一种时间同步性能监测方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种时间同步性能监测方法、装置及系统，本发明中的设备将所计算的多个时间偏差值和多个延迟值缓存后，计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值是否超过设置的时间偏差抖动变化阈值及计算设定时间段内的延迟抖动变化值是否超过设置的延迟抖动变化阈值，如果其中一个超过，确认该设备的时间同步性能下降。这样，本发明提供的方法、装置及系统就可以直接监测到时间同步网络中各个设备的时间同步性能了。
【专利说明】—种时间同步性能监测方法、装置及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信网络中的时间同步技术，特别涉及一种时间同步性能监测方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]移动通信网络的发展需要同步技术的支持，在移动通信网络中，载波频率的稳定、上下行时隙的对准、可靠高质量的传送、诸如基站的设备之间的切换和漫游等均需要精确的时间同步控制。对于基于时分多址技术或码分多址技术的移动通信网络来说，除了频率同步之外,需要高达微秒级的精确时间同步。
[0003]为了满足移动通信网络中设备高精度的时间同步需求，可以采用在每个基站上设置全球定位系统(GPS)卫星授时模块来解决。除了在基站上设置GPS卫星授时模块来进行时间同步的方式外，还可以在移动通信网络中建立时间同步网络实现时间同步，具体为:在时间同步网络中的上游设备中提供时间源，基于时间传送协议上游设备将时间源传送给各个设备使用，如图1所示，图1为现有技术的时间同步网络的结构示意图。通过这种方式将时间源在上游设备中收敛集中，下游的各个诸如基站的设备从上游设备获取时间，有效减少设置有GPS卫星授时模块的设备数量以及每个设备都设置GPS卫星授权模块的安装难度。图1中所基于的时间传送协议为IEEE1588v2精确时间协议(PTP，Preciss1n TimeProtocol )，精度可以达到亚微秒级别。IEEE1588v2PTP为主从时间式时间同步协议，主设备提供时间源，供从设备，诸如基站进行时间同步。主设备和从设备之间互通时间报文消息，从设备根据主设备提供的时间源校正自身时间。
[0004]具体地，时间同步网络进行时间同步的原理为:主设备和从设备采用诸如同步(Sync)消息、跟踪(Fol low_Up)消息、延迟请求(Delay_Req)消息和延迟响应(Delay_Resp)消息等时间报文消息相互通告精确的时间戳，通过最佳时钟算法(BMC，Best Master ClockAlgorithm)选出最佳时钟源,完成时间同步。
[0005]在这里，从设备为各个要进行时间同步的设备，比如可以为基站，传输设备等等，这里不限定。
[0006]图2为现有技术时间同步网络中的时间同步方法流程图，其具体步骤为:
[0007]步骤201、主设备的图片传输协议(PTP)应用层向从设备发送同步消息，主设备同时记录同步消息离开PTP应用层端口的精确时间tl ；
[0008]步骤202、从设备接收同步消息，记录同步消息接收时间t2，同时上报给从设备的PTP应用层；
[0009]步骤203、主设备的PTP应用层向从设备发送跟踪消息，消息携带同步消息离开PTP应用层端口的精确时间tl ；
[0010]步骤204、从设备接收该跟踪消息后，记录同步消息离PTP应用层端口的精确时间tl ；
[0011]在本步骤后，从设备可以得知同步消息发送的精确时间tl，接收同步时间t2 ；
[0012]步骤205、从设备的PTP应用层发送延迟请求消息给主设备，从设备记录该延迟消息离开PTP应用层端口的时间t3 ；
[0013]步骤206、主设备记录接收该延迟请求消息的时间t4,通过延迟响应消息将接收该延迟请求消息的时间t4发送给从设备。
[0014]经过上述步骤之后，可以得到公式(I)和公式(2):
[0015]主从设备之间的时间差=从设备的时间偏差值+主从设备传输消息延迟值=t2_tl ； 公式(I)
[0016]从主设备之间的时间差=从主设备传输消息延迟值-从设备的时间偏差值=t4-t3公式(2)
[0017]假设主从设备传输消息延迟值与从主设备传输消息延迟值相同，则在从设备上可以得出:从设备的时间偏差值=((t2-tl) - (t4_t3))/2
[0018]延迟值=((t4-t3)+ (t2_tl))/2
[0019]这样，从设备根据从设备的时间偏差值补偿从设备的本地时间，实现从设备和主设备的时间同步。
[0020]采用同步时间网络为设备进行时间同步时，时间同步网络是移动通信业务正常运行的基础，时间同步的性能恶化将直接影响到移动通信业务的运行。为了监管和维护同步时间网络的运行状况，需要进行时间同步性能的监测。
[0021]但是，目前在同步时间网络中，缺乏对时间同步性能的监测方法。由于时间同步网络中的设备没有精确的时间源作为监测参考，所以无法监测到设备进行的同步时间源是否精确，只能通过诸如时间报文消息是否能够正常接收，是否存在时间报文消息的丢包，以及设备中设置的时间同步模块是否正常工作等间接手段确定同步时间网络是否正常运行，但无法具体判断同步时间网络中的各个设备的时间同步性能。
【发明内容】
[0022]有鉴于此，本发明提供一种时间同步性能监测方法，该方法能够直接监测到时间同步网络中各个设备的时间同步性能。
[0023]本发明还提供一种时间同步性能监测装置，该装置能够直接监测到时间同步网络中各个设备的时间同步性能。
[0024]本发明还提供一种时间同步性能监测系统，该系统能够直接监测到时间同步网络中各个设备的时间同步性能。
[0025]为达到上述目的，本发明实施的技术方案具体是这样实现的:
[0026]一种时间同步性能监测方法，该方法包括:
[0027]和主设备进行时间报文消息的交互，根据该消息中携带的时间信息计算时间偏差值和延迟值；
[0028]在缓存时间段内缓存多个时间偏差值和多个延迟值；
[0029]计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值；
[0030]确定时间偏差抖动变化值是否超过设置的时间偏差抖动变化阈值，及确定延迟抖动变化值是否超过设置的延迟抖动变化阈值，如果其中一个超过，确定时间同步性能下降，进行对应的时间偏差抖动变化值过大或/和延迟抖动变化值过大的告警；否则，结束。
