时钟相位偏移的跟踪方法、装置、设备、介质和产品与流程

本申请涉及时钟同步的，尤其涉及一种时钟相位偏移的跟踪方法、时钟相位偏移的跟踪装置、时钟相位偏移的跟踪设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、时钟同步为网络提供了统一的时间基准，是保障网络正常运行的基本需求。ieee1588中的ptp协议(precision time protocol，精确时间协议)，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。

2、目前，现有的关于ptp精确时间同步的时钟相位偏移跟踪，由于采用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，因此大多假设上下行链路传输时延对称，以及具有精确的时间戳信息。然而，在实际网络中，主从时钟之间通常包含若干中间设备如路由器或交换机，因此上下行路由不一致，进而导致上下行传输时延的非对称。

3、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

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的跟踪方法、时钟相位偏移的跟踪装置、时钟相位偏移的跟踪设备、存储介质和计算机程序产品，旨在解决端到端时延非对称下ptp精确时钟相位偏移的跟踪不可靠的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种时钟相位偏移的跟踪方法，所述的方法包括：

3、构建主时钟与从时钟进行ptp同步交互的时钟相位偏移和时钟频率偏移的双态时钟模型以及观测模型；

4、确定主时钟与从时钟进行ptp同步交互的传输时延，并将所述传输时延增广至所述双态时钟模型以及观测模型；

5、通过对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，对时钟相位偏移进行动态跟踪。

6、在一实施例中，所述通过对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，对时钟相位偏移进行动态跟踪的步骤包括：

7、获取主时钟与从时钟进行ptp同步交互的时间戳，并根据所述时间戳和所述观测模型，得到从时钟相对于主时钟的时钟相位偏移的观测值；

8、通过所述双态时钟模型，预测得到从时钟相对于主时钟的时钟相位偏移的预测值；

9、基于所述观测值和所述预测值，对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，以对时钟相位偏移进行动态跟踪。

10、在一实施例中，所述基于所述观测值和所述预测值，对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波的步骤包括：

11、根据所述观测值与所述预测值，计算得到增广卡尔曼滤波残差；

12、判断所述增广卡尔曼滤波残差是否满足接收准则，其中，接收准则为所述增广卡尔曼滤波残差的残差马氏距离小于或等于预设阈值；

13、根据所述增广卡尔曼滤波残差是否满足接收准则的判断结果，更新所述时钟相位偏移的后验状态估计。

14、在一实施例中，所述根据所述增广卡尔曼滤波残差是否满足接收准则的判断结果，更新所述时钟相位偏移的后验估计值的步骤包括：

15、若所述增广卡尔曼滤波残差满足接收准则，则基于先验状态预测、更新后的卡尔曼增益和所述增广卡尔曼滤波残差，更新所述时钟相位偏移的后验估计值；

16、若所述增广卡尔曼滤波残差不满足接收准则，则将先验状态预测作为所述时钟相位偏移的后验状态估计。

17、在一实施例中，所述根据所述观测值与所述预测值，计算得到增广卡尔曼滤波残差的步骤之后包括：

18、基于前一轮时钟相位偏移跟踪的最小后验估计均方误差，计算得到本轮时钟相位偏移跟踪的最小先验预测均方误差；

19、基于所述最小先验预测均方误差，更新卡尔曼增益；

20、基于所述最小先验预测均方误差和更新后的卡尔曼增益，计算得到本轮时钟相位偏移跟踪的最小后验估计均方误差。

21、在一实施例中，所述根据所述增广卡尔曼滤波残差是否满足接收准则的判断结果，更新所述时钟相位偏移的后验估计值的步骤之后包括：

22、返回所述根据所述观测值与所述预测值，计算得到增广卡尔曼滤波残差的步骤，循环执行下一轮的时钟相位偏移跟踪，直至循环跟踪次数达到预设循环次数。

23、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种时钟相位偏移的跟踪装置，所述装置包括：

24、构建模块，用于构建主时钟与从时钟进行ptp同步交互的时钟相位偏移和时钟频率偏移的双态时钟模型以及观测模型；

25、增广模块，用于确定主时钟与从时钟进行ptp同步交互的传输时延，并将所述传输时延增广至所述双态时钟模型以及观测模型；

26、执行模块，用于通过对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，对时钟相位偏移进行动态跟踪。

27、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种时钟相位偏移的跟踪设备，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的跟踪方法的步骤。

28、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的跟踪方法的步骤。

29、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，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上文所述的时钟相位偏移的跟踪方法的步骤。

30、本申请提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

31、在本申请中，提供一种基于增广卡尔曼滤波的ptp精确时钟相位偏移跟踪方法，考虑到上下行传输时延的非对称性，构建主时钟与从时钟进行ptp同步交互的时钟相位偏移和时钟频率偏移的双态时钟模型以及观测模型，并将主时钟与从时钟进行ptp同步交互的传输时延，增广至双态时钟模型以及观测模型，通过对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，对时钟相位偏移进行动态跟踪。也就是说，充分考虑实际网络中上下行链路传输时延非对称的情况，利用增广卡尔曼滤波对ptp时钟相位偏移进行跟踪，显著降低了非对称时延对时钟偏移估计的精度影响，实现ptp精确时钟相位偏移的可靠跟踪。

技术特征：

1.一种时钟相位偏移的跟踪方法，其特征在于，所述的方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，对时钟相位偏移进行动态跟踪的步骤包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述观测值和所述预测值，对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波的步骤包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述增广卡尔曼滤波残差是否满足接收准则的判断结果，更新所述时钟相位偏移的后验估计值的步骤包括：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述观测值与所述预测值，计算得到增广卡尔曼滤波残差的步骤之后包括：

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述增广卡尔曼滤波残差是否满足接收准则的判断结果，更新所述时钟相位偏移的后验估计值的步骤之后包括：

7.一种时钟相位偏移的跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种时钟相位偏移的跟踪设备，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的跟踪方法的步骤。

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的跟踪方法的步骤。

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的跟踪方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种时钟相位偏移的跟踪方法、装置、设备、介质和产品，涉及时钟同步的技术领域，公开了一种时钟相位偏移的跟踪方法、时钟相位偏移的跟踪装置、时钟相位偏移的跟踪设备、存储介质和计算机程序产品，包括：构建主时钟与从时钟进行PTP同步交互的时钟相位偏移和时钟频率偏移的双态时钟模型以及观测模型，并将主时钟与从时钟进行PTP同步交互的传输时延，增广至双态时钟模型以及观测模型，通过对增广后的双态时钟模型以及观测模型执行增广卡尔曼滤波，对时钟相位偏移进行动态跟踪。实现PTP精确时钟相位偏移的可靠跟踪。技术研发人员：曹祎宏,水天运,程杰,谢鑫,杨方清,刘刚,何光南,郭晓曦,应玮,吴慧君,刘凡,石建华,邵素强受保护的技术使用者：中国移动通信集团江西有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2