CN116054989A - 一种子母钟系统授时方法 - Google Patents

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CN116054989A CN202310087127.0A CN202310087127A CN116054989A CN 116054989 A CN116054989 A CN 116054989A CN 202310087127 A CN202310087127 A CN 202310087127A CN 116054989 A CN116054989 A CN 116054989A
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李小娟
许振山
吴韩涵
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Abstract

本发明公开了一种子母钟系统授时方法，涉及时间同步领域，方法包括：获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟；采用端点延迟方法测量PLC网络主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟；采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟；以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟；以及以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步。

Description

一种子母钟系统授时方法
技术领域
本发明涉及一种时间同步技术领域，更具体地说，它涉及一种子母钟系统授时方法。
背景技术
子母钟系统由子钟和母钟构成，母钟是子母钟系统的中枢部分，主要通过接收卫星信号或上一级时间信号作为时钟源进行对时，并作为子母钟系统的时间基准对所有子钟授时；所有子钟接收母钟的授时信号，与母钟保持时间同步。
相关技术中，子母钟系统通常采用RS-485总线或者以太网对子钟授时。若采用RS-485总线，授时信号主要为串口时间报文；若采用以太网，授时信号主要为NTP网络报文。
基于上述相关技术中的子母钟系统授时技术，有以下不足：
1、采用RS-485总线通过串口报文的授时方式通常为单向授时，未考虑路径传输过程中的传输延迟，使得授时误差较大，导致末端子钟的时间精度低；
2、采用RS-485总线需要以手拉手方式铺设专线传输，中间不能有分支，有些地方可能需要迂回放线，会导致字母钟系统因总线的线路长，导致末端子钟的传输延迟大；
3、采用以太网通过NTP网络报文的授时方式需要借助网络交换机等外部网络设备，受外部网络设备工作状态的制约，一旦网络堵塞或某个网络设备产生故障，都会影响子钟时间同步的运行。
发明内容
为了解决相关技术中子母钟系统授时的不足之处，本发明提供一种子母钟系统授时方法，本发明的授时方法应用在子母钟系统中，其母钟和子钟仅连接供电线路，通过PLC进行组网通信，子母钟系统中可以有多个母钟同时运行，但只有一个母钟作为PLC网络主节点的母钟，用于管理PLC网络的通信，上述的子母钟系统其基于PLC网络的电力线通信，减少了对外部设备的依赖，提高了授时的可靠性，同时降低了通信成本，在此基础上，考虑PLC网络的特性以BMC算法来选择出PLC网络中最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，并基于端点延迟算法计算出主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟，以及，其他母钟和多个子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟，然后，以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟；以及以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步，以此考虑了路径传输过程中的传输延迟，使得授时误差降低，实现了子母钟系统的时间信号实时交互。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本申请提供一种子母钟系统授时方法，应用于子母钟系统，子母钟系统包括至少一个母钟和多个子钟，且有一个母钟作为PLC网络的主节点母钟，用于管理PLC网络的通信，其他母钟和子钟作为PLC网络的从节点，方法包括：
获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，其中时钟信息包括母钟的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID；
采用端点延迟方法测量PLC网络主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟；
采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟；
以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟；以及，以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步。
在一种实施方案中，时间质量由母钟根据卫星时钟源或上一级时钟源同步情况决定；时钟等级为预设值，按照母钟的优先级别设定；根据被测母钟的本地时间和本地参考时钟源所测得时间的残差值计算时钟方差。
在一种实施方案中，时钟方差的计算式为
Figure BDA0004069159500000021
其中，xs、xs+1、xs+2是ts、ts+T、ts+2T时刻被测母钟本地时间和本地参考时钟源所测得时间的残差值，T为采样周期，N表示采样的样本数量。
在一种实施方案中，获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，具体包括：
