CN105007134A - 一种抑制分组网络pdv噪声的方法、装置及从时钟设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抑制分组网络PDV噪声的方法、装置及从时钟设备，涉及分组网络技术领域。其中，方法包括：根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差，对PTP数据包进行固定时延误差修正；对修正后的PTP数据包进行采集；根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，选择目的PTP数据包；确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标；判断同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件；在同步稳定度指标满足阈值条件时，将目的PTP数据包进行时间和频率信号恢复处理，并输出频率信号和PTP时间信号，完成该从时钟设备节点的部署处理；在同步稳定度指标不满足阈值条件时，动态调整设计参数，并返回重新选择目的PTP数据包。

Description

一种抑制分组网络PDV噪声的方法、装置及从时钟设备

技术领域

本发明涉及分组网络技术领域，尤其涉及一种抑制分组网络PDV噪声的方法、装置及从时钟设备。

背景技术

目前PTP精确时钟同步协议(Precision Time Protocol，简称PTP)技术作为全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)的一种替代方案用以解决3G/4G基站的时间同步问题，已经在电信运营商(如中国移动)的城域网中得到了试点应用；在电力系统中部分地市也组建了PTP时间同步试验网，为变电站内的被授时设备提供高精度的时间同步信号。虽然利用PTP技术已经可以组建时间同步网进行时间传送，可以为网络末端的被授时设备提供亚微秒量级的时间同步信号，但在分组网络环境下由于网络负载流量的变化、路由的调整、温度漂移、掉电重启以及分组缓存中的排队等待等未知的非理想因素，容易造成分组时延噪声(Packet Delay Variation，简称PDV)会严重影响到PTP时间传送的性能，在大规模的网络环境中难以满足高精度时间同步的要求，因此目前所应用到的网络规模仅限于局域网和地市级的城域网中。随着未来时间同步需求的不断增大(如LTE-A网络要求时间同步精度在500ns内)和基于PTP时间同步技术大规模网络应用的推广，分组网络PDV噪声将成为影响PTP时间同步性能的主要问题之一。

当前，如图1所示，在一端到端PTP时间传送系统中，一般是由时间同步源头11(图1中的时间服务器和卫星授时系统GNSS(Global Navigation Satellite System))、时间传送网络12和末端设备13(图1中的3G/4G基站)三部分组成。其中时间传送网络由PTP时间同步链路和PTP时间同步节点构成，时间传送网络会受到分组网络PDV噪声的影响，目前为了抑制这种噪声通常采用边界时钟(Boundary Clock，简称BC)逐点处理的方式进行组网。尽管这种时间传送方式可对PTP信号进行逐点恢复，在某种程度上抑制了PDV噪声的累积，但是由于目前BC设备的噪声过滤能力有限，全网仍然会有残余PDV噪声累积下来(如图1中的PDV逐渐积累的示意图)，经过极长链路以后(BC节点数超过20个)会影响到末端设备的同步质量。可见当前的分组网络PDV噪声的抑制方法并不能有效的抑制分组网络的PDV噪声。

发明内容

本发明的实施例提供一种抑制分组网络PDV噪声的方法、装置及从时钟设备，以解决当前的分组网络PDV噪声的抑制方法并不能有效的抑制分组网络的PDV噪声的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抑制分组网络PDV噪声的方法，应用于一种包括多个从时钟设备节点的分组网络；所述从时钟设备节点包括PTP时间信号接收接口、GNSS信号接收接口、PDV噪声处理芯片、鉴相器、环路滤波器、本地铷原子钟、频率输出接口和PTP时间信号输出接口；所述PDV噪声处理芯片分别与所述PTP时间信号接收接口、本地铷原子钟和所述鉴相器连接；所述鉴相器还分别连接所述GNSS信号接收接口、环路滤波器和所述频率输出接口；所述环路滤波器还连接所述本地铷原子钟；所述本地铷原子钟还连接所述PTP时间信号输出接口；

所述方法包括：对所述多个从时钟设备节点进行逐级部署处理；

所述对所述多个从时钟设备节点进行逐级部署处理，包括：

步骤101、根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；

步骤102、根据所述绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差；

步骤103、根据所述PTP时间信号接收接口接收PTP数据包；

步骤104、根据所述固定时间误差对所述PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包；

步骤105、根据一预先设置的采集时间，对所述修正后的PTP数据包进行采集；

步骤106、根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的所述修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包；

