時鐘同步系統及其方法和程序的制作方法

專利名稱：時鐘同步系統及其方法和程序的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于經由分組網絡來測量相關設備之間的時鐘同步精度的系統及其 方法和程序。
背景技術：
隨著通過網絡傳送的數據量的增加，使得公共電信運營商強烈要求以低成本實現 高速數據通信網絡。從采用時分復用(TDM)系統的高成本網絡變動到采用網際協議系統 (下文中被稱為“IP系統”)的低成本高效率網絡正在進行之中。在發送節點側處和接收節點側處，在網絡上傳送的一些數據業務都需要準確的時 鐘同步。例如，為了在實時的基礎上交換包括音頻和視頻數據的高質量數據，需要以預定的 時序再生該數據。為此需要穩定的時鐘同步。又如，在移動網絡服務的情況下，需要準確的時鐘同步來實現小區之間無延遲切 換。更特定地，與無線電網絡控制器相關的移動網絡上的每個基站設備都需要50[ppb: 十億分率]的非常高的時鐘同步精度。如果基站設備的時鐘同步精度沒有達到所需要的 50[ppb]的水平，則小區間的切換可能失敗，并且一些數據可能缺失從而劣化通信質量。在這方面，在基于TDM系統的網絡的情況下，接收節點能夠經由傳輸路徑來提取 相應的發送節點的時鐘信息，并且因此能夠在發送節點和接收節點之間實現高精度的時鐘 同步。另一方面，在基于IP系統的IP網絡的情況下，在網絡中異步地傳送數據，使得時間 間隔的波動在到達接收節點處的數據上發生。因此，難以從接收到的數據中提取高精度的 時鐘信息。因此，接收節點需要再生發送側的時鐘。作為如上所述的經由諸如IP網絡的分組網絡來實現高精度的時鐘再生的技術， 已經提出了時間戳系統。以下將通過參考圖1來描述時間戳系統的構成。參考圖1，主節點100和從節點110經由分組網絡130來彼此連接。通過時間戳系 統，作為發送節點操作的主節點100向作為接收節點操作的從節點110發射存儲時間戳的 TS分組(下文中稱作“TS”)。TS分組通過分組網絡130到達從節點110 (參見圖1上部)。當接收到所述TS分 組時，從節點110利用存儲在該TS分組中的TS信息來調整其自己的時鐘，以便于使其與主 節點100的時鐘同步。現在，將通過參考圖1的下部解釋從節點110的構造來更為詳細地 描述時鐘同步的操作。從節點110具有鎖相環(PPL)(下文中并且在附圖中稱作“PPL”)，并且通過PPL 140來計算在由其自己的時鐘所生成的TS和從主節點100接收到的TS之間的差并且根據 該差來調整其自己的時鐘來實現時鐘同步。PLL 140具有五種功能，包括相位比較器141、環路濾波器(LPF:低通濾波 器)142、比例/積分(PI)電路(下文中并且在附圖中稱作“PI控制器”)143、壓控振蕩器 (VCO) 144和計數器145。相位比較器141計算在接收到的TS和由其自己的時鐘生成的TS之間的差。然后將差分信號輸入到LPF 142，在LPF 142處從差分信號中去除抖動和噪聲。將通過LPF 142 平滑的差分信號輸入到PI控制器143。PI控制器143計算控制信號，以供最終將差分信號 收斂為零，并且將該差分信號輸出到VCO 144。VCO 144輸出通過來自PI控制器143的控 制信號確定的頻率的時鐘，使得通過該時鐘來調整從屬側時鐘。此外，計數器145基于調整 的時鐘來生成從屬側TS，并且將其傳遞到相位比較器141。因此，從節點110能夠再生主節點100的時鐘，并且通過如上述的PLL 140的操作 甚至通過分組網絡130來將其本身與主節點100進行同步(例如，參見PTL 1)。{引用列表}{專利文獻}{PTL 1}JP-A-2004-24812
發明內容
{技術問題}獲得最佳的時鐘同步精度的情況是其中在主節點和從節點之間僅存在某個固定的延遲并且時間戳定期到達從節點的情況。然而，因為在分組網絡上不可避免地存在延遲 波動并且在時間戳到達時引入了抖動，所以在分組網絡中不可能找到這樣的情況。為此，非 常難以實現時鐘同步。有兩個主要因素使得如同在從節點側出現抖動一樣。第一個因素是在主節點和從節點之間的時鐘漂移，然而其影響與第二個因素相比是小的。第二個因素是上述的網絡的延遲波動。這對時間戳的到達時間帶來非常大的抖動的提升。注意，延遲波動的原因是正在傳送的分組必須按切換隊列隨機地等待。在這方面，某個程度的抖動可以由PLL的LPF來吸收。然而，當超出容許度的抖動 到達時，LPF無法再吸收抖動，并且劣化了同步精度。圖2示出了當具有大的抖動的分組到達時，時鐘同步精度如何被劣化。因此，一種用于保持時鐘同步精度的可理解的解決方案是在相對于PLL的上游設置分組濾波器，以及采取阻止包含超出容許度(閾值)的抖動的任何時間戳并且僅允許不 高于該容許度(閾值)的時間戳通過的對策，以便于利用其來進行時鐘同步。然而，當時間戳被阻止時，PLL在一段時間內落入不穩定的自運行(self-running) 狀態。一旦PPL落入這樣的自運行狀態，就會出現其時鐘由于溫度漂移和時效而導致波 動的問題。PLL的溫度漂移即使在溫度補償型晶體振蕩器(TCXO)中也非常大，該溫度 補償型晶體振蕩器(TCXO)通過添加溫度補償電路而被設計為保持高度穩定性(高達 3000ppb/°C )。因此，如果時間戳被連續濾波，則這樣的溫度漂移的影響變得明顯，而引起脫 離同步的狀態。因此，實現穩定的時鐘同步是下述問題其中，復雜地涉及了由網絡的延遲波動所造成的溫度漂移的影響和時鐘落入自運行狀態的情形的折衷。非常難以解決這樣的問題。為了解決該折衷問題，有必要掌握由于延遲波動而導致的精度劣化和由于溫度漂移而導致的精度劣化之間的關系，并且導出能夠最小化其影響的條件。除以上所描述的問 題之外，還存在其它問題。如基于IP系統的移動網絡的上述示例，可以根據服務來定義所需要的同步精度。為此，當在主節點和從節點之間控制時鐘同步時，掌握當前同步精度是很重要的。同步精度基于主節點的時鐘和從節點的時鐘之間的差異來進行測量。首先將通過實驗室環境的示例來描述該問題。在如圖19中所示，在實驗室環境中 形成了將主節點100和從節點110連接到測量儀器200的系統。因此，該測量儀器被直接 連接到主節點和從節點，使得該測量儀器能夠獲取其各自的時鐘，并且根據兩個時鐘之間 的差異來測量同步精度。可以在主節點100和從節點110之間連接網絡仿真器，以便于仿 真分組網絡。然而，在主節點和從節點被設置在實際場景上以便于被提供有服務的情況下，該 主節點和從節點通常位于物理上彼此遠離的場所，并且由此難以建立將它們直接連接到測 量儀器的系統。那么，難以測量同步精度。在這樣的情況下，一種測量同步精度的可能方法是使用全球定位系統(GPS)。更特 定地，主節點和從節點接收從GPS傳遞的時間信息，并且將它們自身與GPS進行同步。因此， 從節點能夠使用從作為主方的GPS傳遞的信息，并且根據GPS及其自身之間的差來測量同 步精度。通過該方法，即使主節點和從節點位于物理上彼此遠離的場所，也能夠通過利用作 為公共主方信息的外部GPS上的信息來測量同步精度。另一方面，由于每個節點都需要承 載GPS功能，所以出現了成本增加的問題。此外，還將存在以下問題，即，需要高精度的GPS 來以進一步增加的成本獲得高的同步精度。此外，如果由于節點所處的地點和建筑結構以及周圍環境而導致無線電波無法或 者難以到達節點的任何一個或兩個，則該方法就無法用于測量同步精度。因此，本發明的目標是提供一種使用時鐘同步精度監視器的時鐘同步系統及其方 法和程序，其能夠減小網絡的延遲波動的影響并且抑制自運行狀態中的溫度漂移的影響， 以實現準確的時鐘同步。本發明的另一個目標是提供一種時鐘同步精度測量系統及其方法和程序，其能夠 穩定地以低成本來測量主節點和從節點之間的時鐘同步精度。{對于問題的解決方案}根據本發明，提供了一種從節點，其特征在于接收從主節點發射的分組；通過使 用接收到的分組來再生從節點的時鐘；累積從包含在接收到的分組中的信息獲得的與從節 點的時鐘相關的信息和與通過所述再生所獲得的從節點的時鐘相關的信息；以及根據所累 積的信息進行時鐘同步。此外，根據本發明，提供了一種時鐘同步方法，其特征在于從節點接收從主節點 發射的分組；通過使用接收到的分組來再生從節點的時鐘；累積從包含在接收到的分組中 的信息中所獲得的與從節點的時鐘相關的信息和與通過所述再生所獲得的從節點的時鐘 相關的信息；以及根據所累積的信息來進行時鐘同步。此外，根據本發明，提供了一種時鐘同步程序，其特征在于使得計算機使從節點 接收從主節點發射的分組；通過使用接收到的分組來再生從節點的時鐘；累積從包含在接 收到的分組中的信息中所獲得的與從節點的時鐘相關的信息和與通過所述再生所獲得的 從節點的時鐘相關的信息；以及根據所累積的信息來進行時鐘同步。本發明的有益效果因此，根據本發明，能夠通過監視網絡的延遲波動的影響以及在自運行狀態中的溫度漂移的影響并且導出能夠最小化其影響的濾波器閾值來實現穩定工作的時鐘同步。此外，根據本發明，能夠基于從節點所管理的TS分組的最大發射/接收比特計數 來計算當前的時鐘同步精度。因此，本發明提供了能夠掌握在主節點和從節點之間的當前 同步精度的優點。


{圖1}圖示了基于使用時間戳系統的現有技術的網絡的構造以及從節點構造。{圖2}圖示了基于使用時間戳系統的現有技術的當在網絡上具有大抖動的分組 進入時所出現的時鐘同步精度的劣化。{圖3}圖示了具有分組濾波器并且基于使用時間戳系統的現有技術的網絡的構
造。{圖4}圖示了本發明的第一示例性實施例的基本構造。{圖5}圖示了本發明的第一示例性實施例中每個分組的延遲時間。{圖6}圖示了本發明的第一示例性實施例的分組濾波器301的閾值和時鐘同步精 度之間的關系。{圖7}圖示了本發明的第一示例性實施例中的當從屬側時鐘與主側時鐘準確同 步并且網絡的延遲抖動恒定等于0時的緩沖器303的累積量。{圖8}圖示了本發明的第一示例性實施例中的當從屬側時鐘與主側時鐘準確同 步并且存在延遲抖動時的緩沖器303的累積量。{圖9}圖示了本發明的第一示例性實施例中的當從屬側時鐘不與主側時鐘準確 同步并且存在延遲抖動時的緩沖器303的累積量。{圖10}圖示了本發明的第一示例性實施例的閾值的控制算法。{圖11}圖示了本發明的第一示例性實施例中的用于將閾值收斂為最優值的序 列。{圖12}圖示了用于示出本發明的第一示例性實施例的有效性的仿真模型。{圖13}圖示了與傳統系統的時鐘同步精度相比的本發明的第一示例性實施例的 時鐘同步精度。{圖14}圖示了本發明的第二示例性實施例的構造。{圖15}圖示了用于偽線仿真邊緣到邊緣的構成。{圖16}圖示了本發明的第三示例性實施例的構造。{圖17}圖示了本發明的第三示例性實施例的修改的構成的構造。{圖18}圖示了在通過本發明的該示例性實施例計算的時鐘同步精度和實際同步 精度之間的關系。{圖19}圖示了用于測量在主節點和從節點之間的時鐘同步精度的網絡的示例性 構造。{圖20}圖示了本發明的第四示例性實施例的構造。{圖21}圖示了當從節點的時鐘與主節點的時鐘同步并且分組網絡中不存在抖動 時的第四示例性實施例的分組計數器313的讀數。{圖22}圖示了當從節點的時鐘與主節點的時鐘同步并且分組網絡中存在抖動時的第四示例性實施例的分組計數器313的讀數。{圖23}圖示了當從節點的時鐘不與主節點的時鐘同步并且分組網絡中存在抖動時的第四示例性實施例的分組計數器313的讀數。{圖24}圖示了時間間隔誤差。