网络同步的系统和方法
【专利摘要】一种将主时钟和从时钟同步的示例性方法包括在主装置和从装置之间传输多个信息包，计算在从装置的多个信息包的第一对之间的第一偏差和在主装置的第一对之间的第二偏差，计算第一偏差和第二偏差之间的比率，向从装置提供从时钟频率校正，使用主装置发动向从装置发送信息包的时间、主装置接收源自从装置的响应的时间、从装置接收信息包的校正的时间和从装置发动发送响应的校正的时间来计算第一信息包行程延迟，基于第一信息包行程延迟计算第一偏移，以及向从装置提供所述第一偏移。
【专利说明】网络同步的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及同步，并更特别涉及用于网络同步的系统和方法。
【背景技术】
[0002]同步时间信息对于分布式系统是重要的。通常，在IEEE1588中描述的精确时间协议(PTP)可以用来同步分布式时钟。PTP的使用具有对本地时钟和网络的非常低的需求，然而为实施PTP，网络上的部件必须经配置(即包括另外硬件和/或固件)利用PTP。
[0003]当网络由IEEE1588感知装置(即边界时钟或透明时钟)构成时，可以用非常简单的时钟伺服算法获得非常高的精度，从而确定速率调整和时间校正。由于仅需要协议测量的简单平均化或过滤，因此复杂处理不是必需的。当网络由非IEEE1588感知的装置构成时，包延迟变化(PDV)通常是显著的。仅简单时钟伺服不提供准确水平的同步。
【发明内容】
[0004]各种实施例为用于网络同步的系统和方法提供。在一些实施例中，将主时钟和从时钟同步的方法包括在具有主时钟的主装置和具有从时钟的从装置之间传输多个信息包，计算在从装置的多个信息包的第一对之间的第一偏差和在主装置的第一对之间的第二偏差，计算第一偏差和第二偏差之间的比率，向从装置提供从时钟的从时钟频率校正从而允许从装置校正从时钟频率，通过使用主装置发动向从装置发送多个信息包中的信息包的时间、主装置接收源自从装置的响应的时间、从装置接收信息包的校正时间和从装置发动发送响应的校正时间，计算第一信息包行程延迟，基于第一信息包行程延迟计算主时钟和从时钟之间的第一偏移，以及向从装置提供第一偏移。
[0005]该方法可以进一步包括计算在从装置的多个信息包的随后一对之间的其他偏差和在主装置的第一对之间的随后偏差，并计算该其他偏差和该随后偏差之间的比率的重复步骤。在一些实施例中，该方法可以进一步包括计算在从装置的多个信息包的第二对之间的第三偏差和在主装置的第二对之间的第四偏差，并计算第三偏差和第四偏差之间的比率。向从装置提供从时钟的从时钟频率校正可以包括如果第一偏差和第二偏差之间的比率近似于第三偏差和第四偏差之间的比率，则向从装置提供从时钟的从时钟频率校正。当比率之间的差小于预定阈值时，第一和第二偏差之间的比率可以近似于第三偏差和第四偏差之间的比率。
[0006]在各种实施例中，该方法可以包括利用多个信息包的子组重复计算随后信息包行程延迟。该方法可以包括确定第一和至少一些随后信息包行程延迟的最小值。该方法可以进一步包括获得相对于第一和随后信息包行程延迟最小值的阈值、将一个或多个随后信息包行程延迟与相对于第一和随后信息包行程延迟最小值的阈值比较、基于该比较计算第二偏移，并基于第一信息包行程延迟提供主时钟和从时钟之间的第二偏移。
[0007]计算在从装置的多个信息包的第一对之间的第一偏差和在主装置的第一对之间的第二偏差，并计算第一偏差和第二偏差之间的比率可以包括Rms= (T22-T21) / (T12-T11),其中Rms是从频率速率(或称为从频率比率，即slave frequency rate), T22是从装置从主装置接收第一对的第二信息包的时间，T21是从装置从主装置接收第一对的第一信息包的时间，T12是主装置传输第二对的第二信息包的时间，以及T11是主装置传输第二对的第一信息包的时间。
[0008]计算在从装置的多个信息包的第二对之间的第三偏差和在主装置的第二对之间的第四偏差，并计算第二偏差和第四偏差之间的比率可以包括Rsm= (T32-T31) / (T42-T41),其中Rsm是逆向从频率速率(或称为逆向从频率比率，即reverse slave frequency rate), T32是从装置传输源自主装置的第三对的第二信息包的时间，T31是从装置传输源自主装置的第三对的第一信息包的时间，T42是主装置接收第二对的第二信息包的时间，以及T41是主装置接收第二对的第一信息包的时间。