步骤107、根据所述目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标；所述同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差；

步骤108、判断所述同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件；

步骤109、在所述同步稳定度指标满足所述阈值条件时，将所述目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过所述频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理；

步骤110、在所述同步稳定度指标不满足所述阈值条件时，动态调整所述设计参数，并返回执行步骤106。

进一步的，在根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数之前，包括：

将所述从时钟设备上电，并获取所述从时钟设备中的本地铷原子钟的标准差或阿伦方差；

若所述本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在第一预设时间段内和第二预设时间段内分别小于标准差阈值和阿伦方差阈值，则确定所述从时钟设备初始化完成。

具体的，所述根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数，包括：

根据所述GNSS信号接收接口在一第三预设时间内跟踪接收GNSS卫星信号；所述第三预设时间大于24小时；

根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；所述绝对参考函数为：

Re f(t)＝a+bt+ct²

其中，a为绝对参考函数的初始相位；b为绝对参考函数的频偏；c为绝对参考函数的频漂。

具体的，所述预先设置的采集时间大于等于1.5天。

具体的，所述ITU-TG.8261包选择算法包括最小包选择算法、百分比包选择算法、区间包选择算法以及集群包选择算法；所述最小包选择算法的设计参数为缓存长度；所述百分比包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度百分比；所述区间包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度的上限百分比和下限百分比；所述集群包选择算法的设计参数为一集群函数。

具体的，所述判断所述同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件，包括：

判断所述最大时间间隔误差是否小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差是否小于一预设时间偏差阈值；

若所述最大时间间隔误差小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差小于一预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标满足预先设置的阈值条件；

若所述最大时间间隔误差大于等于所述预设时间间隔误差阈值，或者所述时间偏差大于等于所述预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标不满足预先设置的阈值条件。

一种抑制分组网络PDV噪声的装置，应用于一种包括多个从时钟设备节点的分组网络；所述从时钟设备节点包括PTP时间信号接收接口、GNSS信号接收接口、PDV噪声处理芯片、鉴相器、环路滤波器、本地铷原子钟、频率输出接口和PTP时间信号输出接口；所述PDV噪声处理芯片分别与所述PTP时间信号接收接口、本地铷原子钟和所述鉴相器连接；所述鉴相器还分别连接所述GNSS信号接收接口、环路滤波器和所述频率输出接口；所述环路滤波器还连接所述本地铷原子钟；所述本地铷原子钟还连接所述PTP时间信号输出接口；

所述抑制分组网络PDV噪声的装置，具体用于对所述多个从时钟设备节点进行逐级部署处理；

所述抑制分组网络PDV噪声的装置，包括：

本地铷原子钟驯服单元，用于根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；

固定时间误差确定单元，用于根据所述绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差；

PTP数据包接收单元，用于根据所述PTP时间信号接收接口接收PTP数据包；

固定时延误差修正单元，用于根据所述固定时间误差对所述PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包；

采集单元，用于根据一预先设置的采集时间，对所述修正后的PTP数据包进行采集；

目的PTP数据包选择单元，用于根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的所述修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包；

同步稳定度指标确定单元，用于根据所述目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标；所述同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差；

判断单元，用于判断所述同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件；

信号输出单元，用于在所述同步稳定度指标满足所述阈值条件时，将所述目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过所述频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理；

设计参数动态调整单元，用于在所述同步稳定度指标不满足所述阈值条件时，动态调整所述设计参数。

所述抑制分组网络PDV噪声的装置，还包括：

从时钟设备初始化单元，用于将所述从时钟设备上电，并获取所述从时钟设备中的本地铷原子钟的标准差或阿伦方差；在所述本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在第一预设时间段内和第二预设时间段内分别小于标准差阈值和阿伦方差阈值时，确定所述从时钟设备初始化完成。

另外，所述本地铷原子钟驯服单元，具体用于：

根据所述GNSS信号接收接口在一第三预设时间内跟踪接收GNSS卫星信号；所述第三预设时间大于24小时；

根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；所述绝对参考函数为：

Re f(t)＝a+bt+ct²

其中，a为绝对参考函数的初始相位；b为绝对参考函数的频偏；c为绝对参考函数的频漂。

具体的，所述采集单元中的预先设置的采集时间大于等于1.5天。

具体的，所述目的PTP数据包选择单元中的ITU-TG.8261包选择算法包括最小包选择算法、百分比包选择算法、区间包选择算法以及集群包选择算法；所述最小包选择算法的设计参数为缓存长度；所述百分比包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度百分比；所述区间包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度的上限百分比和下限百分比；所述集群包选择算法的设计参数为一集群函数。

