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。2. 根据权利要求1所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法，其特征在于，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，包括： 根据公式：计算每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值0k(k)。3. 根据权利要求2所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法，其特征在于，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，包括： 生成卡尔曼滤波信号模型；所述卡尔曼滤波信号模型为： 0 (k) = 0 化-l)+w化-1) 其中，0似为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差值；0化-1)为第k-1次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差值;W化-1)为第k-1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；所述W化-1) 的协方差为4. 根据权利要求3所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法，其特征在于，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，还包括： 生成卡尔曼滤波观测模型；所述卡尔曼滤波观测模型为： 白k化）=0化）+V化） 其中，0k(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 加在所述0k(k)上的独立白噪声；所述v(k)的协方差为巧。5. 根据权利要求4所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法，其特征在于，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，还包括： 生成卡尔曼滤波估计模型；所述卡尔曼滤波估计模型为： S(巧二易陳-1>+ &(巧晚(巧-易陳-切 其中，新W为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差估计值；新A^-I)为第k-1 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； 其中，A脚二/斯)[/^(/:)十式]I; =P作-1)…式；Pe似=Pi似-b似Pi化）；所述 PeOO为新財的估计误差的最小均方误差； 从每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值0k(k)中获取多次时钟偏 差的测量值，并W所述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如0); 将所述初始值却0)巧应的最小均方误差Pe(0)作为所述Pe化）的初始值； 根据所述初始值如0)、最小均方误差？。(〇)和每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时 钟偏差的测量值0k化)，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如4-)。6. 根据权利要求5所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法，其特征在于，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，包括： 根据公式：确定第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移fd;其中，巧为第k次PTP主 时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的估计值；为第k-1次PTP主时钟与PTP从时钟 之间的时钟偏差的估计值；T为连续两次对时的时间间隔。7. 根据权利要求6所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法，其特征在于，所述 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，包括： 通过公式：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n为 数模转换器件的量化比特数，所述n大于等于12bit。8. -种PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，包括： 第一时刻值获取单元，用于接收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; 第二时刻值获取单元，用于记录每次接收到所述同步帖的第二时刻值Tzk; 第=时刻值获取单元，用于向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Tjk; 第四时刻值获取单元，用于接收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; 测量值计算单元，用于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； 估计值计算单元，用于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； 频率偏移确定单元，用于根据第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； 频率同步单元，用于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。9. 根据权利要求8所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，所述 测量值计算单元，具体用于： 根据公式：计算每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值0k(k)。10. 根据权利要求9所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，所 述估计值计算单元，具体用于： 生成卡尔曼滤波信号模型；所述卡尔曼滤波信号模型为： 0 (k) = 0 化-l)+w化-1) 其中，0似为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差值；0化-1)为第k-1次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差值;W化-1)为第k-1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；所述W化-1) 的协方差为絮.11. 根据权利要求10所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，所 述估计值计算单元，具体用于： 生成卡尔曼滤波观测模型；所述卡尔曼滤波观测模型为： 白k化）=0 (k)+V化） 其中，0k(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 加在所述0k(k)上的独立白噪声；所述v(k)的协方差为(^。12. 根据权利要求11所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，所 述估计值计算单元，具体用于： 生成卡尔曼滤波估计模型；所述卡尔曼滤波估计模型为： 新A-)二句A- -1) +W)的(足-)_ - 0] 其中，如/f)为第k次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差估计值；i〇S：-巧为第k-l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； 其中，/，(幻=/^例[/^知+巧|;/;(7:)二^(4-1)-《：口6似=?1似斗似口1似；所述 PeGO为爲句的估计误差的最小均方误差； 从每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时钟偏差的测量值0k(k)中获取多次时钟偏 差的测量值，并W所述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f^O); 将所述初始值却0)巧应的最小均方误差Pe(O)作为所述Pe化）的初始值； 根据所述初始值各(巧、最小均方误差P。(0)和每次PTP主时钟与PTP从时钟之间的时 钟偏差的测量值0k化)，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如足）。13. 根据权利要求12所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，所 述频率偏移确定单元，具体用于： 根据公式：确定第k次PTP从时钟相对于PTP主时钟的频率偏移fd;其中，如/〇为第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-1次PTP主时钟与PTP从时钟 之间的时钟偏差的估计值；T为连续两次对时的时间间隔。14. 根据权利要求13所述的PTP主时钟与从时钟之间频率同步的装置，其特征在于，所 述频率同步单元，具体用于： 通过公式：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n为 数模转换器件的量化比特数，所述n大于等于12bit。
【专利摘要】本发明提供了一种PTP主时钟与从时钟之间频率同步的方法及装置，涉及频率同步技术领域。方法包括：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。本发明解决了现有技术中PTP主时钟与从时钟之间频率同步不够精确的问题。
【IPC分类】H04L7/00
【公开号】CN105207767
【申请号】CN201510649650
【发明人】高强, 汪洋, 滕玲, 常宁, 姜元昆, 张军, 闫忠平, 马跃, 邢宁哲, 李信, 张辉, 连纪文, 林福国, 周晓东, 刘刚, 周晟, 李舒婷, 陈希, 卢锟, 葛红武, 胡昌军, 汪建华, 冯宝, 李伯中, 李伟华, 夏小萌, 白夫文, 唐佳, 王颖
【申请人】国网冀北电力有限公司信息通信分公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司信息通信分公司, 中国电力科学研究院, 工业和信息化部电信研究院, 南京南瑞集团公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月9日