{圖25}圖示了本發明的第四示例性實施例的基本構造，包括詳細示出的其同步 精度測量部件314的構造。{圖26-1}圖示了當在本發明的第四示例性實施例中采用公式3時的同步精度測 量部件314的處理流程。{圖26-2}圖示了當在本發明第四示例性實施例中采用公式4和公式5時的同步 精度測量部件314的處理流程。{圖27}圖示了當與時間戳系統一起采用分組濾波功能以供時鐘同步控制時的本 發明的第五示例性實施例的從節點的構造。{圖28}圖示了當自適應時鐘系統用于時鐘同步控制時的本發明的第五示例性實 施例的從節點的構造。{圖29}圖示了根據本發明的第五示例性實施例的從節點的應用示例。{圖30}圖示了根據本發明的第四示例性實施例的TS分組的到達時序和分組計數 器530的讀數的相應增大/減小。{圖31}圖示了根據本發明的第六示例性實施例的TS分組的到達時序和分組計數 器530的讀數的相應增大/減小。{圖32-1}圖示了當在本發明的第六示例性實施例中采用公式3時的同步精度測 量部件540的處理流程。{圖32-2}圖示了當在本發明第六示例性實施例中采用公式4和公式5時的同步 精度測量部件540的處理流程。{圖33}圖示了本發明的第七示例性實施例的TS分組的到達時序和減法/加法分 組計數器3430的讀數的相應增大/減小。{圖34}圖示了本發明的第七示例性實施例的從節點的構造，包括詳細示出的其 同步精度測量部件3440的構造。{圖35-1}圖示了當在本發明的第七示例性實施例中采用公式3時的同步精度測 量部件3440的處理流程。{圖35-2}圖示了當在本發明的第七示例性實施例中采用公式4和公式5時的同 步精度測量部件3440的處理流程。{圖36}圖示了根據本發明的第八示例性實施例的TS分組的到達時序和減法/加 法分組計數器3430的讀數的相應增大/減小。{圖37-1}圖示了當在本發明的第八示例性實施例中采用公式3時的同步精度測 量部件3440的處理流程。{圖37-2}圖示了當在本發明的第八示例性實施例中采用公式4和公式5時的同 步精度測量部件3440的處理流程。{圖38}圖示了根據本發明的第九示例性實施例的從節點的構造。{圖39}圖示了本發明的第九示例性實施例的分組計數器控制部件3801的處理流程。{圖40}圖示了本發明的第九示例性實施例的TS分組的到達時序和分組計數器 530的讀數的相應增大/減小。{圖41}圖示了本發明的第九示例性實施例中的TS分組的到 達時序和分組計數器 530的讀數的相應增大/減小。{附圖標記列舉}11、12、100、400 主節點130 分組網絡31、32、110、500、610、710、810、910、1010 從節點40:第一 TDM 設備41:第二 TDM 設備50、51:TDM 網絡111:RTP 封裝112 :UDP/IP/ 以太網封裝113:時鐘部件114 :UDP/IP/ 以太網解封115:RTP 解封116:緩沖器120 TS 分組200 測量儀器141,521,3021 相位比較器142,522,3022 =LPF143、523、3023 :PI 控制器144、524、3024 =VCO145、525、3025 計數器301、315、321 分組濾波器302、316、322、520 =PLL303、317、323 緩沖器304,318,324 精度監視部件305、319、325 閾值控制部件311:RTP 封裝312 :UDP/IP/ 以太網封裝313 :UDP/IP/ 以太網解封314: RTP 解封326、542 同步精度計算部件327、543:顯示部件410 :TS分組生成部件420:TS分組發射部件510 :TS分組接收部件
530:分組計數器540、930 同步精度測量部件541 最大計數器讀數監視部件611 分組濾波器711 參數控制部件811 分組接收部件812:分組緩沖器813:隊列長度監視部件814:時鐘再生部件920 減法/加法分組計數器931 最小計數器讀數監視部件1011 分組計數器控制部件
具體實施例方式現在，以下將通過參考圖示示例性實施例的附圖來描述本發明特征和實施方式。然而，應當理解，下面的附圖和描述僅用于說明本發明的示例性實施例，并且因此 不通過任何方式來限制本發明的范圍。[第一示例性實施例]將通過參考附圖來詳細描述本發明的第一示例性實施例。〈構造〉參見圖4的上部，本發明的第一實施例包括分組網絡20、主節點10和從節點30。〈主節點〉主節點10向從節點30定期地發射具有用于時鐘同步的TS的分組。基于主節點10的時鐘來生成TS。通常針對每個分組使TS的值順序增加1。〈從節點〉從節點30包括分組濾波器301、PLL 302、緩沖器303、精度監視部件304和閾值控 制部件305。從節點30從主節點10接收具有TS的分組。將接收到的分組發送到分組濾波器301和緩沖器303。分組濾波器301檢查分組的 每一個的TS，并且還檢查分組已經接收到的延遲抖動是否處于閾值范圍內。如果超出了閾 值范圍，則丟棄該分組。另一方面，如果延遲抖動在閾值范圍內，則將該TS傳遞到PLL 302。分組濾波器301持續監視到達的分組的延遲時間，以便于了解每個分組的延遲抖 云力(Dvar) ο圖5示出了每個分組的延遲時間。每個分組的延遲時間不僅包括延遲抖動分量 (Dvar)，而且還包括固定延遲分量(Dfix)。因此，需要去除固定延遲分量(Dfix)的影響，以 找出每個分組已經接收到的延遲抖動。更特定地，分組濾波器301監視在預定的時間段(例如，10分鐘)中的分組的延遲 時間，以便于掌握固定的延遲分量(Dfix)，并且使其最小值用于固定延遲分量(Dfix)。在確定了固定延遲分量(Dfix)之后，采用從此后所接收到的每個分組的延遲時間中減去固定延遲分量(Dfix)來確定其延遲抖動(Dvar)的手段。PLL 302包括相位比較器3021、LPF 3022、PI控制器3023、VC03024和計數器 3025。相位比較器3021計算在接收到的TS和計數器3025的輸出信號之間的差分信號， 并且將該差分信號輸出到LPF 3022。
LPF 3022對該差分信號進行平滑并且抑制抖動和噪聲。然后，LPF3022將獲得的 結果輸出到PI控制器3023。PI控制器3023生成將該差分信號最終減小為零的控制信號并且將其輸出到VCO 3024。VCO 3024生成通過控制信號確定的頻率的時鐘并且將其輸出到計數器3025。計數器3025基于該時鐘生成TS并且將其輸出到相位比較器3021。緩沖器303在緩沖器中累積接收到的分組，并且以通過VCO 3024的時鐘確定的速 度來取出緩沖器中所累積的數據。精度監視部件304監視緩沖器的累積量，并且確定在某個時間范圍內的最大值。 然后，該精度監視部件304計算變動濾波器閾值的量和方向，并且將它們輸出到閾值控制 部件305。閾值控制部件305根據接收到的信號來控制分組濾波器301的閾值。用于控制閾 值的控制算法使得閾值被調整，以便于逐漸接近最優值。現在，以下將詳細描述第一示例性實施例的對最優閾值的確定。如以上所指出的，有必要掌握由于網絡的延遲波動而導致的精度劣化和由于自運 行狀態中溫度漂移而導致的精度劣化的折衷關系，并且導出能夠最小化其影響的條件，以 便于實現非常高的時鐘同步精度。首先，圖6示出了在分組濾波器301的閾值和用于描述折衷關系所涉及的時鐘同 步精度之間的關系。例如，圖6示出了當溫度漂移小時的關系。可以通過為分組濾波器301的閾值選 擇小值來抑制網絡的延遲波動的影響。這樣，提高了對分組連續濾波的概率，從而延長其間 PLL 302處于自運行狀態的時間段。然而，只要溫度漂移小，即使延長了自運行狀態的持續 時間，同步精度也不會劣化。因此，當自運行狀態中溫度漂移小時，通過減小分組濾波器301 的閾值以更大程度地對包含抖動的TS進行濾波來改善同步精度。另一方面，圖6還示出了當溫度漂移為中等時的關系。在該情況下，因為如果為分 組濾波器的閾值選擇了過小的值，則由于自運行狀態中溫度漂移而導致的精度劣化變得顯 著，所以有必要為閾值選擇稍大的值，以減小其間PLL 302處于自運行狀態的時間段。圖6進一步示出了當溫度漂移大時的該關系的趨勢。在該情況下，有必要為閾值選擇相當大的值，以將其間PLL 302處于自運行狀態 的時間段減小到約為零，因為否則由于自運行狀態中溫度漂移而導致的精度劣化變得顯
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者O因此，存在最大化時鐘同步精度的用于分組濾波器301的最優閾值。當優化閾值 時，可以最小化由于延遲波動和溫度漂移而導致的精度劣化的影響。換句話說，有必要導出用于分組濾波器301的最優閾值，以便于達到實現高精度時鐘同步的目標。然而，當不知道當前時鐘同步精度時，由于因而沒有控制閾值的方法，所以不可能 找出最優值。在本發明的第一示例性實施例中存在精度監視部件304，以便于監視當前的時鐘同步精度。精度監視部件304不斷地監視緩沖器303的狀態，以便于監視時鐘精度水平。現在，以下將描述本發明的同步精度的檢測的原理。圖7圖示了當從屬側時鐘與主側時鐘準確同步并且網絡的延遲抖動恒定等于0時 的緩沖器303的累積量。在圖7中，水平軸指示經過的時間，并且垂直軸指示緩沖器的累積量。圖8圖示了當從屬側時鐘與主側時鐘準確同步并且存在延遲抖動時的緩沖器303
的累積量。圖9圖示了當從屬側時鐘不與主側時鐘準確同步并且存在延遲抖動時的緩沖器 303的累積量。注意，圖9示出了從屬側時鐘被延遲的實例。如從圖7中看到的，當時鐘是同步的并且沒有任何延遲抖動時，緩沖器以規則的 時間間隔重復增加/減少。緩沖器占用率在分組到達時增大。緩沖器占用率每次增大分組的數據大小。另一方面，緩沖器占用率在以VCO 3024的時鐘速度從存儲在緩沖器中的數據中 導出數據時減小。該減小逐漸進行另一方面，圖8示出了存在抖動的實例。由于分組到達的時間間隔由于延遲抖動 而波動，所以緩沖器占用率增大的時序也進行波動。因此，緩沖器的下限值不保持恒定，而 是在其影響下是隨機的。然而，通過以某個規則時間間隔(例如，每10秒鐘)觀察緩沖器的上限值，應當發 現它們被保持在恒定水平。當不受分組網絡中的延遲抖動影響的分組到達時，達到緩沖器 的上限值。因此，當在長時間跨度上進行觀察時，將發現緩沖器的上限數值被保持在恒定水平。另一方面，圖9示出了時鐘同步狀態不好時(從屬側時鐘相對于主側時鐘被延遲) 的實例。在該實例中，緩沖器的上限值沒有被保持在恒定水平。例如，假設發射側時鐘是 1Mbps，而接收側時鐘是0. 9Mbps。那么，在兩個時鐘之間存在0. IMbps的差異，使得緩沖器 的累積量每1秒增大0. 1Mbps，使得緩沖器上限沒有被保持在恒定水平。根據上述內容，能夠通過監視緩沖器的上限值并且檢測上限值的波動來發現是否 準確地實現了時鐘同步。一旦確定了時鐘同步精度，就不會難以將閾值控制為最優值。以下將參考圖10來概括地描述閾值控制算法。例如，這里假設某個時鐘時刻[n-1]處的閾值是30 μ s，并且通過上述方法來確定 此時的時鐘同步精度。然后，在時鐘時刻[η]處將閾值提高為50 μ s，并且以類似的方式還確定了此時的 時鐘同步精度。
