[发明专利]基于包交换的时钟同步方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及时间同步领域，特别是涉及一种基于包交换的时钟同步方法及装置。

背景技术

在全球微波互联接入(WiMAX)系统中，采用的是时分双工(TDD)模式，而且在上行链路采用时分多址(TDMA)与频分多址(FDMA)结合的方式，也就是说，每个客户端只有在分配给自己的时隙内发送数据，如果该客户端开始发送数据的时间落后于实际的时间，即该客户端所分配到的一秒钟比实际短，那么这个定时数据就失去了准确性，该客户端就会提前发送数据，随着误差的增加，该客户端就有可能在属于其他客户端的时隙内发送数据，进而导致冲突。因此，针对上述问题，需要一种能够精确同步时钟的方法。

目前，IEEE1588给出了一种基于包交换的时钟同步机制，即：能接收全球定位系统(GPS)信号的时钟——主时钟，周期发送同步消息给其他精度低的时钟——从时钟，同步消息中包含有主时钟发送该同步消息的时间戳，从时钟收到该同步消息的时间戳后，为了准确调整自己的本地时间，便发送一个延迟测量消息给主时钟，主时钟把接收到该延迟测量消息的时间反馈给从时钟，这里，涉及到四个时间戳，利用这四个时间戳，从时钟算出其自身与主时钟的时间偏差。

然而，对于怎样计算时间偏差，IEEE1588并没有给与说明。而且，现有技术给出的对主、从时钟之间的时间偏差和频率偏差的估计，是基于假设的某一种主从时钟间随机路径延迟的概率分布函数，这样估计出的时间偏差、频率偏差的准确度很大程度上依赖于随机路径延迟的概率分布与实际路径延迟的吻合程度。或者说，如果假设的随机路径延迟的概率分布与实际路径延迟相差较大，则估计出来的时间偏差、频率偏差参数的可靠性会受到很大的影响。因此，在随机路径延迟的概率分布与实际路径延迟的吻合程度较低的情况下，现有技术对时间偏差的估计并不可靠，有时甚至误差很大，所以难以准确地使主从时钟同步。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于包交换的时钟同步方法及装置，能够准确地计算出主、从时钟之间的时间偏差，减小时间偏差的计算误差。

为达到上述目的，本发明公开了一种基于包交换的时钟同步方法，包括：收集用于校正时钟的时间戳，并分别计算对应于同一时钟校正消息的收发时间戳差；从计算得到的收发时间戳差中选取时间偏差的下界和上界，计算该下界、上界分别在时间偏差中所占的权重，并通过该下界、上界及其各自的权重来计算该时间偏差；利用时间偏差，校正从时钟。

上述方法中，所述选取时间偏差的下界和上界的步骤之前，该方法还包括：判断收发时间戳差的个数是否超过设定的上限；如果超过设定的上限，则从计算得到的收发时间戳差中选取时间偏差的下界和上界；如果未超过设定的上限，则继续收集用于校正时钟的时间戳。

其中，所述利用时间偏差，校正从时钟的步骤之前，该方法还包括：对本次时钟校正得到的时间偏差进行滤波；所述滤波具体为：判断本次时钟校正得到的时间偏差与上次时钟校正得到的时间偏差之差是否达到滤波门限，如果达到滤波门限，则保存本次时钟校正得到的时间偏差，但不用本次的时间偏差来校正从时钟；如果未达到滤波门限，则保存本次时钟校正得到的时间偏差，并采用本次的时间偏差校正从时钟；其中，所述校正从时钟为：将通过滤波的时间偏差加到从时钟的本地时间上；并且，如果本次时钟校正的时间偏差与上一次的时间偏差之差在频率校正门限范围内，则将本次时钟校正的时间偏差与上一次的时间偏差之差转换为频率偏差，来校正从时钟的频率。

上述方法中，所述分别计算对应于同一时钟校正消息的收发时间戳差为：分别计算同步消息的收发时间戳差和延迟测量消息的收发时间戳差；其中，该收发时间戳差的计算方式为：主时钟的时间戳减去从时钟的时间戳；或者，从时钟的时间戳减去主时钟的时间戳；计算对应于同一时钟校正消息的收发时间戳差的步骤之后，该方法还包括：分别保存计算得到的同步消息的收发时间戳差和延迟测量消息的收发时间戳差。

其中，所述从计算得到的收发时间戳差中选取时间偏差的下界和上界为：采用主时钟时间戳减去从时钟时间戳的方式来计算收发时间戳差时：从所述同步消息的收发时间戳差中选出一个最大值作为时间偏差的下界；从所述延迟测量消息的收发时间戳差中选出一个最小值作为时间偏差的上界；采用从时钟时间戳减去主时钟时间戳的方式来计算收发时间戳差时：从所述同步消息的收发时间戳差中选出一个最小值作为时间偏差的上界；从所述延迟测量消息的收发时间戳差中选出一个最大值作为时间偏差的下界。