專利名稱：在通信網絡里傳輸同步信息的方法
技術領域：
本發明涉及一種在通信網絡里傳輸同步信息的方法以及一種相應的通信網絡。
背景技術：
在多個技術領域里應用通信絡來控制分散的工作過程。尤其 是在工業的自動化設備中，使這些自動的工作過程準確地相互協調 是尤為重要的。這通過以下方法來達到在通信網絡里單個相互通 信的網絡節點都具有內部時鐘，其中傳輸同步信息以使所有內部時 鐘同步。每一個網絡節點的內部時鐘這里用 一個對應的節點時鐘頻 率工作，這頻率對于單個網絡節點來說在一定條件下可能是不同 的。時鐘的同步在一個規定的同步時鐘頻率的基礎上進行，其中根 據同步頻率來傳輸同步信息。這意p未著，以固定的節拍間距或者i兌 脈沖間距(Taktabst紐de )按照同步時鐘頻率來傳輸同步信息。單個 在通信網絡中傳輸的同步信息都包含了同步時鐘的脈沖計數狀態。 每個網絡節點都使這脈沖計數狀態更新，其方法是它估計出在前面 的網絡節點中同步信息的發射和各自網絡節點中同步信息的接收 之間同步時鐘的脈沖數量。這種估計通常按如下進行對于在各自 網纟備節點的同步時鐘頻率和節點時頻率之間的節拍比(也稱為 Rate Compensation factor RCF (比值補償系數))進行估計。用所估計 計出的節拍比則可以把在前面網絡節點中同步信息的接收和在各 自的網絡節點中同步信息的4妄收之間的時間間隔(以節點時鐘頻率 的節拍來測量)換算成同步時鐘頻率的節拍。由此得出的脈沖的數
量然后#:補充加到所*接收的同步信息的節拍里并且又<吏一個相應
更新了的同步信息從對應網絡節點發送出。此處的問題在于同步
時鐘頻率可能出現波動，這將導致對節拍比估計的不準確并因此造 成各個網絡節點中同步時鐘的脈沖計數狀態的錯誤確定。
根據技術背景在工業自動化工程領域里過程現場網絡標準
(Standard Profinet)是眾所周知的，其中是指一種符合工業的要求 的以太網。這種標準按上面所述的原理工作，據此在網絡節點里對 同步信息里的脈沖計數狀態進行更新。基于過程現場網絡的系統為 了4吏網絡節點的內部時鐘同步通常應用了標準IEEE1588，此標準 才要照上述原理-使同步信息的脈沖計lt狀態進4亍更新。按照此標準相 互緊隨著地z使同步信息從一個網絡節點以 一種邏輯次序或者空間 結構傳輸至下一個網絡節點。同步信息來自一個主元件，它是在序 列里或在空間結構(Baustruktur )里的第一個元4牛。同步4言息最初 含有該主元件中 一個同步時鐘的計ft器的時間標志，如果一個同步 信息已經被傳輸了的話。在序列或空間結構里的網絡節點處理這些 信息并將其繼續發送。 一個網絡節點在這里添加了在前面的網絡節 點的一個同步信息的發送和其自身的同步信息的發送之間所有估 計的時間延遲，作為同步信息的內容。
如上所述，在由技術背景中已知的通信網絡中也已證明有問題 的是在改變同步時鐘的同步時鐘頻率時，就在確定網絡節點中的 脈沖計數狀態時出現誤差，這又會導致網絡節點內部時鐘的同步不
準確。
發明內容
因此本發明的任務是i殳計出 一種用于在通信網絡里傳輸同步 信息的方法，用該方法可以實現網絡節點的單個內部時鐘的準確的同步。
該4任務通過獨立4又利要求來解決。本發明的改進"設計方案在/人 屬權利要求中限定。
按照本發明的方法使用在 一個通信網絡中，該網絡包括有多個 相互ii/[言的網全各節點，它們分別包4舌一個內部時4中，該內部時4中以 一個配屬于各自網絡節點的節點時鐘頻率工作，其中同步信息用于 4吏網全備節點的內部時4中時間同步。