另外，所述判断单元，具体用于：

判断所述最大时间间隔误差是否小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差是否小于一预设时间偏差阈值；

若所述最大时间间隔误差小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差小于一预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标满足预先设置的阈值条件；

若所述最大时间间隔误差大于等于所述预设时间间隔误差阈值，或者所述时间偏差大于等于所述预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标不满足预先设置的阈值条件。

一种从时钟设备，包括PTP时间信号接收接口、GNSS信号接收接口、PDV噪声处理芯片、鉴相器、环路滤波器、本地铷原子钟、频率输出接口和PTP时间信号输出接口；所述PDV噪声处理芯片分别与所述PTP时间信号接收接口、本地铷原子钟和所述鉴相器连接；所述鉴相器还分别连接所述GNSS信号接收接口、环路滤波器和所述频率输出接口；所述环路滤波器还连接所述本地铷原子钟；所述本地铷原子钟还连接所述PTP时间信号输出接口。

本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的方法、装置及从时钟设备，通过在分组网络中布置多个从时钟设备节点进行级联，从而通过从时钟设备节点对PTP数据包中受PDV噪声影响较大的数据包进行过滤，实现了对分组网络中的PDV噪声进行抑制，从而解决了现有技术中BC设备的噪声过滤能力有限，全网仍然会有残余PDV噪声累积，从而影响末端设备的同步质量，难以有效抑制分组网络的PDV噪声的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的端到端PTP时间传送系统的示意图；

图2为本发明实施例中的从时钟设备节点在分组网络中的部署情况示意图；

图3为本发明实施例中的从时钟设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的方法的流程图一；

图5为本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的方法的流程图二；

图6为本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的装置的结构示意图一；

图7为本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种抑制分组网络PDV噪声的方法，应用于如图2所示的一种包括多个从时钟设备(简称Super slaver)节点21的分组网络22；该从时钟设备节点21，如图3所示包括PTP时间信号接收接口301、GNSS信号接收接口302、PDV噪声处理芯片303、鉴相器304、环路滤波器305、本地铷原子钟306、频率输出接口307和PTP时间信号输出接口308；其中，该PDV噪声处理芯片303分别与PTP时间信号接收接口301、本地铷原子钟306和鉴相器304连接；鉴相器304还分别连接GNSS信号接收接口302、环路滤波器305和频率输出接口307；该环路滤波器305还连接本地铷原子钟306；该本地铷原子钟306还连接PTP时间信号输出接口308。

值得说明的是，该PTP时间信号接收接口301和可以切换，即GNSS信号接收接口302在接收GNSS卫星信号后，可以切换到PTP时间信号接收接口301进行PTP数据包的接收。

该鉴相器304、环路滤波器305、本地铷原子钟306可以构成一锁相环模块电路，能够对PTP数据包或GNSS数据包中进行时间和频率信号恢复处理。从而产生PTP时间信号经过PTP时间信号输出接口308输出，以及产生2Mbps、2MHz、或者10MHz等的频率信号，经过频率输出接口307输出。

如图4所示，该抑制分组网络PDV噪声的方法包括：

步骤101、根据一从时钟设备节点的GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数。

步骤102、根据绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差。

步骤103、根据PTP时间信号接收接口接收PTP数据包。

步骤104、根据固定时间误差对PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包。

步骤105、根据一预先设置的采集时间，对修正后的PTP数据包进行采集。

步骤106、根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包。

步骤107、根据目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标。同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差。

步骤108、判断同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件。

步骤109、在同步稳定度指标满足阈值条件时，将目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理。

步骤110、在同步稳定度指标不满足阈值条件时，动态调整设计参数，并返回执行步骤106。

本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的方法，通过在分组网络中布置多个从时钟设备节点进行级联，从而通过从时钟设备节点对PTP数据包中受PDV噪声影响较大的数据包进行过滤，实现了对分组网络中的PDV噪声进行抑制，从而解决了现有技术中BC设备的噪声过滤能力有限，全网仍然会有残余PDV噪声累积，从而影响末端设备的同步质量，难以有效抑制分组网络的PDV噪声的问题。

为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，如图5所示，本发明实施例提供一种抑制分组网络PDV噪声的方法，包括：