然后，能夠通過比較兩個時鐘同步精度來確定是否應當提高閾值。如果時鐘時刻[η]處的時鐘同步精度較高，則將執行從50 μ s進一步提高閾值的處理。另一方面，如果時鐘時刻[η]處的時鐘同步精度很差，則將執行從30 μ s進一步降低閾值的處理。通過重復上述過程，閾值能夠被收斂到最優值。〈操作〉精度監視部件304以圖11中所示的序列進行操作，以便于執行以下處理。1 :精度監視部件304監視緩沖器303的累積量，并且確定在一時間段中緩沖器的 最大值(步驟S101)(buf f er_max [η])2 精度監視部件304計算緩沖器的最大值與理想值的偏差的絕對值(步驟103)。Deviation [η] = abs (buffer—max [η]-ideal)該理想值可以是過去的最大值的平均值、最后的最大值或者預定的固定值。該步 驟中計算的偏差是示出當前時鐘同步精度的差的程度(inferiority)的數值。3.精度監視部件304將在步驟S103中計算的Deviation^]與上次計算的 Deviation [n-1]進行比較，并且看哪一個較大(步驟S105)。換句話說，精度監視部件304將當前時鐘同步精度與過去的時鐘同步精度進行比較。4.如果過去的同步精度示出較好的值，則精度監視部件304反轉變動濾波器閾值 的方向(步驟S107)。該操作通過反轉sign值來執行。該sign在這里是用于確定變動閾 值的方向的值。5.最后，精度監視部件304向閾值控制部件輸出signXDeviationfc](步驟 S109)。因此，能夠將濾波器閾值變動偏差的量。注意，該偏差(Deviation[η])的絕對值如所指出的示出與時鐘同步精度密切相 關的量，使得當Deviation^]變得等于零時，實現準確的時鐘同步。然后，閾值控制部件305控制分組濾波器301的閾值，以便于使得Deviation^] 等于零，并且因此時鐘同步精度是最好的。閾值控制部件305可以是由PI控制器形成以便于將所述閾值收斂到最優值的系 統。在這樣的情況下，將來自精度監視部件304的輸出數據輸入到作為PI控制器的閾值控 制部件305。然后，針對閾值來生成控制信號，以便于將Deviation [η]最終收斂為0。然后， 閾值控制部件305根據控制信號來控制分組濾波器的閾值。如上所述，能夠通過根據緩沖器的累積量監視當前的同步精度并且根據監視的結 果調整分組濾波器的閾值來確定使時鐘同步精度最大化的最優值作為閾值。由于從節點30的PLL 302的操作與如上述的現有技術的公知TS系統的從節點的 操作完全相同，所以將不在此進行描述。然而，當使分組濾波器305的閾值小時，減小有效分組的數目以延長時鐘同步所 需要的時間。一方面，由于延長了時鐘同步所需要的時間，如上所述，所以時鐘同步系統變 得易于受到溫度漂移的影響，并且因此其操作可能變得不穩定。為了避免該問題，期望閾值控制部件305不僅控制分組濾波器的閾值，而且還控制PLL的時間常數。更特定地，期望執行控制操作，使得當使閾值小時，為LPF的截止頻率 選擇高的值，否則為LPF的截止頻率選擇低的值。圖12圖示了用于示出第一示例性實施例的有效性的仿真模型。均值0和方差5 μ s的正態分布用于分組網絡的延遲抖動。正弦波上的漂移用作 自運行狀態中的漂移。圖13圖示了與傳統系統的時鐘同步精度相比較的第一示例性實施例的時鐘同步精度。在圖13中，X軸指示正弦波上的漂移的幅度，并且Y軸指示時鐘同步精度。如從圖13中看出，如果與傳統系統進行比較，則第一實施例的時鐘同步精度能夠 改善85%。因此，已經證明了該示例性實施例能夠抑制網絡的延遲波動的影響以及自運行狀 態中的時鐘漂移的影響，以實現準確的時鐘同步。〈有益效果〉現在，以下將描述用于執行本發明的第一示例性實施例的優點。因為本發明的第一示例性實施例能夠通過根據緩沖器的累積量的改變來監視當 前時鐘同步精度，并且調整分組濾波器的閾值以便于改善時鐘同步精度，來抑制延遲波動 和時鐘漂移以實現準確的時鐘同步，所以用于執行本發明的第一示例性實施例能夠實現本 發明的目標。[第二示例性實施例]本發明的第二示例性實施例能夠抑制延遲波動和時鐘漂移，以在用于通過分組網 絡來封裝TDM數據并且傳送該TDM數據的網絡構造中的從節點側再生準確的時鐘。該網絡 構造是在RFC4197和RFC4553中正在進行標準化的PWE3 (邊緣到邊緣偽線仿真)的構造。 圖15示意性地圖示了 PWE3。通過PWE3，如圖15的上部所示，在用于在TDM設備之間進行通信的TDM網絡之間 設置主節點和從節點。通過分組網絡來執行在主節點和從節點之間的通信。現在，將參考附圖來詳細描述本發明的第二示例性實施例。〈構造〉參考圖14，本發明的第二示例性實施例包括主節點11、從節點31、第一 TDM設備 40、第二 TDM設備41、分組網絡20、TDM網絡50和TDM網絡51。第一 TDM設備40和第二 TDM設備41通過TDM網絡來發射和接收TDM幀。當從TDM網絡接收到TDM幀時，主節點11和從節點31通過分組報頭來對TDM幀 進行封裝，并且將其發射到分組網絡20。此外，當從分組網絡20接收到分組時，主節點11和從節點31通過分組報頭來對 該分組進行解封裝，并且將其發射到TDM網絡。簡短來說，該網絡構造使得第一 TDM設備40和第二 TDM設備41是終端設備，并且 在它們之間不存在網絡，而分組網絡操作用于中繼和傳送。<主節點>參考圖14，主節點11包括RTP封裝111、UDP/IP/以太網封裝112、時鐘部件113、 UDP/IP/以太網解封裝114、RTP解封裝115和緩沖器116。當從第一 TDM設備接收到TDM幀時，主節點11首先在RTP封裝111處附加RTP報頭。 該RTP報頭包括TS，并且該TS的值由時鐘部件113來控制。然后，主節點11在UDP/IP/以太網封裝112處將UDP/IP/以太網報頭附加到分組， 并且隨后將其送出到分組網絡20。此外，當從分組網絡接收到分組時，主節點11首先在UDP/IP/以太網解封裝114 處去除UDP/IP/以太網報頭。然后，主節點11將從其去除報頭的分組存儲在緩沖器116中，并且吸收網絡的延 遲抖動，同時主節點11還糾正分組的順序。然后，以由時鐘部件113控制的時序來將分組 傳遞到RTP解封裝115。最后，主節點11在RTP解封裝115處去除分組的RTP報頭，并且隨后將其送出到 TDM網絡50。<從節點>參考圖14，從節點31包括RTP封裝311、UDP/IP/以太網封裝312、UDP/IP/以太 網解封裝313、RTP解封裝314、分組濾波器315、PLL 316、緩沖器317、精度監視部件318和 閾值控制部件319。當從分組網絡20接收到分組時，從節點30首先在UDP/IP/以太網解封裝313處 去除UDP/IP/以太網報頭。然后，從節點30將所述分組存儲在緩沖器317中，并且吸收網絡的延遲抖動，同時 從節點30糾正分組的順序。然后，以由PLL 316再生的時鐘所控制的時序來將分組傳遞到 RTP解封裝314。最后，從節點30在RTP解封裝314處去除分組的RTP報頭，并且隨后將其送出到 TDM網絡51。由于從節點31的PLL 316、緩沖器317、精度監視部件318和閾值控制部件319在 構造和操作方面與第一示例性實施例的相同，所以此處將不再對它們進行描述。當從第二 TDM設備41接收到TDM幀時，從節點31首先在RTP封裝311處附加RTP 報頭。RTP報頭包括TS，并且TS的值由PLL 316再生的時鐘來控制。然后，從節點31在 UDP/IP/以太網封裝312處附加UDP/IP/以太網報頭，并且隨后將其送出到分組網絡。< 操作 >現在，以下將描述本發明的第二示例性實施例的操作。本發明的第二示例性實施 例提供了一種方法，該方法通過利用PWE3技術抑制延遲波動和來自RTP報頭的TS的時鐘 漂移來再生準確的時鐘，PWE3技術用于通過分組網絡來封裝TDM數據并且傳送TDM數據。這能夠通過應用具有如上述和圖12中所示的構造的第一示例性實施例的同步系 統來實現。時鐘同步系統的操作與第一示例性實施例的相同，并且因此在此將不進一步描 述。<有益效果> 現在，以下將描述用于執行本發明的第二示例性實施例的優點。因為本發明的第二示例性實施例能夠通過利用用于封裝TDM數據并且通過分組 網絡來傳送TDM數據的PWE3根據緩沖器的累積量的改變計算當前時鐘同步精度，并且通過 調整分組濾波器的閾值以便于改善時鐘同步精度，來抑制延遲波動和時鐘漂移，以實現精確的時鐘同步，所以用于執行本發明的第二示例性實施例能夠實現本發明的目標。{第三示例性實施例}將參考附圖來詳細描述本發明的第三示例性實施例< 構造 >參考圖16，本發明的第三示例性實施例包括主節點12和從節點32以及分組網絡 20。<主節點>由于主節點的構造與第一示例性實施例的完全相同，并且因此將不在此進一步描 述。〈從節點〉參考圖16，除了第一示例性實施例的從節點10的構造之外，從節點32包括同步精 度計算部件326和顯示部件327。同步精度計算部件326從精度監視部件324接收控制信號，并且計算當前的精度 信息。同步精度計算部件326還將計算的同步精度信息傳遞到顯示部件327。顯示部件327是向外部顯示從同步精度計算部件326傳遞的同步精度信息的部 分。由于其余部分的構造與第一示例性實施例的完全相同，并且因此將不在此進一步 描述。< 操作 >現在，以下將詳細描述第三示例性實施例的操作。本發明的第三示例性實施例提供了一種向用戶通知當前的時鐘同步精度的方法。由于除了同步精度計算部件326和顯示部件327的操作之外，該示例性實施例的 操作與第一示例性實施例的操作相同，所以在此不進行進一步描述。參考圖16，同步精度計 算部件從精度監視部件接收控制信號。控制信號是如以上參考圖11針對第一示例性實施例所描述的 signXDeviation[n]。同步精度計算部件基于該偏差的值來計算同步精度。作為計算方法的示例，如果-緩沖器的累積量的最大值的偏差量=Deviation[η][比特]，-使精度監視部件觀察緩沖器的累積量的最大值的時間寬度=T[秒]，-TS分組的比特速率=B [比特/秒]，并且-系數=C,則同步精度計算部件能夠通過以下示出的數學公式來計算時鐘同步精度。[數1]<formula>formula see original document page 20</formula>替選地，能夠基于Telcordia的國際標準所定義的FF0(分數頻率補償)的定義通 過以下示出的數學公式來計算同步精度。[數2]