[0031 ] 所述设定时间段为监测周期S秒，监测周期S秒小于缓存时间段时间，所述计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值为:
[0032]提取所缓存的S秒内的多个时间偏差值和多个延迟值，数据数量为n，其中η =SXF, F为时间偏差值或延迟值的计算频率；
[0033]时间偏差抖动变化值为:
[0034]
【权利要求】
1.一种时间同步性能监测方法，其特征在于，该方法包括: 和主设备进行时间报文消息的交互，根据该消息中携带的时间信息计算时间偏差值和延迟值； 在缓存时间段内缓存多个时间偏差值和多个延迟值； 计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值； 确定时间偏差抖动变化值是否超过设置的时间偏差抖动变化阈值，及确定延迟抖动变化值是否超过设置的延迟抖动变化阈值，如果其中一个超过，确定时间同步性能下降，进行对应的时间偏差抖动变化值过大或/和延迟抖动变化值过大的告警；否则，结束。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定时间段为监测周期S秒，监测周期S秒小于缓存时间段时间，所述计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值为: 提取所缓存的S秒内的多个时间偏差值和多个延迟值，数据数量为n，其中n = SXF,F为时间偏差值或延迟值的计算频率； 时间偏差抖动变化值为:
延迟抖动变化值为:
其中，κ为s秒内的起始数据号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测周期内的起始数据号根据监测周期S秒的更新而更新。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 确定是时间偏差值的绝对值否超过设置的时间偏差值阈值，如果是，则确定时间同步性能下降，进行时间偏差值过大的告警。
5.一种时间同步性能监测装置，其特征在于，包括:第一子接口处理模块、时间信息处理模块、调整系统时钟模块、第二接口处理模块、数据收集存储模块、时间性能计算分析模块及性能告警模块，其中， 第一子接口处理模块，用于和主设备进行时间报文消息的交互，将所接收的时间报文消息发送； 时间信息处理模块，用于接收时间报文消息，根据该消息中携带的时间信息计算时间偏差值和延迟值，发送给数据收集存储模块，将时间偏差值发送给调整系统时钟模块； 调整系统时钟模块，用于接收时间偏差值后进行自身时间同步后，将自身时间同步信息发送给第二接口处理模块； 第二接口处理模块，用于将自身时间同步信息携带在时间报文消息中发送； 数据收集存储模块，用于缓存时间偏差值和延迟值，在缓存时间段内缓存有多个时间偏差值和延迟值； 时间性能计算分析模块，用于计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值，确定时间偏差抖动变化值是否超过设置的时间偏差抖动变化阈值，及确定延迟抖动变化值是否超过设置的延迟抖动变化阈值，如果其中一个超过，确定时间同步性能下降，发送指示给性能告警模块，否则，结束； 性能告警模块，用于根据指示进行对应的时间偏差抖动变化值过大或/和延迟抖动变化值过大的告警。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括第二子接口处理模块，用于和主设备进行时间报文消息的交互，将所接收的时间报文消息发送； 还包括时间选源模块，用于分别从第一子接口处理模块和第二字接口处理模块接收时间报文消息，选择最优时间报文消息发送给时间信息处理模块。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，时间性能计算分析模块，还用于确定是时间偏差值的绝对值否超过设置的时间偏差值阈值，如果是，则确定时间同步性能下降，发送指示给性能告警模块； 性能告警模块，还用于进行对应的时间偏差值过大的告警。
8.一种时间同步性能监测系统，其特征在于，包括从设备和管理实体，其中， 从设备，用于和主设备进行时间报文消息的交互，根据该消息中携带的时间信息计算时间偏差值和延迟值，发送给管理实体，将时间偏差值进行自身时间同步后，将自身时间同步信息携带在时间报文消息中发送； 管理实体，用于缓存时 间偏差值和延迟值，在缓存时间段内缓存有多个时间偏差值和延迟值，计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值，确定时间偏差抖动变化值是否超过设置的时间偏差抖动变化阈值，及确定延迟抖动变化值是否超过设置的延迟抖动变化阈值，如果其中一个超过，确定时间同步性能下降，进行对应的时间偏差抖动变化值过大或/和延迟抖动变化值过大的告警，否则，结束。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述管理实体还包括: 数据收集存储模块，用于缓存时间偏差值和延迟值，在缓存时间段内缓存有多个时间偏差值和延迟值； 时间性能计算分析模块，用于计算设定时间段内的时间偏差抖动变化值，及计算设定时间段内的延迟抖动变化值，确定时间偏差抖动变化值是否超过设置的时间偏差抖动变化阈值，及确定延迟抖动变化值是否超过设置的延迟抖动变化阈值，如果其中一个超过，确定时间同步性能下降，发送指示给性能告警模块，否则，结束； 性能告警模块，用于根据指示进行对应的时间偏差抖动变化值过大或/和延迟抖动变化值过大的告警。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述管理实体中，时间性能计算分析模块，还用于确定是时间偏差值的绝对值否超过设置的时间偏差值阈值，如果是，则确定时间同步性能下降，发送指示给性能告警模块； 性能告警模块，还用于进行对应的时间偏差值过大的告警。
【文档编号】H04W24/08GK104080115SQ201310103944
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】韩柳燕, 王磊, 李晗 申请人:中国移动通信集团公司