步骤401、将从时钟设备上电，并获取从时钟设备中的本地铷原子钟的标准差或阿伦方差。

步骤402、若本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在第一预设时间段内和第二预设时间段内分别小于标准差阈值和阿伦方差阈值，则确定从时钟设备初始化完成。

其中，第一预设时间段可以为一较短周期，例如1s、10s、100s、或者1h。而第二预设时间段可以为一个较长周期，例如1天、2天等，但不仅局限于此。若本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在较短周期和较长周期均小于标准差阈值和阿伦方差阈值，则可以确定从时钟设备初始化完成。

步骤403、根据GNSS信号接收接口在一第三预设时间内跟踪接收GNSS卫星信号。

其中，该GNSS信号接收接口可以为一射频参考接口(Radio Frequency，简称RF)。

该第三预设时间可以大于24小时。这样，经过一段较长时间的跟踪，可以确定GNSS卫星信号提供的时间信号。

步骤404、根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数。

其中，该绝对参考函数为：

Re f(t)＝a+bt+ct²

其中，a为绝对参考函数的初始相位；b为绝对参考函数的频偏，单位为ns/s；c为绝对参考函数的频漂，单位为ns/s²。上述的a、b、c可以根据跟踪GNSS卫星时的原始相位误差通过多项式拟合得出。

步骤405、根据绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差。

步骤406、根据PTP时间信号接收接口接收PTP数据包。

步骤407、根据固定时间误差对PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包。

具体的，由接受到的PTP数据包中的PTP信号时间戳恢复出的时间函数为PTP(t)，根据PTP(t)取平均值后与固定时间误差的差值得到PTP时间信号接收接口的固定时间误差并进行误差修正。

步骤408、根据一预先设置的采集时间，对修正后的PTP数据包进行采集。

其中，预先设置的采集时间可以大于等于1.5天。原因为：时间偏差(Timedeviation，简称TDEV)指标中采集时间至少为积分时间的12倍，参照G.812 TDEV指标的积分时间为10000s，因此采集时间至少为10000s的12倍，约为1.5天。

具体的，所采集到的修正后的PTP数据包包含PTP包的编号和时间戳信息。此处，可用x_j表示第j个包的时延误差。

步骤409、根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包。

为了从采集到的PTP数据包中选取到受PDV噪声小、可表征时间及频率稳定性的合适样点，该ITU-TG.8261包选择算法包括四种算法，分别为最小包选择算法、百分比包选择算法、区间包选择算法以及集群包选择算法。

其中，最小包选择算法即在一部分数据中选择延时最小的包，其可用下式表示：

x_min(i)＝min[x_j]for(i≤j≤i+n-1)

最小包选择算法的设计参数为缓存长度；例如，选择延时最小的100个包，从该100个包中再选择延时最小的包。

区间包选择算法可以用于选择底部延迟的数据或顶部延迟的数据，或从其间的区域中选择的数据。为了进行区段平均包选择，首先需要表示排序的分组包时间偏差序列。让x′表示在i≤j≤i+n-1范围内从最小值到最大值排序后的相位序列。让a和b表示两个选择的百分比水平的索引并平均化，然后应用到由a和b索引的x′变量。平均点的数量m与a和b相关:m＝b-a+1，区间包选择算法处理公式如下：

$x_{band\_avg}^{\′}\left(i\right)=\frac{1}{m}\underset{j=a}{\overset{b}{\Σ}}{x}_{j+i}^{\′}$

区间包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度的上限百分比和下限百分比。例如，100个数据包，可以选择延迟从高到底的前10％的数据包，以及延迟从低到高的前10％的数据包。

百分比包选择算法是区间包选择算法的一种特殊情况，采用选择一些数量(或一定的百分比)的最小值包，并对其作平均来代替直接选择的最小值包。

百分比包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度百分比。例如，100个数据包，选择延迟从低到高的10％的数据包。

集群包选择算法可以是基于时间或相位的边界范围而自定义的一种选择方式。集群包选择算法的设计参数为一集群函数。例如，可以自定义获取延迟从低到高的5％至20％，以及40％至50％的数据包，但不仅局限于此。

步骤410、根据目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标；同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差。