時鐘同步精度<formula>formula see original document page 21</formula>…(公式2)圖18圖示了以該方式計算的時鐘同步精度(測量的精度)與實際的時鐘同步精 度(基準精度)一致到什么程度。從圖18中，將看出它們在相當程度上彼此一致。同步精 度計算部件326將以該方式計算的時鐘同步精度傳遞到顯示部件327。顯示部件能夠在外部監視器和/或燈上顯示傳遞的時鐘同步精度信息，并且向用 戶通知該時鐘同步精度信息。雖然在構造示例的以上描述中組合了同步精度監視器327和具有閾值控制功能 的閾值控制部件326，但是同步精度監視器327通常在沒有閾值控制部件326的情況下進行 操作。圖17圖示了這樣的情況的構造。同步精度監視器的操作原理與以上所描述的相同， 并且因此將不在此進一步描述。<有益效果>現在，以下將描述用于執行本發明的第三示例性實施例的優點。用于執行本發明的第三示例性實施例基于精度監視部件的數據來計算當前的同 步精度信息，并且在同步精度監視器上顯示該同步精度信息。因此，因為用戶能夠掌握當前 的同步精度，并且同時能夠抑制延遲波動和時鐘漂移來實現準確的時鐘同步，所以能夠實 現本發明的目的。現在，以下將參考附圖來詳細描述用于執行本發明的第四示例性實施例。<構造的解釋>參考圖20的上部，本發明的第四示例性實施例包括主節點400、從節點500和分組 網絡130。此外，主節點400和從節點500包括以下列出的部件。〈主節點〉主節點400包括TS分組生成部件410和TS分組發射部件420。TS分組生成部件410生成TS分組，該TS分組存儲用于時鐘同步的各個TS。TS是 用于在節點之間進行時鐘同步的數值。TS是示出基于主節點400的時鐘所生成的時間信息 的數值。例如，通過將主節點400的時鐘的最小時間單位(例如，125微秒)順序地增加1 所獲得的數值可以用于該TS。TS分組發射部件420接收由TS分組生成部件410生成的TS分組，并且在定期的 基礎上將接收到的TS分組發射到從節點510。<從節點>從節點510包括TS分組接收部件510、PLL 520、分組計數器530和同步精度測量 部件540。TS分組接收部件510通過分組網絡130接收從主節點400傳送的TS分組。將接收TS添加到接收到的TS分組，然后將該接收到的TS分組發送到PLL 312和分組計數器 530。PLL 520包括相位比較器521、LPF 522、PI控制器523、VC0 524和計數器525。下 文中將描述分組計數器530和同步精度測量部件540的內部構造。相位比較器521計算在存儲在從TS分組接收部件510接收的TS分組中的接收 TS和由計數器525生成的TS(下文中稱作“計數器TS”)的差分信號，并且將其輸出到LPF522。LPF 522對該差分信號進行平滑并且抑制抖動和噪聲。然后，LPF522將獲得的結 果輸出到PI控制器523。PI控制器523生成最終將平滑的差分信號減小為零的控制信號，并且將其輸出到 VCO 524。
VCO 524生成由從PI控制器523輸入的控制信號確定的頻率的時鐘，并且將其輸 出到計數器525。計數器525基于從VCO 524輸入的時鐘來生成計數器TS，并且將其傳送到相位比 較器521。分組計數器530在每次從TS分組接收部件510接收到TS分組時都使計數器讀數 值增加預定的增量。同時，分組計數器530根據VC0524確定的頻率來使計數器讀數值減少。 替選地，分組計數器530可以是分組緩沖器。在分組緩沖器的情況下，當分組計數器530從 TS分組接收部件510接收TS分組時，該分組計數器530在緩沖器中累積分組，并且同時根 據VCO 524所確定的頻率來輸出累積的分組。同步精度測量部件540監視分組計數器530的計數器讀數值，并且測量在某個時 間段(時間間隔)中的計數器讀數值的最大值。然后，同步精度測量部件540基于最大值 來測量時鐘同步精度。〈操作的解釋〉<同步精度計算方法的解釋>在描述該示例性實施例的操作之前，以下將解釋該示例性實施例的同步精度計算 方法。如以上的構造部分中所描述的，PLL 312的每個部件都基于在存儲在從主節點 400接收到的TS分組中的TS值和根據從節點510本身的時鐘所產生的TS值的差來用于對 主節點400的時鐘和從節點510的時鐘進行同步。同步精度測量部件540在時鐘同步控制 期間測量當前的同步精度。現在，以下將描述同步精度測量部件540的同步精度測量方法。該示例性實施例的同步精度測量方法采用下面的關于在時鐘同步的狀態和計數 器讀數值之間的關系的原理。圖21圖示了當從屬側時鐘與主側時鐘準確同步并且網絡中恒定不存在抖動時的 分組計數器530的計數器讀數值。在水平軸的方向上示出經過的時間，并且在垂直軸的方 向上示出計數器讀數值。圖22圖示了當時鐘在主從之間準確同步并且網絡中存在抖動時的計數器讀數 值。如圖21中，在水平軸的方向上示出經過的時間，并且在垂直軸的方向上示出計數器讀數值。此外，圖23圖示了當時鐘在主從之間不同步并且分組網絡中存在抖動時的計數 器讀數值。如圖21中，在水平軸的方向上示出經過的時間，并且在垂直軸的方向上示出計 數器讀數值。注意，圖23示出了作為時鐘在主從之間不同步的示例的從屬側時鐘被延遲的 情況。現在，以下將詳細描述以上附圖。如圖21中所示，當時鐘在主從之間同步并且在網絡中不存在抖動時，計數器讀數值的最大值保持為恒定數值。當TS分組到達分組計數器530時，計數器讀數值被增加了預定值。另一方面，根據VCO 524的速度來減少計數器讀數值。在該實例中，VCO 524的減少速率使得以分組到 達的間隔來減小分組的計數器讀數值。由于主時鐘和從時鐘是同步的，所以以作為分組到 達的間隔的規則時間間隔來重復地增加和減少計數器讀數值，并且增加計數器讀數值時所 觀察到的最大值保持為恒定水平。圖22示出了時鐘在主從之間同步并且在網絡中存在抖動的情況。當由于抖動而導致分組到達被延遲時，計數器讀數值的減少量根據延遲而被提高，以使得計數器讀數值 的下限數值降低。因此，分組到達時的計數器讀數值可能低于其它計數器讀數值。然而，當 不受抖動影響的分組到達時，計數器讀數值達到適當水平。假設不受抖動影響的分組以某 個時間間隔(例如，10秒)到達，則計數器讀數值的最大值將保持為恒定值。概括來說，如 果網絡中存在抖動，并且以某個時間間隔(其間不受抖動影響的至少一個分組將可靠地到 達的時間段)來監視計數器讀數的最大值，則它們將在主從同步時保持為恒定水平。現在，圖23示出了時鐘在主從之間不同步的情況(從屬側時鐘相對于主側時鐘被 延遲的情況)。如圖22的實例中，當分組到達在抖動的影響下被延遲時，分組到達時的計數 器讀數值在某些點沒有達到最大值。然而，當不受抖動影響的分組到達時，分組到達時的計 數器讀數值達到最大值。與圖22的不同之處在于，計數器讀數值的最大值隨時間間隔而波 動。在所圖示的實例中，從屬側時鐘相對于主側時鐘被延遲。換句話說，計數器讀數值由于 分組計數器的減少速率低于其增加速率而拖延。因此，計數器讀數的最大值隨時間間隔而 波動(在該實例中增加)。從以上三種情況看出，可以通過監視計數器讀數的最大值并且觀看最大值隨時間間隔的波動來找出時鐘在主從之間是否同步。換句話說，當計數器讀數的最大值保持為恒 定水平時，時鐘是同步的，而在最大值波動時，時鐘是不同步的。那么，當最大值波動時，能 夠基于偏差量來計算時鐘時間的同步精度。以下將描述基于偏差量來計算同步精度的方 法。出于本發明的目的，以下將示出基于計數器讀數的最大值的偏差量來計算同步精度的兩種方法作為示例。〈第一計算方法〉時鐘同步精度通常被認為是“偏差的時鐘數目相對于時鐘總數目的比率”。例如， 如果在10~9個時鐘的時間間隔期間出現了 1個時鐘的偏差，則時鐘同步精度將為1/10~9 =10"-9 = Ippb0這將被應用于上述的計數器讀數的最大值的偏差量，以建立某個時間間隔中“偏 差的數據量相對于處理的數據總量的比率”的概念。當-計數器讀數的最大值的偏差量=Deviation[比特]，-間隔=T[秒]，并且-TS分組比特速率=B[比特]時，通過以下示出的公式來確定時鐘同步精度(FFO)。[數3]
時鐘同步精度=Deviation/B.T...(公式3)<第二計算方法>該第二計算方法是基于由Telcordia GR1244定義的公式來計算時鐘同步精度的 方法。GR1244對于時鐘同步精度FFO采用下面的參數。-x[i]時間間隔誤差(TIE)(單位納秒)-間隔(單位秒)-N 用于確定FFO的間隔樣本的數目(間隔數目)。然后，GRl244通過以下示出的公式來定義時鐘同步精度(FFO)。[數4]<formula>formula see original document page 24</formula>(公式4)通過該公式，根據N個間隔中的TIE的值來計算時鐘同步精度FF0。這里所使用的 TIE是在如圖24所示的間隔中到達的每個分組的相位偏差的值。圖24示出了在從屬側處 業務的理想狀態(與主方同步的狀態)下引出(pull out)分組的時序(上部)以及實際 上引出分組的時序(下部)。在該實例中，實際上引出分組的時序比理想狀態延遲了每分 組0. 1的大小。間隔中出現了多少時序的偏差由x[i] = TIE來表達。在圖24的實例中， 在每個間隔中為0.4。由于從節點無法知道理想狀態下的時序，所以出于本發明的目的，根據計數器讀 數的最大值的偏差量來確定TIE的值。計數器讀數的最大值的偏差量被認為是作為在間隔 中到達的分組的相位變動的結果而出現的偏差的比特數目。通過使偏差量除以TS的比特 速率來確定對于偏差的比特數目所需要的延遲量，該值為TIE( = x[i]){數 5}x[i]=deviation[i]/B…(公式 5)可以通過將TIE代入上述GR1244的公式4中的x[i]來計算時鐘同步精度(FFO)。因此，能夠基于計數器讀數的最大值的偏差量通過以上兩種方法的任何一個來計 算同步精度。〈節點操作的解釋〉以下將描述從節點的操作。除用于計算FFO的公式有所不同之外，節點操作對于 使用第一計算方法的情況和使用第二計算方法的情況之間的大部分而言是共同的。因此， 將共同地描述兩種情況，而僅單獨地描述不同的部分。圖25圖示了從節點510的構造，包括分組計數器530的構造和詳細示出的同步精 度測量部件540的構造。分組計數器530具有計數器，并且如上所述，每當分組計數器530從TS分組接收 部件510接收到TS分組就使計數器讀數值增加預定值。同時，分組計數器530根據VCO 524 所確定的頻率來減少計數器讀數值。同步精度測量部件540包括最大計數器讀數監視部件541、同步精度計算部件542 和顯示部件543。
圖26-1和圖26-2示出了同步精度測量部件540的處理流程。將通過參考圖25、 圖26-1和圖26-2來描述同步精度測量部件540的操作。首先，將通過參考圖26_1來描述 采用第一計算方法的情況。 首先，最大計數器讀數監視部件541監視分組計數器530的計數器讀數值。然后， 最大計數器讀數監視部件541確定間隔t中的計數器讀數的最大值C0imter_Max[t](步驟 S201)。然后，在確定了最大計數器讀數值C0Unter_MaX[t]之后，最大計數器讀數監視部 件541計算最大計數器讀數值C0imter_Max[t]和基準計數器讀數值Coimter_Ref之間的 差量或Deviation [t](步驟S202)。以下示出了此時采用的數學公式。Deviation [t] = Counter_Max[t]-Counter_Ref差量或Deviationtt]是以上描述中所涉及的最大計數器讀數值的偏差量。 Coimtei^Ref是在開始測量時的計數器讀數值、預定的計數器讀數值或二者。隨后，在確定了 Deviationtt]之后，最大計數器讀數監視部件541向同步精度計 算部件 542 通知 Deviation [t](步驟 S203)。然后，同步精度計算部件542將接收到的Deviationtt]的值代入公式3，并且計算 時鐘同步精度FFO (步驟S204)。計算時鐘同步精度FFO的同步精度計算部件542向顯示部件543通知計算的結果 (步驟 S205)。最后，顯示部件543通常通過外部監視器向用戶顯示時鐘同步精度FFO的計算結 果(步驟S206)。現在，將通過參考圖26-2來描述采用第二計算方法的情況。與采用第一計算方法 的上述情況的不同之處在于，用步驟S204’來替代步驟S204。