于根据设置的时长Z周期地所述标准驻留时间进行更新；

在每一所述时长Z结束时，根据该时长Z内接收到所有的同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

在上述实施例的基础上，该装置还包括更新模块，用于对所述标准驻留时间根据预设的报文接收数量M周期地进行更新；

在每次累计接收的同步时间报文的数量达到M时，根据该M个同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

在上述实施例的基础上，所述预设规则为平均数规则或众数规则。

在上述实施例的基础上，所述更新模块还用于对所述浮动时间进行更新：

在每次更新所述标准驻留时间时，统计本次内保留的同步时间报文与接收到所有同步时间报文的实际比值；

如果所述实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，减小所述浮动时间；

如果所述实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，增大所述浮动时间；

如果所述实际比值处于所述比值范围内，所述浮动时间不变。

为了更好的理解本发明的技术方案，如图5所示，介绍一种本发明同步时间报文的筛选方法及装置的详细实施例：

可以理解的是，在本发明方法及装置工作前，应先进行基础参数的配置，例如设置从设备中用于更新标准驻留时间的第一周期数值；

S201，从设备在接收到主设备发送的同步时间报文时，接收提取模块从所述同步时间报文中提取出该报文在中间设备上的实际驻留时间；

S202，根据上一时长Z确定的标准驻留时间范围，判断所述实际驻留时间是否落入标准驻留时间范围内；

S203，如果是，则保留该同步时间报文用于从设备进行后续的时间调整；

S204，如果否，则丢弃该同步时间报文；

S205，在当前时长Z结束时，根据该时长Z内接收到的所有的同步时间报文的实际驻留时间，采用众数规则算出更新的标准驻留时间；

S206，在当前时长Z结束时，计算该时长Z内接收到的所有的同步时间报文与保留的同步时间报文的实际比值，根据预设的比值范围判断是否要进行浮动时间的调整；

S207，如果所述实际比值处于所述比值范围内，所述浮动时间不变；

S208，如果所述实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，减小所述浮动时间；如果所述实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，增大所述浮动时间；

S209，根据更新后浮动时间与标准驻留时间，更新标准驻留时间范围。

本发明上述实施例可以使得大多数同步时间报文为有效报文，可以用于进行时钟调整，另外可以使得由驻留时间带来的误差处于较为稳定的数值，不会因为时间误差不稳定影响后续的时钟调整算法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种同步时间报文的筛选方法，其特征在于，该方法包括：

每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；

判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内；

如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；

如果否，则丢弃该同步时间报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准驻留时间范围T=（CF-ΔS，CF+ΔS），其中，CF为预设的标准驻留时间，ΔS为预设的允许驻留时间变化的浮动时间。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标准驻留时间根据设置的时长Z周期地进行更新；

在每一所述时长Z结束时，根据该时长Z内接收到所有的同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标准驻留时间根据预设的报文接收数量M周期地进行更新；

在每次累计接收的同步时间报文的数量达到M时，根据该M个同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述预设规则为平均数规则或众数规则。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括浮动时间的更新：

在每次更新所述标准驻留时间时，统计本次保留的同步时间报文与接收到所有同步时间报文的实际比值；

如果所述实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，减小所述浮动时间；

如果所述实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，增大所述浮动时间；

如果所述实际比值处于所述比值范围内，所述浮动时间不变。

7.一种同步时间报文的筛选装置，其特征在于，该装置包括：

接收提取模块，用于每次接收到主设备发送的同步时间报文时，从所述同步时间报文中提取出表征该同步时间报文在中间设备上的实际驻留时间；

判断模块，用于判断所述实际驻留时间是否属于预设的标准驻留时间范围内，并将判断结果发送到选择模块；

选择模块，用于根据所述判断结果进行选择，如果是，则保留该同步时间报文进行同步时间的调整；如果否，则丢弃该同步时间报文。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述标准驻留时间范围T=（CF-ΔS，CF+ΔS），其中，CF为预设的标准驻留时间，ΔS为预设的允许驻留时间变化的浮动时间。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括更新模块，用于根据设置的时长Z周期地所述标准驻留时间进行更新；

在每一所述时长Z结束时，根据该时长Z内接收到所有的同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括更新模块，用于对所述标准驻留时间根据预设的报文接收数量M周期地进行更新；

在每次累计接收的同步时间报文的数量达到M时，根据该M个同步时间报文的实际驻留时间按照预设规则计算出更新的标准驻留时间。

11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述预设规则为平均数规则或众数规则。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述更新模块还用于对所述浮动时间进行更新：

在每次更新所述标准驻留时间时，统计本次保留的同步时间报文与接收到所有同步时间报文的实际比值；

如果所述实际比值大于等于预设的比值范围的最大值时，减小所述浮动时间；

如果所述实际比值小于等于预设的比值范围的最小值时，增大所述浮动时间；

如果所述实际比值处于所述比值范围内，所述浮动时间不变。