[0009]通过使用主装置发动向从装置发送多个信息包中的信息包的时间、主装置接收源自从装置的响应的时间、从装置接收信息包的校正时间以及从装置发动发送响应的校正时
间计算第一信息包行程延迟可以包括
【权利要求】
1.一种将主时钟和从时钟同步的方法，所述方法包括: 在具有所述主时钟的主装置和具有所述从时钟的从装置之间传输多个信息包； 计算在所述从装置接收的所述多个信息包的第一对之间的时间的第一偏差和在所述主装置的所述第一对之间的第二偏差； 计算所述第一偏差和所述第二偏差之间的比率； 向所述从装置提供所述从时钟的从时钟频率校正，从而允许所述从装置校正从时钟频率； 通过使用所述主装置发动向所述从装置发送所述多个信息包中的信息包的时间、所述主装置接收源自所述从装置的响应的时间、所述从装置接收所述信息包的校正的时间和所述从装置发动发送所述响应的校正的时间，计算第一信息包行程延迟； 基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间的第一偏移；以及 向所述从装置提供所述第一偏移。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括计算在所述从装置的所述多个信息包的随后一对之间的其他偏差和在所述主装置的所述第一对之间的随后偏差，并计算所述其他偏差和所述随后偏差之间的比率的重复步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括计算在所述从装置的多个信息包的第二对之间的第三偏差和在所述主装置的所述第二对之间的第四偏差，并计算所述第三偏差和所述第四偏差之间的比率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中向所述从装置提供所述从时钟的所述从时钟频率校正包括如果所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率近似于所述第三偏差和所述第四偏差之间的所述比率，则向所述从装置提供所述从时钟的所述从时钟频率校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述比率之间的差小于预定阈值时，所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率近似于所述第三偏差和所述第四偏差之间的所述比率。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用所述多个信息包的子组重复计算随后信息包行程延迟。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括确定所述第一和至少一些随后信息包行程延迟的最小值。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括获得相对于所述第一和随后信息包行程延迟的所述最小值的阈值、将一个或多个随后信息包行程延迟与相对于所述第一和随后信息包行程延迟的所述最小值的所述阈值比较、基于所述比较计算第二偏移，并基于所述第一信息包行程延迟提供所述主时钟和所述从时钟之间的所述第二偏移。
9.根据权利要求1所述的方法，其中计算在所述从装置的所述多个信息包的所述第一对之间的所述第一偏差和在所述主装置的所述第一对之间的所述第二偏差，并计算所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率包括Rms=(T22-T21)/(T12-T11),其中Rms是从频率速率，T22是所述从装置从所述主装置接收所述第一对的第二信息包的时间，T21是所述从装置从所述主装置接收所述第一对的第一信息包的时间，T12是所述主装置传输所述第二对的所述第二信息包的时间，以及T11是所述主装置传输所述第二对的所述第一信息包的时间。
10.根据权利要求1所述的方法，其中计算在所述从装置的所述多个信息包的第二对之间的所述第三偏差和在所述主装置的所述第二对之间的所述第四偏差，并计算所述第三偏差和所述第四偏差之间的比率包括Rsm= (T32-T31)/(T42-T41),其中Rsm是逆向从频率速率，T32是所述从装置传输源自所述主装置的所述第三对的第二信息包的时间，T31是所述从装置传输源自所述主装置的所述第三对的第一信息包的时间，T42是所述主装置接收所述第二对的所述第二信息包的时间，以及T41是所述主装置接收所述第二对的所述第一信息包的时间。