在步驟S204’中，如果接收到的Deviationtt]的值的數目等于用于通過上述公式 4計算FFO所需要的樣本的數目，則同步精度計算部件542通過公式4來計算時鐘同步精度 FFO0其它步驟的操作與采用計算方法1的情況相同。<有益效果>如上所述，根據本發明，基于逐個間隔來管理分組計數器的最大值，該分組計數器 的最大值用于管理從節點處的TS分組的到達狀態和輸出狀態，以使得能夠基于最大值的 偏差量來計算當前的時鐘同步精度。那么，因此，本發明提供了在提供服務的同時使得能夠 掌握在主節點和從節點之間的當前的時鐘同步精度的優點。特定地，由于本發明使得能夠通過從節點處的處理來測量精度，所以使得本發明 能夠適用于實際上正在運行的網絡。在主節點和從節點位于物理上彼此遠離的場所的實際 場景上難以測量同步精度的問題能夠得以解決。此外，由于能夠根據通過監視從節點處的 計數器讀數值所獲得的信息來計算精度，所以沒有必要提供諸如GPS的特定系統。因此，因 為本發明在用于安裝設備的場所方面不受用于提供服務的特定約束的限制，所以可以以低 成本并且穩定地實現根據本發明的系統。 <第五示例性實施例>現在，將通過參考附圖來詳細描述用于執行本發明的另一個示例性實施例。針對 第四示例性實施例的使用時間戳系統的方法被描述為在主節點和從節點之間同步時鐘的方法。將針對該示例性實施例來描述使用某個其它時鐘同步方法的情況。<第一示例><構造的解釋>作為該示例性實施例的第一示例，以下額外地采用分組濾波器特征的實例將被描述為將時間戳系統應用于時鐘同步方法的示例。當將本發明的第五示例性實施例的整體構造與第四示例性實施例的構造進行比 較時，用具有如圖27中所示的構造的從節點610來替代從節點510。主節點的特定構造與 第一示例性實施例的類似。<從節點>除圖20中所示的從節點510的構造之外，從節點610還具有分組濾波器611。分組濾波器611根據從TS分組接收部件510接收到的TS分組的TS來計算分組 受其影響的抖動。然后，分組濾波器611根據計算的抖動的大小來選擇要傳送到PLL 521 的TS分組。更特定地，提前定義了根據其來確定要傳送的對象的閾值，并且將其抖動沒有 達到該閾值的TS分組發送到PLL 521，而丟棄其抖動超出該閾值的TS分組。該構造提供了 將抖動的影響減小到PLL 521所執行的時鐘同步的控制的效果。PLL 521的組成部件及其構造與第一示例性實施例的相同。參考圖27，以下將描述從節點的操作，該從節點的操作用于在對時間戳系統額外 采用分組濾波器特征時，確定時鐘同步精度。TS分組接收部件510經由分組網絡130來接收從主節點400傳送的TS分組。然 后將接收到的TS分組發送到分組濾波器611和分組計數器部件530。分組濾波器611根據TS分組的TS來計算接收到的分組受其影響的抖動，并且在 該抖動沒有達到閾值時將該TS分組發送到PLL 312，而在該抖動超出該閾值時丟棄該TS分 組。與第四示例性實施例類似，相位比較器521計算接收到的TS與由計數器525生成的TS 之間的差分信號，然后將該差分信號輸出到LPF 522。LPF 522對該差分信號進行平滑，并 且將其結果輸出到PI控制器523。PI控制器523生成最終將平滑的差分信號減小為零的控制信號，并且將該控制信 號輸出到VCO 524，該VCO 524生成通過輸入的控制信號確定的頻率的時鐘，并且將其輸出 到計數器525。計數器525基于該時鐘來生成TS，并且將其輸出到相位比較器521。在生成的TS 和接收到的TS之間的差隨著重復反饋過程而接近零，使得從節點610的時鐘通過主節點 400的時鐘來進行同步。因此，由于分組濾波器1001對具有大抖動的TS分組進行濾波，所 以預期減小抖動的影響以提高同步精度的優點。從節點610的同步精度測量部件540具有與第四示例性實施例的圖25類似的構 造，并且包括最大計數器讀數監視部件541、同步精度計算部件543和顯示部件543。將再次參考圖26-1和圖26-2來描述第五示例性實施例的同步精度測量部件540 的操作。最大計數器讀數監視部件541監視分組計數器530的計數器讀數值。然后，最大 計數器讀數監視部件541確定在間隔t中的計數器讀數的最大值C0imter_Max[t]。當最大 計數器讀數監視部件541確定了最大計數器讀數值C0imter_Max[t]時，計算該間隔中的在最大計數器讀數值和基準計數器讀數值Coimter_Ref之間的差量或Deviationtt]。在通過 Deviation [t] = Counter_Max [t] -Counter_Ref 確定了該差量或 Deviation[t]之后，最大計數器讀數監視部件541向同步精度計算部件542通知 Deviation[t] 0同步精度計算部件542基于接收到的Deviation[t]的值通過上述公式3、 公式4或公式5來計算時鐘同步精度FF0。在計算時鐘同步精度FFO之后，同步精度計算部 件542向顯示部件543通知該結果。顯示部件543通常經由外部監視器向用戶顯示該結果 或時鐘同步精度FF0。如上所述，當對時間戳系統額外采用分組濾波器特征作為時鐘同步方法時，同步精度測量部件540基于逐個間隔來管理TS分組的到達狀態和輸出狀態，以使得能夠基于最 大值的偏差量來計算當前的時鐘同步精度。那么，因此，本發明提供了在提供服務的同時使 得用戶能夠掌握在主節點和從節點之間的當前的時鐘同步精度的優點。除此之外，可能存在監視當前的時鐘同步精度的同時沒有獲得為同步精度所需要 的值的情況。在這樣的情況下，可以對時鐘同步控制采取措施，以通過利用同步精度信息來 改善同步精度。在圖28中所示的從節點610中，將參數控制部件711添加到以上通過參考圖27 描述的從節點710的構造。參數控制部件711通過基于由同步精度計算部件542計算的當 前的時鐘同步精度來調整分組濾波器611的濾波器閾值和/或調整PLL 520的LPF 522和 PI控制部件523的參數來改善同步精度。<第二示例><構造的解釋>作為第五示例性實施例的修改的示例，以下將描述下述實例，該實例采用在NPL 1 中描述的并且越來越流行的自適應時鐘方法作為時鐘同步方法。如果與第四示例性實施例進行比較，則用具有如圖29中所示的構造的從節點810 來替代從節點510。<從節點>如果與圖20的從節點510的構造進行比較，則從節點810包括替代PLL 520的分 組緩沖器812、隊列長度監視部件813和時鐘再生部件814。此外，用分組接收部件811來 替代TS分組接收部件510。分組接收部件811接收從主節點400發送的分組，并且將其傳送到分組緩沖器812 和分組計數器530。由于從主節點400發送的分組不是TS分組，所以用分組接收部件811 來替代TS分組接收部件510。由于從主節點400發送的分組不是TS分組，所以假設以規則 的間隔來發送相同大小的分組。分組緩沖器812存儲從分組接收部件811發送的分組，并且以由時鐘再生部件814 指示的速率來輸出分組。隊列長度監視部件813監視分組緩沖器812的累積量。然后，隊列長度監視部件 813向時鐘再生部件814通知緩沖器的累積量和緩沖器的基準值的大小關系。時鐘再生部件814調整時鐘的頻率，以便于使得緩沖器的累積量等于緩沖器基準值。當分組計數器530從分組接收部件811接收到分組時，分組計數器530使計數器讀數值增加預定值。與此同時，分組計數器530根據由時鐘再生部件814確定的頻率來減 少計數器讀數值。如在第四示例性實施例中，同步精度測量部件540監視分組計數器530的計數器 讀數值，并且觀察在某個時間段(間隔)中的計數器讀數的最大值。然后，分組計數器530 基于該最大值來測量時鐘同步精度。〈操作的解釋〉參考圖29，將描述當將自適應時鐘方法用作時鐘同步方法時的用于確定時鐘同步 精度的從節點的操作。當接收到分組時，分組接收部件811將該分組傳送到分組緩沖器812和分組計數 器 530。隊列長度監視部件813監視存儲接收到的分組的分組緩沖器812的累 積量。隊列 長度監視部件813確定該緩沖器的累積量等于、大于還是小于該緩沖器的基準值，并且將 所確定的結果通知給時鐘再生部件814。隊列長度監視部件813可以基于某個時間點處的 累積量、或者基于某個時間段中的平均值來進行確定。時鐘再生部件814控制讀出的時鐘f2，以便于使得分組緩沖器812的累積量保持 為基準值。換句話說，當該緩沖器的累積量等于基準值時，再生時鐘f2被認為是與主節點 400的時鐘fl同步的。因此，當緩沖器的累積量等于基準值時，再生時鐘f2保持為先前的 狀態。當緩沖器的累積量小于基準值時確定f2 > Π，并且調整時鐘f2的頻率以便于變得 較低。相反地，當緩沖器的累積量大于基準值時確定f2 < Π，并且調整時鐘f2的頻率以便 于變得較高。通過分組緩沖器812、隊列長度監視部件813和時鐘再生部件814的上述操作來執 行對主節點400的時鐘和從節點810的時鐘進行同步的處理。另一方面，同步精度測量部 件540測量當前的時鐘同步精度。同步精度測量部件540具有與圖25中所示的第四示例性實施例類似的構造，并且 包括最大計數器讀數監視部件541、同步精度計算部件542和顯示部件543。當分組接收部件811向分組計數器530通知了分組的接收時，如第四示例性實施 例的情況，分組計數器530使計數器讀數值增加預定值。與此同時，分組計數器530根據時 鐘再生部件814所確定的頻率來減少計數器讀數值。響應于分組計數器530的操作，同步精度測量部件540通過與第四示例性實施例 的相應處理類似的處理來測量時鐘同步精度。以下將再次參考圖26-1和圖26-2來描述第五示例性實施例的同步精度測量部件 540的操作。最大計數器讀數監視部件541監視分組計數器530的計數器讀數值。然后，最大 計數器讀數監視部件541確定在間隔t中的計數器讀數的最大值C0Unter_MaX[t]。當最大 計數器讀數監視部件541確定了最大計數器讀數值Coimter_Max [t]時，最大計數器讀數監 視部件541計算在該間隔中的最大計數器讀數值和基準計數器讀數值Coimter_Ref之間的 差量或 Deviation [t]。在通過 Deviation [t] = Counter_Max [t] -Counter_Ref 確定了該差量或 Deviation [t]之后，最大計數器讀數監視部件541向同步精度計算部件542通知Deviation[t]0同步精度計算部件542基于接收到的Deviation[t]的值通過上述公式3、 公式4或公式5來計算時鐘同步精度FF0。在計算時鐘同步精度FFO之后，同步精度計算部 件542向顯示部件543通知該結果。顯示部件543經由例如外部監視器向用戶顯示該結果 或時鐘同步精度FF0。如上所述，當將自適應時鐘方法用作時鐘同步方法時，同步精度測量部件540基 于逐個間隔來對管理來自分組接收部件811的分組的到達狀態和輸出狀態的分組計數器 530的讀數的最大值進行管理，以使得能夠基于最大值的偏差量來計算當前的時鐘同步精 度。那么，因此，本發明提供了在提供服務的同時使得用戶能夠掌握在主節點和從節點之間 的當前時鐘同步精度的優點。如可以從該示例性實施例的上述兩個示例中看出的，根據本發明提議的時鐘同步 精度測量方法不取決于時鐘同步方法，并且能夠在從主節點向從節點定期發射相同大小的 分組的條件下進行操作。