在4妄照本發明的方法中取決于一個通過同步時鐘失見定的同步 時鐘頻率使同步信息相互緊隨地從 一 個前面的網絡節點傳輸至下 一個網絡節點，其中同步信息包含有同步時鐘的脈沖計數狀態。每 個網絡節點在規定的時間間隔里基于過去所接收到的同步信息檢
測在同步時4中頻率和其節點時4中頻率之間的節拍比隨時間的變4匕。 各個網絡節點基于才企測到的節拍比隨時間的變化通過一個函凄丈近 似節拍比隨時間的展開，因此在時間和節拍比的情況之間存在有一 種數學關系。各自的網絡節點基于節拍比的以函數近似的隨時間的 展開把一個接收的同步信息的脈沖計數狀態更新為在將同步信息 發送至下 一個網絡節點時的脈沖計l史狀態。
通過4安照本發明的以 一 個函It對節拍比的隨時間的變化的近 A乂在求耳又月永沖計凄t狀態時考慮到了由于同步時^j^頻率和/或節點時 鐘頻率的變化而引起的節拍比的變化。尤其可以用函凄t來預計在發 送同步信息至下一個網絡節點的時刻的節拍比，并因此可以更準確 很多地確定當前的脈沖計數狀態。
在按照本發明方法的一種優選實施形式中同步信息的脈沖計 數狀態的更新這樣地進行，即求出在前面的網絡節點中發送同步信 息和在各自的網絡節點中發送同步信息之間的同步脈沖的數量，其 中應用節拍比的近似的隨時間的展開結合一個^L定的時間延遲以 求出同步脈沖的這個數量，其中時間延遲包括了同步信息從前面的
網絡節點至各自網絡節點的傳輸時間和各自網絡節點中對所接收 的同步4言息的處理時間。
在按照本發明的方法的 一種實施形式中用節拍比的近似的(近 似的)隨時間的展開來求出在前面的網絡節點中在發送出一個同步 信息的時間點的節拍比，其中該節拍比與失見定的時間延遲結合以用 于求出在前面網絡節點中發送同步信息和在各自的網絡節點中發 送同步信息之間的同步月永沖的凄t量。因此在前面網《各節點中發送同 步信息和在各自網絡節點中發送同步信息之間的節拍比被認為是 常凄t。這雖然并不總是符合實際的既有情況，然而由此得出的誤差 是4艮小的。這種方案的優點是可以簡單地計算出在*見定的時間延遲 之內同步脈沖的數量，它尤其是可以通過將被設為常數的節拍比乘 以時間延遲來確定。
在本發明的一種變化方案中通過以下方法可以實現更加準確
地確定在時間延遲之內同步脈沖的數量對節拍比的近似的隨時間 的展開在時間延遲內進4亍積分并應用該積分來求出在前面網絡節 點中發送同步信息和在各自網絡節點中發送同步信息之間的同步 脈沖的數量。在這里積分結果尤其表示出了在時間延遲之內的同步 月永沖的這種tt量。
在按照本發明的方法的另一種變化方案中基于在過去的相互 緊隨的同步信息之間的節拍比的平均值測算出在各自 一個網絡節 點里節拍比隨時間的變4匕。
用于近似于節拍比隨時間的展開的函凄t優選是一種線性函凄史， 也就是說，所求出的節拍比隨時間的變化表現出一種直線斜度。在 一種特別優選的實施形式中直線函數如下，稱之為RCF (t):
RCF (t) = △ m ( t+Tsync/2 ) +p2
其中t是從在一個各自網絡節點前面的網絡節點中發送一個同 步信息起所測得的時間，而且其中T，e是兩個相互緊隨的同步信息 之間的時間間隔。
此外Am是直線4+率，它相當于節拍比的隨時間的變化，這種 變化基于過去接收到的同步信息已經4企測到，而p2是平均的節拍 比，這種節拍比存在于在前面的網絡節點中發送同步信息的時刻兩 個相互緊隨的同步信息之間。
正如從專利申請的詳盡說明中可以得出的那樣，可以用上述的 線性函數RCF (t)來避免在節拍比線性變化時求取脈沖計數狀態 時產生的誤差。