11.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用所述主装置发动向所述从装置发送所述多个信息包中的信息包的所述时间、所述主装置接收源自所述从装置的所述响应的所述时间、所述从装置接收所述信息包的校正的时间和所述从装置发动发送所述响应的所述校正的时间，计算第一信息包行程延迟包括
12.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间的所述第一偏移即offset包括Offset=T2-T1-RTD,其中T2是所述从装置接收所述信息包的所述时间，T1是所述主装置发动向所述从装置发送所述信息包的所述时间，以及RTD是所述第一信息包行程延迟。
13.原文权利要求13缺失。
14.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间的所述第一偏移即offset包括offset=T3_T4+meanRTD,其中T3是所述从装置发动发送所述响应的所述时间，T4是所述主装置接收源自所述从装置的所述响应的所述时间，以及RTD是所述第一信息包行程延迟。
15.一种用于将主时钟和从时钟同步的系统，所述系统包括: 通信模块，所述通信模块经配置在具有所述主时钟的主装置和具有所述从时钟的从装置之间传输多个信息包； 频率速率模块，所述频率速率模块经配置计算在所述从装置接收的所述多个信息包的第一对之间的基于时间的第一偏差，并计算在所述主装置的所述第一对之间的第二偏差，并计算所述第一偏差和所述第二偏差之间的比率； 速率校正模块，所述速率校正模块经配置向所述从装置提供所述从时钟的从时钟频率校正，从而允许所述从装置校正从时钟频率； 信息包行程延迟模块，所述信息包行程延迟模块经配置通过使用所述主装置发动向所述从装置发送所述多个信息包中的信息包的时间、所述主装置接收源自所述从装置的响应的时间、所述从装置接收所述信息包的校正的时间和所述从装置发动发送所述响应的校正的时间，计算第一信息包行程延迟；以及 时间校正模块，所述时间校正模块经配置基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间的第一偏移，并向所述从装置提供所述第一偏移。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述频率速率模块经进一步配置重复计算在所述从装置的所述多个信息包的随后一对之间的基于时间关联的其他偏差和在所述主装置的所述第一对之间的随后偏差，并计算所述其他偏差和所述随后偏差之间的比率。
17.根据权利要求15所述的系统，其中所述频率速率模块经进一步配置计算在所述从装置的所述多个信息包的第二对之间的基于时间的第三偏差和在所述主装置的所述第二对之间的第四偏差，计算所述第三偏差和所述第四偏差之间的比率。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述速率校正模块经配置向所述从装置提供所述从时钟的所述从时钟频率校正，包括如果所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率近似于所述第三偏差和所述第四偏差之间的所述比率，则所述速率校正模块经配置向所述从装置提供所述从时钟的所述从时钟频率校正。
19.根据权利要求18所述的系统，其中当所述比率之间的差小于预定阈值时，所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率近似于所述第三偏差和所述第四偏差之间的所述比率。
20.根据权利要求15所述的系统，其中所述信息包行程延迟模块经进一步配置利用所述多个信息包的子组重复计算随后信息包行程延迟。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述信息包行程延迟模块经进一步配置确定所述第一和至少一些随后信息包行程延迟的最小值。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述信息包行程延迟模块经进一步配置获得相对于所述第一和随后信息包行程延迟的所述最小值的阈值、将一个或多个随后信息包行程延迟与相对于所述第一和随后信息包行程延迟的所述最小值的所述阈值比较、基于所述比较计算第二偏移，并基于所述第一信息包行程延迟提供所述主时钟和所述从时钟之间的所述第二偏移。