與第四示例性實施例類似，與時鐘同步控制處理并行地將分組定 期地輸入到分組計數器530，并且同步精度測量部件540基于逐個間隔來管理分組計數器 讀數的最大值，并且基于最大值的偏差量來計算時鐘同步精度。特定地，由于能夠通過從節 點處的處理來實現該測量，所以該示例性實施例提供了能夠在實際上以低成本穩定運行的網絡中測量時鐘同步精度的優點。[第六示例性實施例]將參考附圖來詳細描述用于執行本發明的另一個示例性實施例。當計算同步精度 時，第四示例性實施例和第五示例性實施例監視如圖20中所示的從節點500所具有的分組 計數器530的計數器讀數的最大值，并且根據該最大值的偏差量來計算同步精度。在該示 例性實施例中，將描述使用監視最大值的不同方法的同步精度計算方法。首先，將通過參考圖30來重新描述當TS分組120到達時的第四示例性實施例的 分組計數器530的狀態以及如何相應地增加和減少計數器讀數值。圖30與圖23相對應， 并且額外地圖示了 TS分組120的到達時序。注意，在下面描述中并且也在相關附圖中，“P” 用作用于標識TS分組的標記。此外，“C”用作用于按時序標識計數器讀數值的標記。而且， “L”用作用于標識指示計數器讀數值、最大值和最小值的行進的直線的標記。在圖30中，圖30中示出了圖示響應于TS分組PlO至P20的到達而改變的計數器 讀數值的行進的直線Li，以及當分組到達時所觀察到的計數器讀數值ClO至C20。此外，還 示出了指示在計數器讀數值ClO至C20的各個間隔中的最大計數器讀數值的直線L3。由 于分組網絡的特性而導致延遲被隨機地添加到TS分組。在該實例中，假設沒有向TS分組 P10、P11、P15、P17、P19和P20添加延遲，而向TS分組P12、P13、P16和P18添加了延遲。在 圖30中，在水平軸的方向上示出了經過的時間，并且在垂直軸的方向上示出了計數器讀數 值。如上所述，在第四示例性實施例中，分組計數器530在每次接收到TS分組120時 就使計數器讀數值增加預定的值。與此同時，分組計數器530根據VCO 524所確定的頻率來 減少計數器讀數值。通過觀察如何利用圖30來詳細處理計數器讀數值，將會發現計數器讀 數值ClO至C20是在添加用于分組到達的增量之后所觀察到的那些。那么，在各個分組到 達時通過參考計數器讀數值ClO至C20來監視每個間隔中的最大計數器讀數值。例如，在 間隔X中，計數器讀數值ClO和Cll的值被定義為最大計數器讀數值，該計數器讀數值ClO和Cll的值是各個分組到達時的計數器讀數值ClO至C14中的最大值。類似地，在間隔X+1中，計數器讀數值C17、C19和C20的值被定義為最大計數器讀數值，該計數器讀數值C17、 C19和C20是在各個分組到達時的計數器讀數值C15至C20中的最大值。該示例性實施例中作為在各個分組到達時的計數器讀數值進行參考的值與由涉 及以上參考圖30所描述的第四示例性實施例的方法的計數器讀數值所參考作為計數器讀 數值的那些數值有所不同。這將在以下參考圖31來進行描述。圖31中所示的到達的TS分組PlO至P20以及到達的時序與圖30所示的相同。雖 然如圖30中所示，在第四示例性實施例中在添加預定增量之后獲得到達時的計數器讀數 值ClO至C20，但是在該示例性實施例中在添加預定增量之前獲得到達時的計數器讀數C30 至C40。因此，由于在添加預定增量之前獲得了到達時的計數器讀數值C30至C40，所以最 大計數器讀數值L4也被選擇為計數器讀數C30至C40中的最大值。最大計數器讀數值L4 是在添加預定增量之前所獲得的用于參考的到達時的計數器讀數值C30至C40的最大值， 并且并不指示圖示計數器讀數值行進的Ll中的最大值。如前所述，當分組到達時由分組計數器530針對每個分組添加恒定的增量。因此， 如果將通過添加增量所獲得的值用作在第四示例性實施例中的作為到達時的計數器讀數 值來參考的值，改變為將添加增量之前所獲得的值用作為該示例性實施例中的作為到達時 的計數器讀數值的值來參考的值，則最終結果為通過針對分組減去減量來獲得后者的到達 時的計數器讀數值，并且因此從每個間隔中的最大值偏差量的觀點來看，二者是相等的。因此，在每個間隔中監視添加增量之前所獲得的到達時的計數器讀數的最大值， 并且根據第六示例性實施例中的最大值的偏差量來確定同步精度。如果改變了監視最大計數器讀數值的方法，則每個間隔中的最大值的偏差量與第 四示例性實施例的相同。因此，在確定每個間隔中的最大計數器讀數值方面，節點500的操 作與第四示例性實施例的操作不同。另一方面，在根據每個間隔中的最大值的偏差量來確 定同步精度方面，從節點500的操作與第四示例性實施例的操作相同。更特定地，在該示例性實施例中，僅用步驟S301來替代以上參考圖26描述的第四 示例性實施例的同步精度測量部件540的處理流程的步驟S201，并且所有的后續步驟都相 同。如在圖32-1和圖32-2中的步驟S201，步驟S301中的處理操作為，最大計數器讀數監 視部件541監視分組計數器530的計數器讀數值。特定地，最大計數器讀數監視部件541 在計數器讀數值升高和降低的情況下監視在針對分組添加增量之前的讀數值，并且確定在 間隔t中的針對分組添加增量之前的最大值C0imter_Max[t](步驟S301)。所有的后續步 驟S202至S206的處理操作都與圖26的相同。〈有益效果〉如上所述，根據本發明，在計數器讀數值升高和降低的情況下，在從節點處監視在 針對分組添加增量之前的分組計數器的計數器讀數值，并且管理每個間隔中的計數器讀數 的最大值，以使得能夠基于最大值的偏差量來計算當前的時鐘同步精度。如果與以上針對 第四示例性實施例所描述的方法進行比較，則針對該示例性實施例所描述的監視最大計數 器讀數值的方法是使得根據第四示例性實施例中所獲得的相應的最大值來通過針對分組 減去減量來獲得最大值，使得每個間隔中的最大值的偏差量與第四示例性實施例中確定的 偏差量相同。因此，對于兩個示例性實施例而言，基于最大值的偏差量來確定的同步精度是相同的。因此，本發明提供了在提供服務的同時使得能夠掌握主節點和從節點之間的當前 時鐘同步精度的優點。[第七示例性實施例]將參考附圖來詳細描述用于執行本發明的又另一個示例性實施例。當在第四示例 性實施例和第六示例性實施例中計算同步精度時，如圖25中所示的從節點500處的分組計 數器530執行下述操作“在每次從TS分組接收部件150接收到TS分組時都使計數器讀數 值增加預定值，并且同時根據VCO 524所確定的頻率來減少計數器讀數值”。然后，分組計 數器530監視在第四示例性實施例中的在添加增量之后的計數器讀數的最大值，以及在第 六示例性實施例中的在添加增量之前的計數器讀數的最大值，并且根據其偏差量來計算同 步精度。該示例性實施例的分組計數器530的操作與第四示例性實施例的操作和第六示例 性實施例的操作不同。以下將描述該示例性實施例的同步精度計算方法。
用第七示例性實施例中的減法/加法分組計數器920來替代第四示例性實施例中 的分組計數器530和第六示例性實施例中的分組計數器530。作為改變的結果，減法/加法 分組計數器920的操作變為使得“在每次接收到分組時都從計數器讀數值中減去預定值， 并且通常根據VCO 524的速度通過加法來增加計數器讀數值”。該示例性實施例的圖33與第六示例性實施例的圖31相對應。計數器讀數值的行 進L5示出了減法/加法分組計數器920的計數器讀數值如何上升和下降。到達的TS分組 PlO至P20及其到達時序與圖31中的相同。在該示例性實施例中，分組到達時的計數器讀 數值以這樣的方式來進行處理，即，在減去計數器減量之后獲得到達時的計數器讀數值C50 至 C60。在第四至第六示例性實施例中，計數器讀數值示出了在分組無延遲到達時的最大 值，以及在對其添加了延遲的分組到達時所觀察到的計數器讀數值示出了從最大值減小的 值。另一方面，在第七示例性實施例中，通過改變以上方法來獲得針對減法/加法分組計數 器920的計數器讀數值的加法/減法方法。因此，在分組無延遲到達時所觀察到的計數器 讀數值是最小計數器讀數值L6。通過根據延遲量增大最小計數器讀數值L6來獲得對其添 加了延遲的分組到達時的計數器讀數值C50至C60。最小計數器讀數值L6的改變與為描 述第四示例性實施例的操作所參考的圖23中所示的相反，并且與以上為第六示例性實施 例描述的最大計數器讀數值L3和L4的改變相反。換句話說，當從節點500的速度慢時，圖 Cll的最大計數器讀數值L3和L4以及圖23的最大計數器讀數值逐漸增大，而圖33的最小 計數器讀數L6值逐漸降低。雖然在計數器讀數值的上升和下降運動方面，減法/加法分組計數器920的操作 與分組計數器530的操作相反，但是每個間隔中的減法/加法分組計數器920的最小值的 偏差量與相應的分組計數器530的最大值的偏差量相同。然而，由于偏差量的符號從正反 轉為負或者反之亦然，所以在該方面上需要進行處理。下文中將在以下通過參考圖35-1和 圖35-2所給出的處理流程的描述中來描述該處理。如上所述，該示例性實施例的操作在偏 差量方面與第四示例性實施例和第六示例性實施例的操作相同。因此，該示例性實施例的 同步精度水平與第四示例性實施例和第六示例性實施例的同步精度水平相同。現在，以下將描述該示例性實施例的構造。由于分組計數器的操作不同，所以將圖 25中所示的從節點500的構造改變為圖34中所示的從節點910的構造。更特定地，用加法/減法分組計數器920來替代分組計數器530，同時用精度測量部件930來替代同步精度測 量部件540，而用最小計數器讀數監視部件931來替代最大計數器讀數監視部件541。將從節點的操作從第四示例性實施例的操作改變為該示例性實施例的操作，在第 四示例性實施例中在每個間隔中執行確定最大計數器讀數值的處理，在該實施例中在每個 間隔中執行確定最小計數器讀數值的處理。然而，該實施例中的用于根據偏差量來確定同 步精度的所有后續操作都與第四示例性實施例中的相同。圖35-1和圖35-2示出了同步精度測量部件930的處理流程。在步驟S301中，最小計數器讀數監視部件931監視減法/加法分組計數器920的 計數器讀數值。更特定地，最小計數器讀數監視部件931特定地監視在計數器讀數值上升 和下降的情況下針對分組減去減量之后所獲得的值，并且確定在間隔t中針對分組減去減 量之后所獲得的值中的最小值Coimter_Min[t](步驟S301)。然后，在確定了最小計數器讀數值Coimter_Min[t]之后，最小計數器讀數監視部 件931計算在最小計數器讀數值Coimter_Min[t]和基準計數器讀數值Coimter_Ref之間 的差量或Deviation [t](步驟S302)。以下示出了此時所采用的數學公式。Deviation[t] = Counter_Ref-Counter_Min[t]該差量或Deviationtt]是在以上描述中所涉及的最小計數器讀數值的偏差量。 Counter_Ref是在開始測量時的計數器讀數值或者預定的計數器讀數值。因為在分組計數 器530和減法/加法分組計數器920之間偏差量的符號從正反轉為負或者反之亦然，所以 以上的公式部分地不同于前述的公式。隨后，在確定了 Deviationtt]之后，最小計數器讀數監視部件931向同步精度計 算部件 542 通知 Deviation [t](步驟 S303)。步驟S204以及其后的處理操作與圖26-1和圖26-2中所示的第四示例性實施例 的相同。<有益效果>如上所述，根據本發明，從節點的分組計數器以這樣的方式進行操作，S卩，當分組 到達時針對分組減去減量，并且另一方面，通常根據VCO 524的速度通過加法來增加計數 器讀數值。然后，在此之后，特定地監視在計數器讀數值上升和下降的情況下在針對到達的 分組減去減量之后所獲得的數值，并且管理在每個間隔中的監視的值的最小值，使得能夠 基于所述最小值的偏差量來計算當前的時鐘同步精度。在計數器讀數值的上升和下降運動 方面，以上針對該示例性實施例描述的監視最小計數器讀數值的方法與以上針對第四示例 性實施例描述的方法相反，每個間隔中的最小值的偏差量與由第四示例性實施例確定的相 應的最大值的偏差量相同。因此，基于該最小值的偏差量來確定的同步精度水平保持相同。 那么，因此，該示例性實施例提供了在提供服務的同時使得能夠掌握主節點和從節點之間 的當前的時鐘同步精度的優點。[第八示例性實施例]將通過參考附圖來詳細描述用于執行本發明的又另一個示例性實施例。當在第七 示例性實施例中計算同步精度時，監視如圖34中所示的從節點910的減法/加法分組計數 器920的計數器讀數的最小值，并且根據其偏差量來計算同步精度。如以下將要描述的，用 通過改變監視最小值的方法所獲得的方法來獲得該示例性實施例的同步精度計算方法。