在一定條^f牛下也可以應用一個多項式函凝:^^齊一個線性函凝: 來近似節拍比的隨時間的展開。因此就可以提高在節拍比為非線性 變4匕時的方法的準確寸生。
在按照本發明的方法的另 一種i殳計方案中在通信網絡里的一 個同步元件中產生同步時鐘頻率，其中同步元件可以祐:認為是另一 個網絡節點，該另 一個網絡節點包含同步時鐘并且取決于同步時鐘 頻率將同步信息傳輸至通信網絡的至少另外一個網絡節點上。
在4妄照本發明的方法的 一種特別優選的實施形式中通信網鴻-中的網絡節點:接照過程現場網絡標準(Profmet-Standard )相互通信。 此外該按照本發明的方法優選被應用在一種工業用自動化設備，尤 其是一種生產線的通信網絡里。
除了上面所述的方法之外本發明還涉及一種通信網絡，它具有 多個相互通信的網絡節點，這些節點分別包含一個內部時鐘，該內 部時鐘以一個配屬于各自網絡節點的節點時鐘頻率工作，其中
-耳又決于一個通過同步時鐘確定的同步時鐘頻率，在通信網絡
中相互緊隨地乂人 一 個前面的網絡節點至下 一 個網全各節點傳#r同步 信息，以^吏網絡節點的內部時鐘實現時間同步，其中同步信息包含
了同步時鐘的脈沖計凄t狀態；
-通信網絡里的各自節點如此來設計，從而在通信網絡的運行
中
-各自網絡節點在規定的時間間隔中，基于過去所接收的同步 信息4企測到在同步時鐘頻率和各自的節點時鐘頻率之間的節拍比
隨時間的變4匕；
-各自的網絡節點基于所檢測到的節拍比隨時間的變化， 通過一個函數近似節拍比的隨時間的展開；
-各自的網絡節點基于節拍比的近似的隨時間的展開，使 一個所接收的同步信息的脈沖計凄t狀態更新為在發送同步信息至 下 一個網纟備節點時的月永沖計凄W大態。
通信網絡在這里優選這樣地設計，以至于上面所述方法的每一 種變化方案都可以在通信網絡里實施。
以下根據附圖對發明的實施例進行詳細說明。附圖中所示為
圖1:在一個通^f言網全備中的多個網全各節點的簡圖，在這些節點 之間基于按本發明的方法進行同步信息的傳輸；
圖2:描述出基于按照本發明方法的一種實施形式對節拍比進 行計算和與之聯系的避免誤差的 一種圖表。
具體實施例方式
4安照本發明的方法優選#皮<吏用在一種工業用自動4匕i殳備中，在 該設備中分布的設備部件相互連接起來，用于控制例如在汽車制造 中的生產過程。為此各個部件通過通信網絡無線地和/或連線地相互 連4妄起來。因此這些部件是通信網絡的網絡節點。
在按圖1的實施形式中，示例性地示出作為網絡節點的所謂輔
才幾(Slave )Sl至SN，其中每個輔才幾具有一個相應的內部時鐘Cl, CN。每個這樣的時鐘以一個^L定的輔4幾時鐘頻率fs工作，此頻率 對于不同的輔機來說如果需要可以是不同的。除此之外在圖1所示 的通4言網纟各里i殳有一個所謂主元4牛M,該元件具有一個同步時4中 CM,該時鐘井見定了同步時鐘頻率fm，輔才幾的所有內部時鐘Cl，...， CN應與該頻率fm協調一致。為了達到這一點，由主元件以恒定的， 包括有同步脈沖的規定的脈沖數量的間隔發送同步信息SM。每個 這種同步信息在這里包含了時鐘CM的月永沖計狀態
(Taktzahlzustand ),即在方法進4亍中已經經過的同步月永沖的月永沖。 這種月永沖狀態用每個同步信息SM進4亍傳豐lr。
