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时钟相位偏移检测方法、装置、设备、存储介质及产品制造方法及图纸

技术编号:43149558 阅读:4 留言:0更新日期:2024-10-29 17:49
本申请公开了一种时钟相位偏移检测方法、装置、设备、存储介质及产品,涉及工业无线网络技术领域,包括:在从时钟和主时钟进行网络时间同步交互时,获取时间戳数据、噪声数据以及预设采样时间间隔采集的目标时刻的温度数据;根据时间戳数据得到时钟相位偏移观测值;将时钟相位偏移观测值、温度数据、预设采样时间间隔、时间戳数据以及噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值;根据时钟相位偏移观测值和时钟相位偏移预测值进行时钟相位偏移检测,考虑了环境温度对从时钟和主时钟进行时间同步交互时的影响,补偿温度变化对时钟频率偏移的影响,显著提高了时钟相位偏移动态检测的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及工业无线网络,尤其涉及时钟相位偏移检测方法、装置、设备、存储介质及产品


技术介绍

1、时间同步为工业网络中的许多时间关键性应用例如定位、数据融合、协同测量和资源调度等提供了统一的时间基准,是保障工业网络正常运行的基本需求。ieee 1588精确时间协议(ptp)以硬件时间戳为基础,通过连续交换携带精确时间戳的ptp专用同步报文,进而计算从时钟相对于主时钟的时钟相位偏移并校正本地时钟,从而实现对从时钟源计时误差的精确补偿,使分布式网络具有统一的时间基准,并广泛应用于工业网络中。

2、现有的关于ptp精确时间同步的时钟相位偏移跟踪的研究大多假设上下行链路传输时延对称及精确的时间戳信息,采用kalman滤波器或pi控制器作为从时钟的伺服器进行时钟相位偏移的跟踪与校正。实际网络中,主从时钟间通常包含若干中间设备(路由器或交换机)上下行路由不一致,进而导致上下行传输时延的非对称,从而导致时钟相位偏移检测不够准确。


技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种时钟相位偏移检测方法、装置、设备、存储介质及产品,旨在解决时钟相位偏移检测准确性较低的技术问题。

2、为实现上述目的,本申请提出一种时钟相位偏移检测方法,所述时钟相位偏移检测方法包括:

3、在从时钟和主时钟进行网络时间同步交互时,获取时间戳数据、噪声数据以及预设采样时间间隔采集的目标时刻的温度数据;

4、根据所述时间戳数据得到时钟相位偏移观测值;

5、将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值;

6、根据所述时钟相位偏移观测值和所述时钟相位偏移预测值进行时钟相位偏移检测。

7、在一实施例中,所述将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值的步骤包括:

8、根据所述时间戳数据得到时钟频率偏移观测值和非对称时延;

9、获取时钟频率偏移与时钟相位偏移之间的第一对应关系;

10、将所述时钟频率偏移观测值、所述第一对应关系、所述非对称时延、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值。

11、在一实施例中,所述将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值的步骤之前,还包括:

12、采集从时钟和主时钟进行网络时间同步交互时的历史时间戳数据和历史观测噪声数据;

13、根据所述历史时间戳数据建立非对称链路传输时延差值的第一线性差分模型;

14、根据所述历史时间戳数据得到从时钟相对于主时钟的历史时钟相位偏移和历史时钟频率偏移;

15、根据所述历史观测噪声数据、所述第一线性差分模型、所述历史时钟相位偏移以及所述历史时钟频率偏移建立时钟相位偏移观测模型;

16、基于预设温度系数和所述历史时钟频率偏移建立时钟频率偏移温度模型;

17、通过增广卡尔曼滤波策略对所述时钟相位偏移观测模型和所述时钟频率偏移温度模型进行处理,得到增广状态空间模型。

18、在一实施例中,所述通过增广卡尔曼滤波策略对所述时钟相位偏移观测模型和所述时钟频率偏移温度模型进行处理,得到增广状态空间模型的步骤包括:

19、获取历史采样时间间隔、历史高斯驱动噪声数据以及历史高斯白噪声数据;

20、通过所述历史采样时间间隔、所述历史高斯驱动噪声数据对所述时钟相位偏移观测模型和所述时钟频率偏移温度模型进行融合,得到双态时钟模型;

21、根据所述预设温度系数和所述历史高斯白噪声数据构建预设温度系数变化的第二线性差分模型;