針對該示例性實施例，以上通過參考圖33所描述的第七示例性實施例的涉及計數器讀數值的方法以這樣的方式來改變，即，不同的值作為到達時的計數器讀數值來進行 參考。這將在以下將通過參考圖36來描述。在圖36中，到達的TS分組PlO至P20及其到達時序與圖33中的相同。雖然對如 圖33所示的第七示例性實施例而言，通過在到達時減去計數器減量來獲得計數器讀數值 C50至C60，但是對于該示例性實施例而言，計數器讀數值C70至C80在到達時減去計數器 減量之前或不減去該計數器減量來獲得。由于C70至C80在到達時減去計數器減量之前或 不減去該計數器減量作為計數器讀數值來獲得，所以最小計數器讀數值L8是到達時的計 數器讀數值中的最小值(注意，最小計數器讀數值L8是要參考的在到達時減去計數器減量 之前或者不減去該計數器減量的計數器讀數的最小值，并且不指示說明計數器讀數值行進 的L8的最小值)。如以上已經描述的，在減法/加法分組計數器920的操作中，在分組到達時針對分 組減去的減量是恒定的。因此，如果要參考的計數器讀數值以這樣的方式進行改變，即，針 對該示例性實施例采用在減去減量之前或者不減去減量的分組到達時的計數器讀數值來 代替針對第七示例性實施例的在減去減量之后的到達時的計數器讀數值，則最終結果僅僅 是到達時的計數器讀數值變動了分組的減量，并且每個間隔中的最小值的偏差量的值保持 相同。為此，在每個間隔中監視在減去減量之前或不減去減量的到達時的計數器讀數的 最小值，并且根據該最小值的偏差量來確定同步精度。如果改變了監視最小計數器讀數值的方法，則每個間隔中的最小值的偏差量的值 與第七示例性實施例中的相同。因此，僅在確定每個間隔中的最小計數器讀數值方面改變 了從節點910的操作，并且用于根據每個間隔中的最小值的偏差量來確定同步精度的所有 其余部分的操作都與第七示例性實施例中的相同。更特定地，關于以上通過參考圖35-1和圖35-2描述的第七示例性實施例的同步 精度測量部件930的處理流程，用圖37-1和圖37-2中的步驟S401來替代圖35_1和圖35_2 中的步驟S301的處理操作。所有的后續操作都與圖35-1和35-2中所示的相同。作為處理操作，如圖37-1和圖37-2的步驟S401中所示，最小值計數值器讀數監 視部件931監視減法/加法分組計數器920的計數器讀數值。該最小值計數值器讀數監 視部件931特定地監視在計數器讀數值上升和下降的情況下在針對分組減去減量之前所 獲得的值，并且確定在間隔t中針對分組減去減量之前所獲得的值中的最小值Counter Min [t](步驟S401)。所有的后續步驟或步驟S302至S306的處理操作都與與圖35_1和圖 35-2中所示的相同。<有益效果>如上所述，根據本發明，從節點的分組計數器以這樣的方式進行操作，即，特定地 監視在計數器讀數值上升和下降的情況下在針對分組減去減量之前或不減去減量所獲得 的值，并且管理每個間隔中的監視的值的最小值，使得能夠基于最小值的偏差量來計算當 前的時鐘同步精度。當將以上針對該示例性實施例所描述的監視最小計數器讀數值的方法 與針對第七示例性實施例所描述的方法進行比較時，所獲取的最小值等于第七示例性實施 例所獲得的最小值加上分組的減量，使得每個間隔中的最小值的偏差量與在第七示例性實施例中所確定的相同。因此，基于最小值的偏差量所確定的同步精度水平保持相同。那么， 因此，該示例性實施例提供了在提供服務的同時使得能夠掌握主節點和從節點之間的當前 的時鐘同步精度的優點。[第九示例性實施例]
將參考附圖來詳細描述用于執行本發明的又另一個示例性實施例。在該示例性實 施例中，當在分組網絡130中丟棄TS分組120時，同步精度計算方法將考慮對丟棄的響應。 這將在以下進行描述。當在分組網絡130中丟棄了預計到達的TS分組120時，出現了計數器讀數值被減 少了分組的值的問題。為了處理該問題，利用存儲在TS分組120中的TS數值。如以上已經描述的，TS提 供了用于實現節點之間的時鐘同步的數值。TS提供了表示基于主節點400的時鐘所生成的 時間信息。因此，在主節點400在某個時鐘時刻發射的TS分組120中所存儲的TS和主節 點400下一次發射的TS分組中所存儲的TS之間的差示出了傳輸間隔。注意，假設主節點 400以規則的間隔發射TS分組120。因此，由主節點400發射的兩個連續TS分組120之間 的差示出了恒定值(該恒定值在此例如由“T”來表示)。當沒有分組被丟棄時，其每一個都 在相應TS分組120到達時被存儲的連續TS的值的所有的差都等于T。另一方面，例如，在 分組網絡130中丟棄分組時，到達間隔就會加倍，使得該差變得等于2T，以證明TS分組被丟 棄。簡短來說，能夠通過計算由從節點500接收到的TS分組120的TS的值與也由從節點 500接收到的緊接著的前一 TS分組120的TS的值的差來確定分組是否被丟棄。為了執行這樣的處理，該示例性實施例的從節點500具有如圖38中所示的構造， 其中添加了分組計數器控制部件1011。因此，將該示例性實施例的從節點表達為從節點 1010。圖39圖示了分組計數器控制部件1011的處理流程。當分組計數器控制部件1011從TS分組接收部件510接收到TS分組時，分組計數 器控制部件1011提取要存儲的接收TS值TSm(t)并且保存該值(步驟S501)。當分組計數器控制部件1011提取接收TS值時，該分組計數器控制部件1011計算 在該次接收到的TS分組120的接收TS值TSm(t)和上次接收到的TS分組120的接收TS 值TSm (t-Ι)之間的差Δ (步驟S502)。然后，分組計數器控制部件1011計算數X，數X是通過該差Δ除以與到達間隔相 對應的TS值Τ來獲得的值(步驟S503)。然后，分組計數器控制部件1011使分組計數器530的計數器讀數值增加XX預定 的數(步驟S504)。通過以下處理流程，當沒有分組被丟棄時，使計數器讀數值增加以與之前一樣的 預定的數，而當分組被丟棄時，使計數器讀數值增加以XX預定的數。作為該處理的結果， 在沒有變動的情況下來適當地保持計數器讀數值的水平。圖40和41圖示了下述情況，在該情況中，在如針對以上參考圖30所描述的第四 示例性實施例的計數器讀數值上升和下降的情況下分組被丟棄。以下將描述在該情況下執 行以上針對該示例性實施例所描述的處理時所獲得的數值的示例。在如圖30所示的分組到達的情況下，丟棄TS分組Ρ13、Ρ18和Ρ19。假設與TS分組到達的間隔相對應的TS值為T = 1000。圖41圖示了存儲在TS分組P10至P20中的接收TS值TSm(t)，在接收到的TS分 組的接收TS值和緊接著的前一接收到的TS分組的接收TS值之間的差△，以及通過該差 A除以與分組到達的間隔相對應的TS值(T = 1000)所獲得的數值X。對于其緊接著的前一 TS分組沒有被丟棄的TS分組(例如，TS分組P11或P12)而 言，A = 1000，并且X= 1000/1000 = 1。因此，如前添加預定的計數器讀數值。另一方面，由于TS分組P 13被丟棄，所以對于作為緊接著的后一分組到達的TS 分組P 14而言，接收TS:TSm(t) = 14000，并且因此與緊接著的前一到達的分組的接收TS: TSm(t-l) = 12000 之間的差為 A = 14000-12000 = 2000。因此，X = 2000/1000 = 2，并 且由此將添加用于兩個分組的加倍的增量。類似地，TS分組P18和P19被丟棄。因此，對于緊接于其后到達的TS分組P20 而言，接收TS:TSm(t) = 20000，并且與緊接著的前一到達的分組的接收TS:TSm(t-l)= 17000之間的差為A = 20000-17000 = 3000。因此，X = 3000/1000 = 3，并且因此將添加
用于三個分組的三倍的增量。以該方式，能夠通過根據緊隨丟棄的分組之后到達的分組的接收TS來檢測一個 或多于一個的丟棄的分組，并且添加TS值以便于包括所丟棄的分組，來適當保持計數器讀 數值的水平。因此，即使丟棄了一個或多于一個的分組，也能夠如前來計算時鐘同步精度。以上通過在第四示例性實施例中丟棄了分組的示例描述了在第九示例性實施例 中丟棄的分組所采取的措施。然而，根據接收TS值來檢測一個或多于一個的丟棄的分組并 且添加TS值以便于包括所丟棄的分組的上述方法可直接應用于第六示例性實施例。可以將該示例性實施例的構造與第七示例性實施例和第八示例性實施例的構造 組合。在這樣的情況下，用計數器減法/加法分組計數器920來替代圖38中的分組計數器 530。然后，使該減法/加法分組計數器920的計數器讀數值減少XX預定的數。換句話 說，當沒有丟棄任何分組時，如前使計數器讀數值減少預定的數，而在一個或多于一個的分 組被丟棄時，使計數器讀數值減少XX預定的數。作為該處理的結果，作為該處理的結果， 在不變動的情況下適當地保持計數器讀數值的水平。如上所述，通過上述的本發明的示例性實施例，基于逐個間隔來管理用于管理從 節點處的TS分組的到達狀態和輸出狀態的分組計數器的最大值，以使得能夠基于該最大 值的偏差量來計算當前的時鐘同步精度。那么，因此，本發明提供了在提供服務的同時使得 能夠掌握在主節點和從節點之間的當前時鐘同步精度的優點。特定地，由于本發明的示例性實施例使得能夠通過從節點處的處理來測量精度， 所以使得本發明可以適用于實際運行的網絡，因此解決了在主節點和從節點位于物理上彼 此遠離的場所的實際場景上難以測量同步精度的問題。此外，由于可以根據通過監視從節 點處的計數器讀數值所獲得的信息來計算精度，所以沒有必要提供諸如GPS的特定系統。 因此，因為通常在用于安裝設備的場所方面不受用于提供服務的特定約束的影響，所以能 夠以低成本并且穩定地實現根據本發明的系統。注意，使用上述本發明的示例性實施例的任何一個中的網絡、從節點和主節點中 的時鐘同步精度監視器的時鐘同步系統的任何一個都可以通過硬件、軟件或其組合來實 現。