在PLC网络的主节点母钟广播报文时，获取PLC网络主节点母钟的第一时钟信息和从节点母钟的第二时钟信息；
根据BMC算法对第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，得到比较结果；
根据比较结果选择出PLC网络从节点母钟中最优的母钟作为子母钟系统的主时钟。
在一种实施方案中，根据BMC算法对第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，得到比较结果，具体包括：
PLC网络的从节点子钟收到所述报文不处理，从节点其他母钟收到所述报文后将收到的第二时钟信息与从节点母钟本地的第三时钟信息对比，若第三时钟信息优于接收到的第二时钟信息，则将第三时钟信息发送给PLC网络的主节点母钟，主节点母钟将接收到的第三时钟信息与第一时钟信息对比，选择最优的时钟信息的母钟作为子母钟系统的主时钟。
在一种实施方案中，第二时钟信息与第三时钟信息的对比，具体为：
在第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID均不等于对应的第二时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID时，判断第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID是否小于对应的第二时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID，若小于则第三时钟信息优于接收到的第二时钟信息，反之，则第二时钟信息优于接收到的第三时钟信息，将将第二时钟信息发送给PLC网络的主节点母钟；
相应地，主节点母钟将接收到的第二时钟信息与第一时钟信息对比，选择最优的时钟信息的母钟作为子母钟系统的主时钟。
在一种实施方案中，测量PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟的计算式如下：
Figure BDA0004069159500000031
其中，T1为PLC网络的主节点母钟发送延迟请求报文的时间，T2为子母钟系统的主时钟收到延迟请求报文的时间，T3为子母钟系统的主时钟发送延迟请求回复报文的时间，T4为PLC网络的主节点母钟收到延迟请求回复报文的时间，Toffset为PLC网络的主节点母钟相对于子母钟系统的主时钟的时间偏差，Tdelay为PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的第一传输延迟。
在一种实施方案中，采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟的计算式为
Figure BDA0004069159500000032
其中，T1 ′为其他母钟或子钟发送延迟请求报文的时间，T2 ′为主节点母钟收到延迟请求报文的时间，T3 ′为主节点母钟发送延迟请求回复报文的时间，T4 ′为其他母钟或子钟收到延迟请求回复报文的时间，Td ′ elay为网络主节点母钟与其他母钟或子钟之间的第二传输延迟。
在一种实施方案中，以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟，包括：
以子母钟系统的主时钟为基准，主节点母钟向子母钟系统的主时钟发起延迟测量请求，根据所述时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟。
在一种实施方案中，以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步，包括：主节点母钟采用轮播的方式通知从节点其他母钟和子钟向主节点母钟发起延迟请求，以主节点母钟为基准，主节点母钟采用广播方式发送同步报文，从节点其他母钟和子钟根据第二传输延迟对主节点母钟进行补偿，同步到主节点母钟，实现子母钟系统的时间同步。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的授时方法应用在子母钟系统中，其母钟和子钟仅连接供电线路，通过PLC进行组网通信，子母钟系统中可以有多个母钟同时运行，但只有一个母钟作为PLC网络主节点的母钟，用于管理PLC网络的通信，上述的子母钟系统其基于PLC网络的电力线通信，减少了对外部设备的依赖，提高了授时的可靠性，同时降低了通信成本，在此基础上，考虑PLC网络的特性以BMC算法来选择出PLC网络中最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，并基于端点延迟算法计算出主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟，以及，其他母钟和多个子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟，然后，以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟；以及以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步，以此考虑了路径传输过程中的传输延迟，使得授时误差降低，实现了子母钟系统的时间信号实时交互。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种子母钟系统授时方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的子母钟系统的架构图；
图3为本申请实施例提供的子母钟系统母钟与子钟的网络拓扑图；
图4为本申请实施例提供的BMC算法流程图；
图5为本申请实施例提供的EDM技术原理图；
图6为本申请实施例提供的子母钟系统对其他母钟和子钟延迟进行补偿的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如背景技术所述，相关技术中，子母钟系统通常采用RS-485总线或者以太网对子钟授时。若采用RS-485总线，授时信号主要为串口时间报文；若采用以太网，授时信号主要为NTP网络报文。