主元件M和各個網絡節點Sl至SN相互串聯連接，其中同步 信息由主元件M傳輸給節點Sl并由這節點傳輸至節點S2等等， 直至節點SN。為了在各個輔機里實現精確的同步必須使同步信息 SM里的脈沖計數狀態在各個輔機里更新。由此在每個輔機里的時 間延遲是已知的，這種時間延遲在乂人前面的輔機(或者i兌由主元件) 發送一個同步信息直至從各自的輔機至下一個輔才幾發送同步信息 之間是必需要的。這種時間延遲由時間間隔LDi和BDi( i=l, ...，N) 組成，其中這種時間間隔對于每個輔機來說可以是不同的。LDi在 這里是用于將信息乂人前面的輔才幾Si - 1傳#敘至下一個輔才幾Si所必需 的時間間隔(LD =線式延遲(line delay) )。 BDi是在輔才幾Si里用于 加工處理所接收的同步信息直至用于發送同步信息至下一個輔機所必需的處理時間(BD =橋式延遲(bridge delay))。這種延遲時間 在各自的輔機中以按照輔機的時鐘頻率的脈沖來給出。
為了 乂人現在起〗吏一個所接收的同步信息SM的3永沖計凄t狀態更 新，在各自輔機中要估計出在同步時鐘頻率fm和各自的輔機時鐘 頻率fs之間的節拍比。這個節拍比以后也稱為RCF并在這里所述 的實施形式中為fm和fs的比值。估計出的節拍比乘以時間延遲就 得出在重新發送以前就接收的同步信息時的計數脈沖的數量。這個 數量被添加至所接收的同步信息的脈沖計數狀態，并由各自的輔機 發送出一個具有該當前脈沖計數狀態的同步信息。如以下才艮據圖2 所述，按照本發明可以實現節拍比RCF的一種特別準確的近似，因 此在更新同步信息的脈沖計數狀態時誤差就變得4艮小并且因此可 以實現輔才幾內部時鐘的4艮好的同步。內部時鐘的同步的過程在這里 對于專業人員來"i兌是完全已知的，因此就不再詳述了。
圖2是一個圖表，其中表示了一個節拍比RCF的一種可能的 隨時間的變化情況，其中沿著^黃坐標表示一個絕對時間T。此圖在 這里相當于一種場景，在此場景中節拍比RCF首先在一個常凄史值 fm/fs上，最后在一個點t。上升，其中節拍比的增加歸因于主元件M 的頻率fm的增加，例如由于溫度的波動。在圖表2中沿著4黃坐標 還反映出以下的時間點
tM:在主it/f牛M中發送一個同步4言息的時間點；
tsl:由輔機S1向輔機S2發送一個同步信息的時間點；
tS2:由輔機S2向輔機S3發送一個同步4言息的時間點。
除此之外在圖2中還表示出時間間隔Tsync,它相當于在兩個相 互緊隨的同步信息之間的時間間隔。時間間隔Tsyne包括有按照各自
豐翁才幾的局部時4中頻率fs的在兩個同步4言息之間所出J見的時^中月永沖， 其中在這里所述的實施形式中各個輔才幾的時鐘頻率具有相同的值。
在圖2中還示出了時間間隔Dl和D2。 Dl在這里是在主元件中發 送一個同步信息和在輔機中發送該同步信息之間的時間間隔并且 包括有由于同步信息乂人主元件至輔才幾的傳輸而引起的時間延遲 LD1以及由于在輔4幾Sl里對同步信息的處理所引起的時間延遲 BD1 。類似地時間間隔D2是指從輔才幾Sl發送一個同步信息和在輔 機S2中發送一個同步信息之間的時間延遲，其中這種時間間隔同 樣也由由于信息從輔機Sl傳輸至輔機S2引起的時間延遲LD2和 用來在輔才幾S2中處理信息的時間間隔BD2組成。
在4安本發明的方法的這里所述的實施形式中每個輔才幾通過多 個#皮4妾收的同步信息的月永沖計凄t狀態的變化來估計出節拍比RCF 隨時間的變化。輔才幾S1因此求出自時刻to起所形成直線的斜率Am,
除此之外輔機Sl可以通過確定在間隔Tsync的起始和終止時刻由主
元件M所發送出的同步信息的脈沖計數狀態之間的差來求出時刻 為tM時的節拍比。該值在圖1中稱之為RCFO，并且并不相當于在時 刻tM的節拍比的實際值，這是因為在圖2所示實施形式中節拍比連 續地上升。時刻tM的節拍比的實際^直在圖2中稱為RCF0。