22、通过增广卡尔曼滤波策略、所述第一线性差分模型以及所述第二线性差分模型对所述双态时钟模型进行增广,得到增广状态空间模型。

23、在一实施例中,所述通过增广卡尔曼滤波策略、所述第一线性差分模型以及所述第二线性差分模型对所述双态时钟模型进行增广,得到增广状态空间模型的步骤包括:

24、通过增广卡尔曼滤波策略将所述第一线性差分模型中的非对称时延增广至所述双态时钟模型中,得到增广卡尔曼滤波状态空间模型;

25、通过增广卡尔曼滤波策略将所述第二线性差分模型中的预设温度系数增广至所述增广卡尔曼滤波状态空间模型中,得到增广状态空间模型。

26、在一实施例中,所述根据所述时钟相位偏移观测值和所述时钟相位偏移预测值进行时钟相位偏移检测的步骤包括:

27、根据所述时钟相位偏移观测值和所述时钟相位偏移预测值计算先验状态值;

28、根据所述先验状态值计算增广卡尔曼滤波残差值;

29、获取历史先验均方误差;

30、根据所述历史先验均方误差计算当前先验均方误差,并通过所述当前先验均方误差计算卡尔曼增益;

31、根据所述卡尔曼增益、所述当前先验均方误差计算当前后验均方误差;

32、根据所述卡尔曼增益、所述增广卡尔曼滤波残差以及所述先验状态计算后验状态值,并通过所述后验状态值更新所述先验状态值,并返回所述根据所述先验状态值计算增广卡尔曼滤波残差值的步骤;

33、在所述当前后验均方误差的收敛达到预设规则时,得到目标增广卡尔曼滤波残差值,完成时钟相位偏移检测。

34、此外,为实现上述目的,本申请还提出一种时钟相位偏移检测装置,所述时钟相位偏移检测装置包括:

35、获取模块,用于在从时钟和主时钟进行网络时间同步交互时,获取时间戳数据、噪声数据以及预设采样时间间隔采集的目标时刻的温度数据;

36、所述获取模块,还用于根据所述时间戳数据得到时钟相位偏移观测值;

37、输入模块,用于将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值;

38、检测模块,用于根据所述时钟相位偏移观测值和所述时钟相位偏移预测值进行时钟相位偏移检测。

39、此外,为实现上述目的,本申请还提出一种时钟相位偏移检测设备,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序配置为实现如上文所述的时钟相位偏移检测方法的步骤。

40、此外,为实现上述目的,本申请还提出一种存储介质,所述存储介质为计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的时钟相位偏移检测方法的步骤。

41、此外,为实现上述目的,本申请还提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种时钟相位偏移检测方法,其特征在于,所述时钟相位偏移检测方法包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值的步骤包括:

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值的步骤之前,还包括:

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过增广卡尔曼滤波策略对所述时钟相位偏移观测模型和所述时钟频率偏移温度模型进行处理,得到增广状态空间模型的步骤包括:

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过增广卡尔曼滤波策略、所述第一线性差分模型以及所述第二线性差分模型对所述双态时钟模型进行增广,得到增广状态空间模型的步骤包括:

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述时钟相位偏移观测值和所述时钟相位偏移预测值进行时钟相位偏移检测的步骤包括:

7.一种时钟相位偏移检测装置,其特征在于,所述装置包括:

8.一种时钟相位偏移检测设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的时钟相位偏移检测方法的步骤。

9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质为计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的时钟相位偏移检测方法的步骤。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的时钟相位偏移检测方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种时钟相位偏移检测方法,其特征在于,所述时钟相位偏移检测方法包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值的步骤包括:

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述时钟相位偏移观测值、所述温度数据、所述预设采样时间间隔、所述时间戳数据以及所述噪声数据输入至增广状态空间模型中,得到目标时刻的时钟相位偏移预测值的步骤之前,还包括:

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过增广卡尔曼滤波策略对所述时钟相位偏移观测模型和所述时钟频率偏移温度模型进行处理,得到增广状态空间模型的步骤包括:

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过增广卡尔曼滤波策略、所述第一线性差分模型以及所述第二线性差分模型对所述双态时钟模型进行增广,得...

【专利技术属性】
技术研发人员:水天运曹祎宏程杰刘晓江翁沛胡敏陈雅静涂妤雄袁靖张云海尹婧邓烨熊涛翟绍安
申请(专利权)人:中国移动通信集团江西有限公司
类型:发明
国别省市:

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