基于上述相关技术中的子母钟系统授时技术，有以下不足：
1、采用RS-485总线通过串口报文的授时方式通常为单向授时，未考虑路径传输过程中的传输延迟，使得授时误差较大，导致末端子钟的时间精度低；
2、采用RS-485总线需要以手拉手方式铺设专线传输，中间不能有分支，有些地方可能需要迂回放线，会导致字母钟系统因总线的线路长，导致末端子钟的传输延迟大；
3、采用以太网通过NTP网络报文的授时方式需要借助网络交换机等外部网络设备，受外部网络设备工作状态的制约，一旦网络堵塞或某个网络设备产生故障，都会影响子钟时间同步的运行。
基于背景技术中所述的，相关技术中的子母钟系统在硬件结构上以及路径延长的缺陷，使得现有的子母钟系统的授时误差大，授时的时间精度低。
故此，本申请实施例提供了一种子母钟系统授时方法，应用于子母钟系统，子母钟系统包括至少一个母钟和多个子钟，且有一个母钟作为PLC网络的主节点母钟，用于管理PLC网络的通信，其他母钟和子钟作为PLC网络的从节点。请参图2所示，图2为本申请实施例提的子母钟新型授时系统的架构框图，在一个子母钟系统中，母钟和子钟仅连接220V电力线，通过PLC(Power Line Communication)进行组网通信；子母钟系统中可以有多个母钟同时运行，只有一个母钟作为网络主节点，记为M0，其他记为M1～Mn。母钟和子钟仅连接交流220V供电线路，该供电线路既作为供电用途，又作为通信用途，在作为通信用途时，通过PLC组成树状网络进行通信。子母钟系统中的母钟M0作为PLC网络主节点，负责管理PLC通信。其他母钟M1～Mn和子钟C1～Cm作为PLC网络的从节点。
请参考图1，图1为本申请实施例提供的一种子母钟系统授时方法的流程示意图，方法包括以下步骤：
S110，获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，其中时钟信息包括母钟的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID。
本实施例中，BMC算法是一种最佳主时钟算法(BMC)，其是IEEE1588的最主要的核心技术之一，按IEEE1588协议进行时钟同步的系统通过运行最佳主时钟算法来选择系统中的主时钟，其他时钟全以主时钟作为参考进行时钟同步。这里可以理解的是，第二时钟信息即为从节点母钟所收集到的时钟信息，通过BMC算法将主节点母钟的第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，从第一时钟信息和第二时钟信息所包括的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID四个方面进行一一对比，从而选择出PLC网络从节点母钟中最优的母钟作为子母钟系统的主时钟。
S120，采用端点延迟方法测量PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟。
具体的，在选取系统中的主时钟后，采用端点延迟测量方法(Endpoint DelayMeasurement，简称EDM算法)技术计算出网络主节点母钟M0与系统主时钟母钟Mz之间的时间偏差和第一传输延迟。
S130，采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟。
本实施例中，由于从节点上的其他母钟和子钟的时间是通过PLC网络的主节点母钟来实现授时，请参考图3，可知PLC网络的主节点母钟与其他母钟M1～Mn和子钟C1～Cm之间只存在传输延迟，由于是同一时间对其他母钟和子钟发送的延迟请求报文，故此不存在时间偏差。
S140，以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟；以及，以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步。
本实施例中，分别考虑了两种基准情况，从而实现了对于主节点母钟和子母钟系统的主时钟的时间同步，使得最终的授时误差降低，实现了子母钟系统的时间信号实时交互。
综上所述，本发明提供的一种子母钟系统授时方法，应用于子母钟系统，该子母钟系统通过利用电力线将母钟与子钟组网，实现各装置间时间信号实时交互从而完成时间同步。不仅实现了子母钟系统高精度统一授时，并且减少了对外部设备的依赖，提高了授时系统可靠性，同时降低了通信成本，为子母钟系统授时提供了一种新的思路。
进一步的，时间质量由母钟根据卫星时钟源或上一级时钟源同步情况决定；时钟等级为预设值，按照母钟的优先级别设定；根据被测母钟的本地时间和本地参考时钟源所测得时间的残差值计算时钟方差。
进一步的，时钟方差的计算式为
Figure BDA0004069159500000061
其中，xs、xs+1、xs+2是ts、ts+T、ts+2T时刻被测母钟本地时间和本地参考时钟源所测得时间的残差值，T为采样周期，N表示采样的样本数量。
请参考图4，图4为本申请实施例所述的BMC算法的流程图，获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，具体包括：
在PLC网络的主节点母钟广播报文时，获取PLC网络主节点母钟的第一时钟信息和从节点母钟的第二时钟信息；
根据BMC算法对第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，得到比较结果；
根据比较结果选择出PLC网络从节点母钟中最优的母钟作为子母钟系统的主时钟。
进一步的，请参考图4，根据BMC算法对第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，得到比较结果，具体包括：PLC网络的从节点子钟收到所述报文不处理，从节点其他母钟收到所述报文后将收到的第二时钟信息与从节点母钟本地的第三时钟信息对比，若第三时钟信息优于接收到的第二时钟信息，则将第三时钟信息发送给PLC网络的主节点母钟，主节点母钟将接收到的第三时钟信息与第一时钟信息对比，选择最优的时钟信息的母钟作为子母钟系统的主时钟。