步骤411、判断最大时间间隔误差是否小于一预设时间间隔误差阈值，且时间偏差是否小于一预设时间偏差阈值。在最大时间间隔误差小于一预设时间间隔误差阈值，且时间偏差小于一预设时间偏差阈值时，执行步骤412。在最大时间间隔误差大于等于预设时间间隔误差阈值，或者时间偏差大于等于预设时间偏差阈值时，执行步骤413。

步骤412、将目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理。

在完成一从时钟设备节点的部署处理之后，可以进行下一级从时钟设备节点的部署处理，其具体过程与步骤401-步骤413相同，如此反复，直到分组网络中全部的从时钟设备节点部署处理完成。

步骤413、动态调整设计参数，并返回执行步骤409。

此外，在本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的方法中，还可以对相同数据包范围内的不同算法之间的同步稳定度指标进行比较，从而确定相同数据包范围下的最优算法。

本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的方法，通过在分组网络中布置多个从时钟设备节点进行级联，从而通过从时钟设备节点对PTP数据包中受PDV噪声影响较大的数据包进行过滤，实现了对分组网络中的PDV噪声进行抑制，从而解决了现有技术中BC设备的噪声过滤能力有限，全网仍然会有残余PDV噪声累积，从而影响末端设备的同步质量，难以有效抑制分组网络的PDV噪声的问题。

对应于图4、图5的方法实施例，本发明实施例提供一种抑制分组网络PDV噪声的装置，其应用于如图2所示的一种包括多个从时钟设备节点21的分组网络22，而从时钟设备节点21的结构如图3所示，此处不再赘述。如图6所示，该抑制分组网络PDV噪声的装置，具体可以对多个从时钟设备节点进行逐级部署处理；

该抑制分组网络PDV噪声的装置，可以包括：

本地铷原子钟驯服单元51，可以根据一从时钟设备节点的GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数。

固定时间误差确定单元52，可以根据绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差。

PTP数据包接收单元53，可以根据PTP时间信号接收接口接收PTP数据包。

固定时延误差修正单元54，可以根据固定时间误差对PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包。

采集单元55，可以根据一预先设置的采集时间，对修正后的PTP数据包进行采集。

目的PTP数据包选择单元56，可以根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包。

同步稳定度指标确定单元57，可以根据目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标。

其中，该同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差。

判断单元58，可以判断同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件。

信号输出单元59，可以在同步稳定度指标满足阈值条件时，将目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理。

设计参数动态调整单元60，可以在同步稳定度指标不满足阈值条件时，动态调整设计参数。

进一步的，如图7所示，该抑制分组网络PDV噪声的装置，还可以包括：

从时钟设备初始化单元61，可以将从时钟设备上电，并获取从时钟设备中的本地铷原子钟的标准差或阿伦方差；在本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在第一预设时间段内和第二预设时间段内分别小于标准差阈值和阿伦方差阈值时，确定从时钟设备初始化完成。

进一步的，该本地铷原子钟驯服单元51，具体可以根据GNSS信号接收接口在一第三预设时间内跟踪接收GNSS卫星信号。根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数。

其中，该第三预设时间大于24小时。

该绝对参考函数为：

Re f(t)＝a+bt+ct²

其中，a为绝对参考函数的初始相位；b为绝对参考函数的频偏；c为绝对参考函数的频漂。

此外，该采集单元55中的预先设置的采集时间大于等于1.5天。

另外，目的PTP数据包选择单元56中的ITU-TG.8261包选择算法包括最小包选择算法、百分比包选择算法、区间包选择算法以及集群包选择算法；最小包选择算法的设计参数为缓存长度；百分比包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度百分比；区间包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度的上限百分比和下限百分比；集群包选择算法的设计参数为一集群函数。

此外，该判断单元58，具体可以判断最大时间间隔误差是否小于一预设时间间隔误差阈值，且时间偏差是否小于一预设时间偏差阈值。

若最大时间间隔误差小于一预设时间间隔误差阈值，且时间偏差小于一预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标满足预先设置的阈值条件。

若最大时间间隔误差大于等于预设时间间隔误差阈值，或者时间偏差大于等于预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标不满足预先设置的阈值条件。

值得说明的是，本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的装置的具体实现方式可以参见上述图4、图5的方法实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种抑制分组网络PDV噪声的装置，通过在分组网络中布置多个从时钟设备节点进行级联，从而通过从时钟设备节点对PTP数据包中受PDV噪声影响较大的数据包进行过滤，实现了对分组网络中的PDV噪声进行抑制，从而解决了现有技术中BC设备的噪声过滤能力有限，全网仍然会有残余PDV噪声累积，从而影响末端设备的同步质量，难以有效抑制分组网络的PDV噪声的问题。