23.根据权利要求 15所述的系统，其中所述频率速率模块经配置计算在所述从装置的所述多个信息包的所述第一对之间的所述第一偏差和在所述主装置的所述第一对之间的所述第二偏差，并计算所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率包括Rms= (T22-T21) /(T12-T11)，其中Rms是所述从频率速率，T22是所述从装置从所述主装置接收所述第一对的第二信息包的时间，T21是所述从装置从所述主装置接收所述第一对的第一信息包的时间，T12是所述主装置传输所述第二对的所述第二信息包的时间，以及T11是所述主装置传输所述第二对的所述第一信息包的时间。
24.根据权利要求15所述的系统，其中所述频率速率模块经配置计算在所述从装置的所述多个信息包的第二对之间的所述第三偏差和在所述主装置的所述第二对之间的所述第四偏差，并计算所述第三偏差和所述第四偏差之间的所述比率包括Rsm= (T32-T31) /(T42-T41)，其中Rsm是逆向从频率速率，T32是所述从装置传输源自所述主装置的所述第三对的第二信息包的时间，T31是所述从装置传输源自所述主装置的所述第三对的第一信息包的时间，T42是所述主装置接收所述第二对的所述第二信息包的时间，以及T41是所述主装置接收所述第二对的所述第一信息包的时间。
25.根据权利要求15所述的系统，其中所述信息包行程延迟模块经配置通过使用所述主装置发动向所述从装置发送所述多个信息包中的所述信息包的所述时间、所述主装置接收源自所述从装置的所述响应的所述时间、所述从装置接收所述信息包的校正的时间和所述从装置发动发送所述响应的所述校正的时间，计算所述第一信息包行程延迟包括RTD = (UMd)M，其中是所述主装置接收源自所述从装置的所述响应的所述
2时间，T1是所述主装置发动向所述从装置发送所述信息包的所述时间，T3是所述从装置发动发送所述响应的所述时间,T2是所述从装置接收所述信息包的所述时间，以及R是所述第一偏差和所述第二偏差之间的所述比率。
26.根据权利要求15所述的系统，其中所述时间校正模块经配置基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间的所述第一偏移即offset包括offSet=T2-T1-RTD,其中T2是所述从装置接收所述信息包的所述时间，T1是所述主装置发动向所述从装置发送所述信息包的所述时间，以及RTD是所述第一信息包行程延迟。
27.根据权利要求15所述的系统，其中所述时间校正模块经配置基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间的所述第一偏移即offset包括0fTSet=T3-T4+meanRTD，其中T3是所述从装置发动发送所述响应的所述时间，T4是所述主装置接收源自所述从装置的所述响应的所述时间，以及RTD是所述第一信息包行程延迟。
28.—种包括可执行指令的计算机可读介质，所述指令可由处理器执行从而执行将主时钟和从时钟同步的方法，所述方法包括: 在具有所述主时钟的主装置和具有所述从时钟的从装置之间传输多个信息包； 计算在所述从装置的所述多个信息包的第一对之间的第一偏差和在所述主装置的所述第一对之间的第二偏差； 计算所述第一偏差和所述第二偏差之间的比率； 向所述从装置提供所述从时钟的从时钟频率校正，从而允许所述从装置校正从时钟频率； 通过使用所述主装置发动向所述从装置发送所述多个信息包中的信息包的时间、所述主装置接收源自所述从装置 的响应的时间、所述从装置接收所述信息包的校正的时间和所述从装置发动发送所述响应的校正的时间，计算第一信息包行程延迟； 基于所述第一信息包行程延迟计算所述主时钟和所述从时钟之间第一偏移；以及 向所述从装置提供所述第一偏移。
【文档编号】G06F1/10GK103814338SQ201280045548
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2011年7月20日
【发明者】J·米海利克 申请人:航空网络公司