进一步的，请参考图4，第二时钟信息与第三时钟信息的对比，具体为：在第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID均不等于对应的第二时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID时，判断第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID是否小于对应的第二时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID，若小于则第三时钟信息优于接收到的第二时钟信息，反之，则第二时钟信息优于接收到的第三时钟信息，将将第二时钟信息发送给PLC网络的主节点母钟；
相应地，主节点母钟将接收到的第二时钟信息与第一时钟信息对比，选择最优的时钟信息的母钟作为子母钟系统的主时钟。
在上述BMC算法的实施例中，如图4所示，在第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID中的任一一个参数与第二时钟信息中与之对应的的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID不相等时，判断第三时钟信息的四个参数信息是否小于第二时钟信息的四个参数信息，若小于，则母钟自身的第三时钟信息较优，将第三时钟信息发送给主节点母钟，反之则第二时钟信息较优，不发送第二时钟信息到PLC网络的主节点母钟，然后主节点母钟的第一时钟信息与第三时钟信息进行比较，选择出较优的时钟信息对应的母钟作为子母钟系统的主时钟，比较原理同理也是采用BMC算法，故此此处不做多余的叙述。
请参考图5，图5为本申请实施例提供的EDM技术原理图，测量PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟的计算式如下：
Figure BDA0004069159500000071
其中，T1为PLC网络的主节点母钟发送延迟请求报文的时间，T2为子母钟系统的主时钟收到延迟请求报文的时间，T3为子母钟系统的主时钟发送延迟请求回复报文的时间，T4为PLC网络的主节点母钟收到延迟请求回复报文的时间，Toffset为PLC网络的主节点母钟相对于子母钟系统的主时钟的时间偏差，Tdelay为PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的第一传输延迟。
本实施例中，可以理解的是，图5中的基准端即为母钟，而请求端为其他母钟和若干个子钟，通过基准端发布的延迟请求报文，通过请求端的回复，来确定PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟。
在一个实施例中，采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟的计算式为
Figure BDA0004069159500000081
其中，T1 ′为其他母钟或子钟发送延迟请求报文的时间，T2 ′为主节点母钟收到延迟请求报文的时间，T3 ′为主节点母钟发送延迟请求回复报文的时间，T4 ′为其他母钟或子钟收到延迟请求回复报文的时间，Td ′ elay为网络主节点母钟与其他母钟或子钟之间的第二传输延迟。
具体的，可以理解的是，T1 ′为其他母钟M1～Mn(不含Mz)或子钟C1～Cm发送延迟请求报文的时间，T2 ′为网络主节点母钟M0收到延迟请求报文的时间，T3 ′为网络主节点母钟M0发送延迟请求回复报文的时间，T4 ′为其他母钟M1～Mn(不含Mz)或子钟C1～Cm收到延迟请求回复报文的时间；Td ′ elay为主节点母钟M0与其他母钟M1～Mn(不含Mz)或子钟C1～Cm之间的第二传输延迟。
在一个实施例中，以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟，包括：以子母钟系统的主时钟为基准，主节点母钟向子母钟系统的主时钟发起延迟测量请求，根据所述时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟。
具体的，可以理解的是，传输延迟也是一种时间参数，即在信号传输过程中出现的时间延迟，因此，为了保证PLC网络主节点母钟的自身时间的准确性，PLC网络的主节点母钟需根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟Mz。
请参考图6，图6为本申请实施例提供的子母钟系统中对于其他母钟和子钟延迟进行补偿的原理图，以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步，包括：主节点母钟采用轮播的方式通知从节点其他母钟和子钟向主节点母钟发起延迟请求，以主节点母钟为基准，主节点母钟采用广播方式发送同步报文，从节点其他母钟和子钟根据第二传输延迟对主节点母钟进行补偿，同步到主节点母钟，实现子母钟系统的时间同步。
具体的，网络主节点母钟M0采用轮播的方式通知其他母钟M1～Mn(不含Mz)和子钟C1～Cm向自己发起延迟请求，然后以网络主节点母钟M0为基准，采用广播方式发送同步报文，其他母钟M1～Mn(不含Mz)和子钟C1～Cm根据得到的路径延迟Td ′ elay进行补偿，同步到网络主节点母钟M0，实现子母钟系统的时间同步。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种子母钟系统授时方法，其特征在于，应用于子母钟系统，子母钟系统包括至少一个母钟和多个子钟，且有一个母钟作为PLC网络的主节点母钟，用于管理PLC网络的通信，其他母钟和子钟作为PLC网络的从节点，方法包括：
获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，其中时钟信息包括母钟的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID；
采用端点延迟方法测量PLC网络主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟；