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、CD-ROM、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。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种抑制分组网络PDV噪声的方法，其特征在于，应用于一种包括多个从时钟设备节点的分组网络；所述从时钟设备节点包括PTP时间信号接收接口、GNSS信号接收接口、PDV噪声处理芯片、鉴相器、环路滤波器、本地铷原子钟、频率输出接口和PTP时间信号输出接口；所述PDV噪声处理芯片分别与所述PTP时间信号接收接口、本地铷原子钟和所述鉴相器连接；所述鉴相器还分别连接所述GNSS信号接收接口、环路滤波器和所述频率输出接口；所述环路滤波器还连接所述本地铷原子钟；所述本地铷原子钟还连接所述PTP时间信号输出接口；

所述方法包括：对所述多个从时钟设备节点进行逐级部署处理；

所述对所述多个从时钟设备节点进行逐级部署处理，包括：

步骤101、根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；

步骤102、根据所述绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差；

步骤103、根据所述PTP时间信号接收接口接收PTP数据包；

步骤104、根据所述固定时间误差对所述PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包；

步骤105、根据一预先设置的采集时间，对所述修正后的PTP数据包进行采集；

步骤106、根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的所述修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包；

步骤107、根据所述目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标；所述同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差；

步骤108、判断所述同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件；

步骤109、在所述同步稳定度指标满足所述阈值条件时，将所述目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过所述频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理；

步骤110、在所述同步稳定度指标不满足所述阈值条件时，动态调整所述设计参数，并返回执行步骤106。

2.根据权利要求1所述的抑制分组网络PDV噪声的方法，其特征在于，在根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数之前，包括：

将所述从时钟设备上电，并获取所述从时钟设备中的本地铷原子钟的标准差或阿伦方差；

若所述本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在第一预设时间段内和第二预设时间段内分别小于标准差阈值和阿伦方差阈值，则确定所述从时钟设备初始化完成。

3.根据权利要求1所述的抑制分组网络PDV噪声的方法，其特征在于，所述根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数，包括：

根据所述GNSS信号接收接口在一第三预设时间内跟踪接收GNSS卫星信号；所述第三预设时间大于24小时；

根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；所述绝对参考函数为：

Ref(t)=a+bt+ct²

其中，a为绝对参考函数的初始相位；b为绝对参考函数的频偏；c为绝对参考函数的频漂。

4.根据权利要求1所述的抑制分组网络PDV噪声的方法，其特征在于，所述预先设置的采集时间大于等于1.5天。

5.根据权利要求1所述的抑制分组网络PDV噪声的方法，其特征在于，所述ITU-TG.8261包选择算法包括最小包选择算法、百分比包选择算法、区间包选择算法以及集群包选择算法；所述最小包选择算法的设计参数为缓存长度；所述百分比包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度百分比；所述区间包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度的上限百分比和下限百分比；所述集群包选择算法的设计参数为一集群函数。

6.根据权利要求1所述的抑制分组网络PDV噪声的方法，其特征在于，所述判断所述同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件，包括：

判断所述最大时间间隔误差是否小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差是否小于一预设时间偏差阈值；

若所述最大时间间隔误差小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差小于一预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标满足预先设置的阈值条件；

若所述最大时间间隔误差大于等于所述预设时间间隔误差阈值，或者所述时间偏差大于等于所述预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标不满足预先设置的阈值条件。

7.一种抑制分组网络PDV噪声的装置，其特征在于，应用于一种包括多个从时钟设备节点的分组网络；所述从时钟设备节点包括PTP时间信号接收接口、GNSS信号接收接口、PDV噪声处理芯片、鉴相器、环路滤波器、本地铷原子钟、频率输出接口和PTP时间信号输出接口；所述PDV噪声处理芯片分别与所述PTP时间信号接收接口、本地铷原子钟和所述鉴相器连接；所述鉴相器还分别连接所述GNSS信号接收接口、环路滤波器和所述频率输出接口；所述环路滤波器还连接所述本地铷原子钟；所述本地铷原子钟还连接所述PTP时间信号输出接口；