類4以于壽ltt才幾S1,輔才幾S2也可以確定時刻t^時的節拍比，這才羊 求出的^直RCF1，也并不相當于在時刻tsl時節拍比的實際^f直RCF1。 因此如果時間間隔Dl或者D2之內的時鐘脈沖的凄t量根據假設恒 定的節拍比的值RCF0，或RCF1 ，來確定的話，那么這樣就會產生一 個誤差，這在圖2中表示為有陰影線的部分。陰影線部分的面積在 這里相當于在時刻tM和ts2之間主元件實際出現的月永沖凄丈量和在々i 設為恒定的節拍比RCFO，或RCF1，的基礎上所求得的脈沖數量的偏 差。
按照陰影部分的誤差在這里分成兩個三角形Tl和T2以及分成 兩個矩形R1和R2。誤差可以按如下進行數學計算
誤 差 = △ m/2 . ( ( LD1+BD1 ) 2+0LD2+BD2)2+aDl+BDl) -Tsync十(LD2+BD2) Tsync)) (1 )
為了彌補這種誤差，按照本發明-使RCF的隨時間的特性;波近 似。這里以失見則的間3巨求出RCF隨時間的變化，其方法是才企測出 RCFO，隨時間的變化并由此計算出Am。在圖2所示實施例中因此 用 一種線性函凄史來近似、RCF的隨時間的變4匕特性，乂人而才企測出隨時 間的變化作為直線斜度△ m。為了求出直線在垂直方向上的偏移量， 考慮到在時刻tM節拍比的實際^直RCFO比在輔才幾Sl中所測定出 的節拍比RCFO，的值高出Am Tsync/2。因此得出以下直線函數RCF (t):
RCF (t) = △ m (t+ Tsync/2 ) +P2 ( 2 )
這里t是從主元件M發射同步信息起所測得，
Am相當于直線殺+率，p2相當于RCFO，的^f直。
通過求出上述的直線函凄t就可預計出在時刻tsl的節拍比RCF 的值，并且通過在時間間隔D1上的相應的積分可以求出4姿照同步 時鐘頻率的精確的脈沖凄t量并4吏同步信息相應地更新。在實踐中如 此來進行積分，,人而<吏得誤差按照上面所述7>式(1)(沒有這些取 決于D2的項)添加至該數值，該數值由初始被輔才幾Sl錯誤地求出 的節拍比RCFO，乘以時間間隔D1而4尋出。類似;也)寸于以下的豐乾才幾 S2和其它緊隨的輔才幾實施該方法，以至于總體上4要照圖2中陰影部 分的"i吳差就不再出現。
圖2只是一種對方法的進行i兌明的描述，其中所反映的節拍比 的變化通常并不相當于所出現的頻率變化。事實上至少三角形Tl 或T2的面積就遠小于矩形Rl或R2的面積。因此在本發明的一種 實施形式中在一定條件下也可能將通過直線函數所算出的值RCFO 在時間tM時假設作為在間隔D1內的常數。同樣也可以用間隔D2 來進行，其中將值RCF1假設為間隔內的常數。脈沖數量則由Dl 或D2的間隔長度乘以值RCFO或RCF1來得出。
此外不必用 一個線性函凄t來進4亍節拍比的隨時間的展開的近 似，而是也可以應用多項式函數，這樣可以實現節拍比的隨時間的 展開的更加準確的估計。
如從上述實施形式得出的那才羊，通過一種適合的函凄t來近似節 拍比的隨時間的展開，就可以在各自輔機里對在發射同步信息的時 刻的節拍比進行預計。按此方式可以有效地彌補誤差，這些誤差在 圖2中表示為陰影部分。因此就可以很準確地確定主元件的脈沖計 數狀態并用同步信息進行傳輸。這就使得輔機的各個內部時鐘實現精確的同步。
權利要求