采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟；
以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟；以及，以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步。
2.根据权利要求1所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，时间质量由母钟根据卫星时钟源或上一级时钟源同步情况决定；时钟等级为预设值，按照母钟的优先级别设定；根据被测母钟的本地时间和本地参考时钟源所测得时间的残差值计算时钟方差。
3.根据权利要求2所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，时钟方差的计算式为
Figure FDA0004069159490000011
其中，xs、xs+1、xs+2是ts、ts+T、ts+2T时刻被测母钟本地时间和本地参考时钟源所测得时间的残差值，T为采样周期，N表示采样的样本数量。
4.根据权利要求2所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，获取PLC网络从节点母钟和主节点母钟的时钟信息，根据BMC算法对主节点母钟和从节点母钟的时钟信息进行比较，选择出PLC网络最优的母钟作为子母钟系统的主时钟，具体包括：
在PLC网络的主节点母钟广播报文时，获取PLC网络主节点母钟的第一时钟信息和从节点母钟的第二时钟信息；
根据BMC算法对第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，得到比较结果；
根据比较结果选择出PLC网络从节点母钟中最优的母钟作为子母钟系统的主时钟。
5.根据权利要求4所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，根据BMC算法对第一时钟信息和第二时钟信息进行比较，得到比较结果，具体包括：
PLC网络的从节点子钟收到所述报文不处理，从节点其他母钟收到所述报文后将收到的第二时钟信息与从节点母钟本地的第三时钟信息对比，若第三时钟信息优于接收到的第二时钟信息，则将第三时钟信息发送给PLC网络的主节点母钟，主节点母钟将接收到的第三时钟信息与第一时钟信息对比，选择最优的时钟信息的母钟作为子母钟系统的主时钟。
6.根据权利要求5所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，第二时钟信息与第三时钟信息的对比，具体为：
在第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID均不等于对应的第二时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID时，判断第三时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID是否小于对应的第二时钟信息的时间质量、时钟等级、时钟方差以及时钟ID，若小于则第三时钟信息优于接收到的第二时钟信息，反之，则第二时钟信息优于接收到的第三时钟信息，将将第二时钟信息发送给PLC网络的主节点母钟；
相应地，主节点母钟将接收到的第二时钟信息与第一时钟信息对比，选择最优的时钟信息的母钟作为子母钟系统的主时钟。
7.根据权利要求1所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，测量PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的时间偏差和第一传输延迟的计算式如下：
Figure FDA0004069159490000021
其中，T1为PLC网络的主节点母钟发送延迟请求报文的时间，T2为子母钟系统的主时钟收到延迟请求报文的时间，T3为子母钟系统的主时钟发送延迟请求回复报文的时间，T4为PLC网络的主节点母钟收到延迟请求回复报文的时间，Toffset为PLC网络的主节点母钟相对于子母钟系统的主时钟的时间偏差，Tdelay为PLC网络的主节点母钟与子母钟系统主时钟之间的第一传输延迟。
8.根据权利要求1所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，采用端点延迟方法测量其他母钟和子钟与PLC网络的主节点母钟之间的第二传输延迟的计算式为
Figure FDA0004069159490000022
Figure FDA0004069159490000023
其中，T1 ′为其他母钟或子钟发送延迟请求报文的时间，T2 ′为主节点母钟收到延迟请求报文的时间，T3 ′为主节点母钟发送延迟请求回复报文的时间，T4 ′为其他母钟或子钟收到延迟请求回复报文的时间，Td ′ elay为网络主节点母钟与其他母钟或子钟之间的第二传输延迟。
9.根据权利要求1所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，以子母钟系统的主时钟为基准，PLC网络的主节点母钟根据时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟，包括：
以子母钟系统的主时钟为基准，主节点母钟向子母钟系统的主时钟发起延迟测量请求，根据所述时间偏差和第一传输延迟调整主节点母钟的时间，同步到子母钟系统的主时钟。
10.根据权利要求9所述的一种子母钟系统授时方法，其特征在于，以PLC网络的主节点母钟为基准，以第二传输延迟为参考对其他母钟和子钟进行补偿，实现子母钟系统的时间同步，包括：主节点母钟采用轮播的方式通知从节点其他母钟和子钟向主节点母钟发起延迟请求，以主节点母钟为基准，主节点母钟采用广播方式发送同步报文，从节点其他母钟和子钟根据第二传输延迟对主节点母钟进行补偿，同步到主节点母钟，实现子母钟系统的时间同步。
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