所述抑制分组网络PDV噪声的装置，具体用于对所述多个从时钟设备节点进行逐级部署处理；

所述抑制分组网络PDV噪声的装置，包括：

本地铷原子钟驯服单元，用于根据一从时钟设备节点的所述GNSS信号接收接口跟踪接收GNSS卫星信号，并根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；

固定时间误差确定单元，用于根据所述绝对参考函数确定PTP时间信号接收接口的固定时间误差；

PTP数据包接收单元，用于根据所述PTP时间信号接收接口接收PTP数据包；

固定时延误差修正单元，用于根据所述固定时间误差对所述PTP数据包进行固定时延误差修正，生成修正后的PTP数据包；

采集单元，用于根据一预先设置的采集时间，对所述修正后的PTP数据包进行采集；

目的PTP数据包选择单元，用于根据ITU-TG.8261包选择算法中的一种或多种算法和各算法的设计参数，从采集到的所述修正后的PTP数据包中选择目的PTP数据包；

同步稳定度指标确定单元，用于根据所述目的PTP数据包，确定一种或多种算法对应的同步稳定度指标；所述同步稳定度指标包括最大时间间隔误差和时间偏差；

判断单元，用于判断所述同步稳定度指标是否满足预先设置的阈值条件；

信号输出单元，用于在所述同步稳定度指标满足所述阈值条件时，将所述目的PTP数据包经过鉴相器、环路滤波器和本地铷钟进行时间和频率信号恢复处理，并经过所述频率输出接口或PTP时间信号输出接口分别输出频率信号和PTP时间信号，并确定完成该从时钟设备节点的部署处理；

设计参数动态调整单元，用于在所述同步稳定度指标不满足所述阈值条件时，动态调整所述设计参数。

8.根据权利要求7所述的抑制分组网络PDV噪声的装置，其特征在于，还包括：

从时钟设备初始化单元，用于将所述从时钟设备上电，并获取所述从时钟设备中的本地铷原子钟的标准差或阿伦方差；在所述本地铷原子钟的标准差或阿伦方差在第一预设时间段内和第二预设时间段内分别小于标准差阈值和阿伦方差阈值时，确定所述从时钟设备初始化完成。

9.根据权利要求7所述的抑制分组网络PDV噪声的装置，其特征在于，所述本地铷原子钟驯服单元，具体用于：

根据所述GNSS信号接收接口在一第三预设时间内跟踪接收GNSS卫星信号；所述第三预设时间大于24小时；

根据GNSS卫星信号驯服本地铷原子钟，并记录一绝对参考函数；所述绝对参考函数为：

Ref(t)=a+bt+ct²

其中，a为绝对参考函数的初始相位；b为绝对参考函数的频偏；c为绝对参考函数的频漂。

10.根据权利要求7所述的抑制分组网络PDV噪声的装置，其特征在于，所述采集单元中的预先设置的采集时间大于等于1.5天。

11.根据权利要求7所述的抑制分组网络PDV噪声的装置，其特征在于，所述目的PTP数据包选择单元中的ITU-TG.8261包选择算法包括最小包选择算法、百分比包选择算法、区间包选择算法以及集群包选择算法；所述最小包选择算法的设计参数为缓存长度；所述百分比包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度百分比；所述区间包选择算法的设计参数为缓存长度以及待获取的缓存长度的上限百分比和下限百分比；所述集群包选择算法的设计参数为一集群函数。

12.根据权利要求7所述的抑制分组网络PDV噪声的装置，其特征在于，所述判断单元，具体用于：

判断所述最大时间间隔误差是否小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差是否小于一预设时间偏差阈值；

若所述最大时间间隔误差小于一预设时间间隔误差阈值，且所述时间偏差小于一预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标满足预先设置的阈值条件；

若所述最大时间间隔误差大于等于所述预设时间间隔误差阈值，或者所述时间偏差大于等于所述预设时间偏差阈值，则确定同步稳定度指标不满足预先设置的阈值条件。

13.一种从时钟设备，其特征在于，包括PTP时间信号接收接口、GNSS信号接收接口、PDV噪声处理芯片、鉴相器、环路滤波器、本地铷原子钟、频率输出接口和PTP时间信号输出接口；所述PDV噪声处理芯片分别与所述PTP时间信号接收接口、本地铷原子钟和所述鉴相器连接；所述鉴相器还分别连接所述GNSS信号接收接口、环路滤波器和所述频率输出接口；所述环路滤波器还连接所述本地铷原子钟；所述本地铷原子钟还连接所述PTP时间信号输出接口。