1. 在通信網絡里傳輸同步信息(SM)的方法，其中通信網絡包括多個相互進行通信的網絡節點(S1，...，SN)，它們分別包括一個內部時鐘(C1，...，CN)，該內部時鐘以一個配屬于各自網絡節點(S1，...，SN)的節點時鐘頻率(fs)工作，其中所述同步信息(SM)用于使網絡節點(S1，...，SN)的內部時鐘(C1，...，CN)時間同步，在該方法中:-取決于一個通過同步時鐘(CM)所規定的同步時鐘頻率(fm)使同步信息(SM)相互緊隨地從一個前面的網絡節點(S1，...，SN)傳輸至下一個網絡節點(S1，...，SN)，其中同步信息(SM)包含有同步時鐘(CM)的脈沖計數狀態；-各個網絡節點在規定的時間間隔里基于過去所接收的同步信息(SM)檢測出同步時鐘頻率(fm)和其節點時鐘頻率(fs)之間的節拍比(RCF)隨時間的變化；-各個網絡節點(S1，...，SN)基于所檢測到的節拍比(RCF)隨時間的變化通過一個函數來近似節拍比(RCF)的隨時間的展開；-各個網絡節點(S1，...，SN)基于節拍比(RCF)的近似的隨時間的展開，將一個接收的同步信息(SM)的脈沖計數狀態更新為在將同步信息(SM)發送至下一個網絡節點(S1，...，SN)時的脈沖計數狀態。
2. 根據權利要求1所述的方法，在該方法中為了更新同步信息(SM)的脈沖計數狀態求出在前面的網絡節點(S1,…，SN) 中發送同步信息(SM)和在各自的網絡節點(S1, SN) 中發送同步信息(SM)之間的同步^K沖的數量，其中應用節 拍比(RCF)的近似的隨時間的展開結合一個規定的時間延遲 (Dl， D2)來求出同步脈沖的這個數量，其中時間延遲(Dl, D2)包括了同步信息(SM)從前面的網絡節點(Sl， ...， SN) 至各自的網絡節點(Sl，…，SN)的傳輸時間(LD1, LD2) 和各自的網絡節點(S1 ， ... ， SN )中對所接收的同步信息(SM ) 的處J里時間(BD1， BD2)。
3. 根據權利要求2所述的方法，在該方法中用節拍比(RCF)的 近似的隨時間的展開求出在前面的網絡節點(Sl， ...， SN) 中發送一個同步信息(SM)的時間點的節拍比(RCF),其中 應用該節拍比(RCF)與規定的時間延遲(Dl, D2)結合以 求取在前面的網絡節點(S1,…，SN)中發送同步信息(SM) 和在各自的網絡節點(S1, ...， SN)中發送同步信息之間的 同步脈沖的數量。
4. 4艮據斥又利要求2所述的方法，在該方法中將節拍比(RCF)的 近似的隨時間的展開在規定的時間延遲(D1, D2 )內進行積 分，應用該積分來求出在前面的網絡節點(Sl， ...， SN)中 發送同步信息(SM)和在各自的網絡節點(S1, SN)中 發送同步信息(SM)之間的同步脈沖的凌t量。
5. 根據上述權利要求之一所述的方法，在該方法中基于在過去的 相互緊隨的同步信息(SM)之間的節拍比(RCF)的平均值 測算出在一個各自網絡節點(Sl，…，SN)中節拍比(RCF) 的隨時間的變4匕。
6. 4艮據上述片又利要求之一所述的方法，在此方法中用來近似節拍 比的隨時間的展開的函數是一種線性函凄t。
7. 根據權利要求6所述的方法，在該方法中線性函數RCF (t) 為下式RCF (t) = △ m ( t+Tsync/2 ) +p2其中t為在一個各自網絡節點(SI, SN)前面的網絡節點(S1， ...， SN)中從發送一個同步信息(SM)起所測 得的時間；其中T，c是兩個相互緊隨的同步信息(SM)之間的時間 間隔；其中Am是直線斜率，它相當于節拍比的隨時間的變化， 該變化基于過去4妄收到的同步信息(SM )已^皮沖企測到；其中p2是平均節拍比，該節拍比存在于在前面的網絡節 點(Sl， ...， SN)中在發送同步4言息(SM)的時間點的兩個 相互緊隨的同步信息(SM)之間。
