[發明專利]基于包交換的時鐘同步方法及裝置

有效

• 申請號: 200910083956.1
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN101888292A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 曹海萍
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L7/04
• 分類號: H04L7/04;H04L1/16;H04L12/54
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 蔣雅潔;王黎延

技術領域

本發明涉及時間同步領域，特別是涉及一種基于包交換的時鐘同步方法及裝置。

背景技術

在全球微波互聯接入(WiMAX)系統中，采用的是時分雙工(TDD)模式，而且在上行鏈路采用時分多址(TDMA)與頻分多址(FDMA)結合的方式，也就是說，每個客戶端只有在分配給自己的時隙內發送數據，如果該客戶端開始發送數據的時間落后于實際的時間，即該客戶端所分配到的一秒鐘比實際短，那么這個定時數據就失去了準確性，該客戶端就會提前發送數據，隨著誤差的增加，該客戶端就有可能在屬于其他客戶端的時隙內發送數據，進而導致沖突。因此，針對上述問題，需要一種能夠精確同步時鐘的方法。

目前，IEEE1588給出了一種基于包交換的時鐘同步機制，即：能接收全球定位系統(GPS)信號的時鐘——主時鐘，周期發送同步消息給其他精度低的時鐘——從時鐘，同步消息中包含有主時鐘發送該同步消息的時間戳，從時鐘收到該同步消息的時間戳后，為了準確調整自己的本地時間，便發送一個延遲測量消息給主時鐘，主時鐘把接收到該延遲測量消息的時間反饋給從時鐘，這里，涉及到四個時間戳，利用這四個時間戳，從時鐘算出其自身與主時鐘的時間偏差。

然而，對于怎樣計算時間偏差，IEEE1588并沒有給與說明。而且，現有技術給出的對主、從時鐘之間的時間偏差和頻率偏差的估計，是基于假設的某一種主從時鐘間隨機路徑延遲的概率分布函數，這樣估計出的時間偏差、頻率偏差的準確度很大程度上依賴于隨機路徑延遲的概率分布與實際路徑延遲的吻合程度。或者說，如果假設的隨機路徑延遲的概率分布與實際路徑延遲相差較大，則估計出來的時間偏差、頻率偏差參數的可靠性會受到很大的影響。因此，在隨機路徑延遲的概率分布與實際路徑延遲的吻合程度較低的情況下，現有技術對時間偏差的估計并不可靠，有時甚至誤差很大，所以難以準確地使主從時鐘同步。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于包交換的時鐘同步方法及裝置，能夠準確地計算出主、從時鐘之間的時間偏差，減小時間偏差的計算誤差。

為達到上述目的，本發明公開了一種基于包交換的時鐘同步方法，包括：收集用于校正時鐘的時間戳，并分別計算對應于同一時鐘校正消息的收發時間戳差；從計算得到的收發時間戳差中選取時間偏差的下界和上界，計算該下界、上界分別在時間偏差中所占的權重，并通過該下界、上界及其各自的權重來計算該時間偏差；利用時間偏差，校正從時鐘。

上述方法中，所述選取時間偏差的下界和上界的步驟之前，該方法還包括：判斷收發時間戳差的個數是否超過設定的上限；如果超過設定的上限，則從計算得到的收發時間戳差中選取時間偏差的下界和上界；如果未超過設定的上限，則繼續收集用于校正時鐘的時間戳。

其中，所述利用時間偏差，校正從時鐘的步驟之前，該方法還包括：對本次時鐘校正得到的時間偏差進行濾波；所述濾波具體為：判斷本次時鐘校正得到的時間偏差與上次時鐘校正得到的時間偏差之差是否達到濾波門限，如果達到濾波門限，則保存本次時鐘校正得到的時間偏差，但不用本次的時間偏差來校正從時鐘；如果未達到濾波門限，則保存本次時鐘校正得到的時間偏差，并采用本次的時間偏差校正從時鐘；其中，所述校正從時鐘為：將通過濾波的時間偏差加到從時鐘的本地時間上；并且，如果本次時鐘校正的時間偏差與上一次的時間偏差之差在頻率校正門限范圍內，則將本次時鐘校正的時間偏差與上一次的時間偏差之差轉換為頻率偏差，來校正從時鐘的頻率。

上述方法中，所述分別計算對應于同一時鐘校正消息的收發時間戳差為：分別計算同步消息的收發時間戳差和延遲測量消息的收發時間戳差；其中，該收發時間戳差的計算方式為：主時鐘的時間戳減去從時鐘的時間戳；或者，從時鐘的時間戳減去主時鐘的時間戳；計算對應于同一時鐘校正消息的收發時間戳差的步驟之后，該方法還包括：分別保存計算得到的同步消息的收發時間戳差和延遲測量消息的收發時間戳差。

其中，所述從計算得到的收發時間戳差中選取時間偏差的下界和上界為：采用主時鐘時間戳減去從時鐘時間戳的方式來計算收發時間戳差時：從所述同步消息的收發時間戳差中選出一個最大值作為時間偏差的下界；從所述延遲測量消息的收發時間戳差中選出一個最小值作為時間偏差的上界；采用從時鐘時間戳減去主時鐘時間戳的方式來計算收發時間戳差時：從所述同步消息的收發時間戳差中選出一個最小值作為時間偏差的上界；從所述延遲測量消息的收發時間戳差中選出一個最大值作為時間偏差的下界。