一种ptp主时钟与从时钟之间频率同步的方法及装置的制造方法_3

文档序号:9455661阅读:来源:国知局
从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移fd;其中,#(?为第k次PTP 主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的估计值;》(/: - i)为第k-ι次PTP主时钟与PTP从时 钟之间的时钟偏差的估计值;τ为连续两次对时的时间间隔。
[0116] 另外,上述步骤108中的通过数模转换器件将第k次PTP从时钟相对于PTP主时 钟的频率偏移转化为电压信号输出到PTP从时钟压控晶振的电压控制端,可以通过如下方 式实现:
[0117] 通过公式:
[0119] 将第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移fd转化为电压控制字V ;其中 η为数模转换器件(Digital to Analog Converter,简称DAC)的量化比特数,η-般大于 等于12bit。
[0120] 另外,值得说明的是,由于卡尔曼滤波的预测特性,也可以对本地从时钟漂移带来 的钟差变化进行补偿。
[0121] 对应于图1所对应的方法实施例,本发明实施例提供一种PTP主时钟与从时钟之 间频率同步的装置,如图2所示,包括:
[0122] 第一时刻值获取单元21,可以接收PTP主时钟每次发送的同步帧,获取同步帧中 携带的PTP主时钟每次发送同步帧的第一时刻值T lk。
[0123] 第二时刻值获取单元22,可以记录每次接收到同步帧的第二时刻值T2k。
[0124] 第三时刻值获取单元23,可以向PTP主时钟发送延迟请求帧,并记录每次发送延 迟请求帧时的第三时刻值T 3k。
[0125] 第四时刻值获取单元24,可以接收PTP主时钟每次发送的延迟应答帧,并从延迟 应答帧中解析PTP主时钟每次接收到延迟请求帧的第四时刻值T 4k。
[0126] 测量值计算单元25,可以根据第一时刻值Tlk、第二时刻值T2k、第三时刻值T 3k、第 四时刻值T4k确定每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值。
[0127] 估计值计算单元26,可以根据时钟偏差的测量值进行卡尔曼滤波方法计算,确定 每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的估计值。
[0128] 频率偏移确定单元27,可以根据第k次时钟偏差的估计值与第k-Ι次时钟偏差的 估计值确定第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移。
[0129] 频率同步单元28,可以通过数模转换器件将第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟 的频率偏移转化为电压信号输出到PTP从时钟压控晶振的电压控制端,以使得PTP从时钟 压控晶振输出频率信号给PTP从时钟作为基准频率,进行与PTP主时钟的频率同步。
[0130] 另外,该测量值计算单元25,具体可以根据公式:
[0132] 计算每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值Θ k (k)。
[0133] 另外,在一实施例中估计值计算单元26,具体可以生成卡尔曼滤波信号模型;卡 尔曼滤波信号模型为:
[0134] Θ (k) = Θ (k-l)+w(k-l)
[0135] 其中,Θ (k)为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差值;Θ (k-1)为第 k-Ι次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差值;w (k-Ι)为第k-Ι次PTP主时钟与PTP从 时钟之间频率同步到第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间频率同步的独立白噪声;w (k-1) 的协方差为《。
[0136] 进一步的,该估计值计算单元26,具体还可以生成卡尔曼滤波观测模型;卡尔曼 滤波观测模型为:
[0137] Θ k (k) = Θ (k) +V (k)
[0138] 其中,Θ k(k)为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值;v(k) 为附加在QkGO上的独立白噪声;V(k)的协方差为武 2。
[0139] 进一步的,该估计值计算单元26,具体还可以生成卡尔曼滤波估计模型;卡尔曼 滤波估计模型为:
[0141] 其中,和幻为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差估计值;》认-1)为 第k-Ι次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差估计值;b(k)为时变增益。
[0142] 其中,
PJk)为》(幻的估计误差的最小均方误差。
[0143] 该估计值计算单元26,还可以从每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的 测量值9 k(k)中获取多次时钟偏差的测量值,并以多次时钟偏差的测量值的均值作为时钟 偏差估计值的初始值》(0);将初始值1(0)对应的最小均方误差PJ0)作为PJk)的初始值。
[0144] 根据初始值》(0)、最小均方误差Pe (0)和每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时 钟偏差的测量值Θ k (k),通过卡尔曼滤波估计模型迭代计算,确定每次PTP主时钟与PTP从 时钟之间的时钟偏差的估计值以幻..
[0145] 此外,频率偏移确定单元27,具体可以根据公式:
[0147] 确定第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移fd;其中,lp:>为第k次PTP 主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的估计值;》(/:-丨)为第k-ι次PTP主时钟与PTP从时 钟之间的时钟偏差的估计值;τ为连续两次对时的时间间隔。
[0148] 另外,频率同步单元28,具体可以通过公式:
[0150] 将第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移fd转化为电压控制字V ;其中 η为数模转换器件的量化比特数,η大于等于12bit。
[0151] 值得说明的是,本发明实施例提供的一种PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装 置的具体实现方式可以参见上述图1所对应的方法实施例,此处不在赘述。
[0152] 本发明实施例提供的一种PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置,通过确定每 次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值;进而根据时钟偏差的测量值进行卡 尔曼滤波方法计算,确定每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的估计值;从而能够 确定相邻的第k次时钟偏差的估计值与第k-Ι次时钟偏差的估计值,进而确定第k次PTP 从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移;通过数模转换器件将该第k次PTP从时钟相对于PTP 主时钟的频率偏移转化为电压信号输出到PTP从时钟压控晶振的电压控制端,以使得PTP 从时钟压控晶振输出频率信号给PTP从时钟作为基准频率,进行与PTP主时钟的频率同步。 这样,本发明避免采用利用连续两次的钟差结果计算出频率控制字,对本地PTP从时钟频 率进行控制,从而避免了现有技术中的频率同步方式无法精确的计算本地频率偏差,PTP主 时钟与从时钟之间频率同步不够精确的问题。
[0153] 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。
[0154] 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。
[0155] 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。
[0156] 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。
[0157] 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。
【主权项】
1. 一种PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法,其特征在于,包括: 接收PTP主时钟每次发送的同步帖,获取所述同步帖中携带的PTP主时钟每次发送所 述同步帖的第一时刻值Tik; 记录每次接收到所述同步帖的第二时刻值Tzk; 向PTP主时钟发送延迟请求帖,并记录每次发送所述延迟请求帖时的第=时刻值T3k; 接收PTP主时钟每次发送的延迟应答帖,并从所述延迟应答帖中解析PTP主时钟每次 接收到所述延迟请求帖的第四时刻值T4k; 根据所述第一时刻值Tik、第二时刻值Tzk、第=时刻值Tsk、第四时刻值T4k确定每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值; 根据所述时钟偏差的测量值进行卡尔曼滤波方法计算,确定每次PTP主时钟与PTP从 时钟之间的时钟偏差的估计值; 根据第k次时钟偏差的估计值与第k-1次时钟偏差的估计值确定第k次PTP从时钟相 对于PTP主时钟的频率偏移; 通过数模转换器件将所述第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移转化为电压 信号输出到PTP从时钟压控晶振的电压控制端,W使得PTP从时钟压控晶振输出
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