8. 根據權利要求1至5中之一所述的方法，在該方法中用來近似 節拍比的隨時間的展開的函數是一個多項式函數。
9. 才艮據上述4又利要求之一所述的方法，在該方法中在通信網絡中 的一個同步元件(M)里產生同步時鐘頻率(fm)，其中同步 元件(M)包含同步時鐘(CM)，并且取決于通信網絡中的至 少一個網絡節點(Sl， ...， SN)上的同步時鐘頻率(fm)來 傳輸同步信息(SM)。
10. 才艮據上述片又利要求之一所述的方法，在該方法中通信網絡中的 網絡節點(S1 ， ... ， SN )按照Profmet -標準相互通信。
11. 4艮據上述4又利要求之一所述的方法，其中該方法:故應用于工業 用自動化設備中尤其是生產線中的通信網絡里。
12. 具有多個相互通4言的網絡節點(Sl，…，SN)的通信網纟備， 這些節點分別包含一個內部時鐘(Cl， ...， CN)，該內部時 鐘以一個配屬于各自網絡節點(Sl， ...， SN)的節點時鐘頻 率(fs)工作，其中耳又決于一個通過同步時鐘(CM)所失見定的同步時鐘頻率 (fm )，在通信網全各中相互緊隨地M人一個前面的網絡節點 (Sl,…，SN)至下一個網絡節點(Sl，…，SN)傳輸同步 4言息，以4吏網纟備節點(Sl，…，SN)的內部時4中(Cl，…， CN )實現時間同步，其中同步信息(SM )包含了同步時鐘(CM ) 的月永沖計lt狀態；通信網絡里的各自網絡節點(Sl， ...， SN)如此來設計， /人而在通^f言網纟各的運^f亍中-各自的網絡節點(Sl，…，SN)在^見定的時間間隔里， 基于過去所接收的同步信息(SM );險測在同步時鐘頻率(fm ) 和其節點時4^頻率(fs)之間的節拍比(RCF)隨時間的變4匕；-各自的網絡節點(S1， ...， SN)基于所檢測到的節拍 比(RCF)隨時間的變化，通過一個函凄t近似節拍比(RCF) 的隨時間的展開；-各自的網絡節點(S1，…，SN)基于節拍比(RCF) 的近似的隨時間的展開，使一個所接收的同步信息(SM)的 月永沖計l史狀態更新為在發送該同步信息(SM)至下一個網絡 節點(Sl，…，SN)時的力永沖計^t狀態。
13. 根據權利要求12所述的通信網絡，其中通信網絡如此進行設 計，從而可以在通信網絡里實施才艮據權利要求2至11之一所
全文摘要
本發明涉及在通信網絡里傳輸同步信息的方法，通信網絡包括多個相互通信的網絡節點，其分別包含以配屬于各網絡節點的節點時鐘頻率工作的一內部時鐘。通信網絡里傳輸的同步信息使網絡節點的內部時鐘時間同步且包含同步時鐘的脈沖計數狀態，該同步時鐘以規定的同步時鐘頻率工作。脈沖計數狀態由每個網絡節點來估計并在同步信息中更新。本發明在評估脈沖計數狀態時考慮到同步時鐘頻率的變化。脈沖計數狀態的準確確定借助于同步時鐘頻率和節點時鐘頻率之間的節拍比隨時間的變化通過函數進行，可在發出一新同步信息時預報節拍比且根據預報節拍比求出精確的當前脈沖計數狀態。本發明尤適用在工業自動化設備的通信網絡中，其部件例如按照profinet標準相互連接。
文檔編號H04L7/033GK101383693SQ200810215620
公開日2009年3月11日 申請日期2008年9月8日 優先權日2007年9月7日
發明者京特·施泰因德爾, 弗朗茨-約瑟夫·格茨, 德拉甘·奧布拉多維奇, 那崇寧, 魯克桑德拉·沙伊特爾 申請人:西門子公司