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本發明基于日本專利申請No. 2007-239415 (2007年9月 14日提交)和日本 專利申請No. 2008-17258 (2008年7月1日提交)，并且根據巴黎公約要求日本專利申 請No. 2007-239415和日本專利申請No. 2008-172578的優先權權益。日本專利申請 No. 2007-239415和日本專利申請No. 2008-172578的公開內容通過引用并入這里。雖然通過本發明的代表性示例性實施例來詳細描述了本發明，但是應當理解，可 以在不背離如所附權利要求中所限定的本發明的精神和范圍的情況下進行各種改變、替換 和替選。即使在專利申請過程中修改了權利要求的任何一項，發明人也要求應當保持要求 保護的發明范圍的等價物。工業實用件本發明可以適當應用于通過網絡彼此連接的設備之間的時鐘同步精度的測量。
權利要求
一種從節點，所述從節點用于接收從主節點發射的分組；通過使用接收到的分組來再生所述從節點的時鐘；累積包含在所述接收到的分組中的信息和與通過所述再生獲得的所述從節點的時鐘相關的信息；以及基于所累積的信息來執行時鐘同步。
2.根據權利要求1所述的從節點，進一步包括分組濾波器，所述分組濾波器用于僅使所發射的分組中包括不高于閾值的延遲抖動的 時間戳分組通過；PLL，所述PPL用于基于通過了所述分組濾波器的所述時間戳分組來再生所述從節點 的時鐘；分組緩沖器，所述分組緩沖器用于累積所述時間戳分組，并且依據所再生的時鐘來取 出所累積的數據；精度監視部件，所述精度監視部件用于監視在所述分組緩沖器中累積的累積數據量的 最大值，并且計算變動所述分組濾波器處的閾值的量和方向；以及閾值控制部件，所述閾值控制部件用于基于在所述精度監視部件處的計算結果來增加 或減少所述分組濾波器處的閾值。
3.根據權利要求2所述的從節點，進一步包括同步精度計算部件，所述同步精度計算部件用于計算當前的時鐘同步精度；以及顯示部件，所述顯示部件用于在外部監視器上顯示與所計算的時鐘同步精度相關的信肩、ο
4.根據權利要求2或3所述的從節點，其中，通過基于所述時間戳分組上所描述的信息 來測量所述分組濾波器處的每個分組的傳送延遲時間、確定所述傳送延遲時間的最小值以 導出網絡的固定延遲、以及從所述每個分組的傳送延遲時間中減去所導出的固定延遲，來 計算所述分組濾波器處的每個分組的延遲抖動。
5.根據權利要求2至4中的任何一項所述的從節點，其中，所述精度監視部件通過將所述緩沖器的累積量的最大值與理想值進行比較來計算所 述緩沖器的累積量的最大值的偏差、并且通過將所述偏差與上一個偏差進行比較以確定所 述偏差量是增大還是減小，來計算變動所述分組濾波器處的閾值的方向。
6.根據權利要求2至5中的任何一項所述的從節點，其中，所述閾值調整部件調整相位同步部件的時間常數，以便于使用于時間同步所需要的時 間統一，并且與所述分組濾波器的所述閾值的調整量相對應。
7.根據權利要求2至6中的任何一項所述的從節點，其中，所述精度計算部件基于由所述精度監視部件所計算的偏差量，通過以下示出的公式來 計算所述時鐘同步精度[數1]<formula>formula see original document page 2</formula>其中緩沖器的累積量的最大值的偏差量=Deviation [η][比特]，精度監視部件觀察緩沖器的累積量的最大值的時間寬度=T[秒]，時間戳分組的比特速率=B[比特/秒]，以及 系數=C。
8.根據權利要求2至6中的任何一項所述的從節點，其中，所述精度計算部件基于由所述精度監視部件所計算的偏差量，通過以下示出的公式來 計算所述時鐘同步精度 [數2]<formula>formula see original document page 3</formula>(公式2)其中緩沖器的累積量的最大值的偏差量=Deviation [i][比特]， 精度監視部件觀察緩沖器的累積量的最大值的時間寬度=T[秒]， 時間戳分組的比特速率=B[比特/秒]，以及 系數=C。
9.根據權利要求1所述的從節點，進一步包括分組接收部件，所述分組接收部件用于接收從所述主節點發射的分組； PLL，所述PPL用于通過使用接收到的所述分組來再生所述從節點的時鐘； 分組計數器，所述分組計數器用于管理所述分組的到達狀態和輸出狀態；以及 同步精度測量部件，所述同步精度測量部件用于通過監視所述分組計數器的計數器讀 數值來計算所述主節點和所述從節點之間的時鐘同步精度。
10.根據權利要求1所述的從節點，進一步包括分組接收部件，所述分組接收部件用于接收從所述主節點發射的分組，所述分組是時 間戳分組；PLL，所述PPL用于基于接收到的所述時間戳分組來再生所述從節點的時鐘； 分組計數器，所述分組計數器用于管理所述時間戳分組的到達狀態和輸出狀態；以及 同步精度測量部件，所述同步精度測量部件用于通過監視所述分組計數器的計數器讀 數值來計算所述主節點和所述從節點之間的時鐘同步精度。
11.根據權利要求10所述的從節點，進一步包括分組濾波器，所述分組濾波器用于僅使包含低于閾值的抖動的時間戳分組通過。
12.根據權利要求9至11中的任何一項所述的從節點，其中，在所述分組到達時向所述 分組計數器添加預定計數器值，并且通常以恒定速率減少所述計數器讀數值。
13.根據權利要求9至11中的任何一項所述的從節點，其中，當分組到達時所存儲的時間戳值與緊接著的前一分組到達時所存儲的時間戳值之間 的差是預定值的N倍時，N是不小于1的自然數，向所述分組計數器添加預定計數器值的N 倍的值，并且通常以恒定速率減少所述計數器讀數值。
14.根據權利要求12或13所述的從節點，其中， 所述同步精度測量部件包括最大計數器讀數監視部件，所述最大計數器讀數監視部件用于檢測在預定的測量時間 段中在所述分組到達時的所述計數器讀數的最大值，所述到達時的所述計數器讀數值是通 過在所述分組到達時向所述分組計數器添加所述預定計數器值所獲得的值，以及計算所述最大計數器讀數值相對于基準值的偏差量；以及同步精度計算部件，所述同步精度計算部件用于基于所述偏差量來計算所述主節點和 所述從節點之間的時鐘同步精度。
15.根據權利要求12或13所述的從節點，其中， 所述同步精度測量部件包括最大計數器讀數監視部件，所述最大計數器讀數監視部件用于檢測在預定的測量時間 段中所述分組到達時的所述計數器讀數的最大值，所述到達時的計數器讀數值是在所述分 組到達時向所述分組計數器添加所述預定計數器讀數值之前所獲得的值，以及計算所述最 大計數器讀數值相對于基準值的偏差量；以及同步精度計算部件，所述同步精度計算部件用于基于所述偏差量來計算所述主節點和 所述從節點之間的時鐘同步精度。
16.根據權利要求9至11中的任何一項所述的從節點，其中，在所述分組到達時從所述分組計數器減去預定計數器值，并且通常以恒定速率增加所 述計數器讀數值。
17.根據權利要求9至11中的任何一項所述的從節點，其中，當所述分組到達時所存儲的時間戳值與緊接著的前一分組到達時所存儲的時間戳值 之間的差是預定值的N倍時，N是不小于1的自然數，從所述分組計數器減去預定計數器值 的N倍的值，并且通常以恒定速率增加所述計數器讀數值。
18.根據權利要求16或17所述的從節點，其中， 所述同步精度測量部件包括最小計數器讀數監視部件，所述最小計數器讀數監視部件用于檢測在預定的測量時間 段中所述分組到達時的所述計數器讀數的最小值，所述到達時的計數器讀數值是通過在所 述分組到達時從所述分組計數器減去所述預定計數器值所獲得的值，以及計算所述最小計 數器讀數值相對于基準值的偏差量；以及同步精度計算部件，所述同步精度計算部件用于基于所述偏差量來計算所述主節點和 所述從節點之間的時鐘同步精度。
19.根據權利要求16或17所述的從節點，其中， 所述同步精度測量部件包括最小計數器讀數監視部件，所述最小計數器讀數監視部件用于檢測在預定的測量時間 段中所述分組到達時的所述計數器讀數的最小值，所述到達時的計數器讀數值是在所述分 組到達時從所述分組計數器減去所述預定計數器值之前所獲得的值，以及計算所述最小計 數器讀數值相對于基準值的偏差量；以及同步精度計算部件，所述同步精度計算部件用于基于所述偏差量來計算所述主節點和 所述從節點之間的時鐘同步精度。
20.根據權利要求9至11中的任何一項所述的從節點，其中，所述同步精度測量部件基于由所述最大計數器讀數監視部件所計算的最大計數器讀 數值的偏差量，通過以下示出的公式來計算所述時鐘同步精度 [數3]時鐘同步精度…(公式3)<formula>formula see original document page 5</formula>其中計數器讀數的最大值的偏差量=Deviation [比特]， 間隔=T[秒]，以及 時間戳分組的比特速率=B [bps]。
21.根據權利要求10至19中的任何一項所述的從節點，其中，所述同步精度測量部件基于由所述最大計數器讀數監視部件所計算的所述最大計數 器讀數值的偏差量，通過以下示出的公式來計算所述時鐘同步精度 [數4]<formula>formula see original document page 5</formula>時鐘同步精度如樹叫^^-^}..(公式4)其中間隔i中的最大計數器讀數值的偏差量=Deviation[i][比特]， 間隔=T[秒]，時間戳分組的比特速率=B[bps]，以及將被用于計算時鐘同步精度的Deviationti]的樣本的數目(間隔數目)=N。
22.根據權利要求1至21中的任何一項所述的從節點，進一步包括參數控制部件，所 述參數控制部件用于基于所計算的時鐘同步精度的結果來調整所述PLL和所述分組濾波 器的參數以便于改善所述同步精度。
23.—種時鐘同步系統，包括主節點，所述主節點用于生成要被發射到從節點的分組，并且將所生成的分組發射到 所述從節點；以及根據權利要求1至22中的任何一項所述的從節點。
24.一種時鐘同步方法，通過所述方法，從節點接收從主節點發射的分組、使用接收到 的分組來再生所述從節點的時鐘、累積包含在所述接收到的分組中的信息和與通過所述再 生所獲得的所述從節點的時鐘相關的信息、以及基于所累積的信息來執行時鐘同步。
25.根據權利要求24所述的時鐘同步方法，進一步包括第一步驟，通過分組濾波器僅使所發射的分組中包括不高于閾值的延遲抖動的時間戳 分組通過；第二步驟，基于在所述第一步驟中通過的所述時間戳分組來再生所述時鐘同步方法的 時鐘；第三步驟，通過分組緩沖器累積時間戳分組并且依據所再生的時鐘來取出所累積的數據；精度監視步驟，監視在所述第三步驟中累積的累積數據量的最大值，并且計算用于所 述第一步驟的變動所述閾值的量和方向；以及閾值控制步驟，基于所述精度監視步驟中的計算結果來提高或降低用于所述第一步驟 的所述閾值。
26.根據權利要求24所述的時鐘同步方法，進一步包括分組接收步驟，接收從所述主節點發射的分組； 第一步驟，通過PLL和接收到的分組來再生所述從節點的時鐘； 第二步驟，通過分組計數器來管理所述分組的到達狀態和輸出狀態；以及 同步精度測量步驟，通過監視所述第二步驟中的所述計數器讀數值來計算所述主節點 和所述從節點之間的時鐘同步精度。
27.根據權利要求24所述的時鐘同步方法，進一步包括分組接收步驟，接收從所述主節點發射的分組，從所述主節點發射的所述分組是時間 戳分組；第一步驟，基于接收到的時間戳分組，通過PLL來再生所述從節點的時鐘； 第二步驟，通過分組計數器來管理所述時間戳分組的到達狀態和輸出狀態；以及 同步精度測量步驟，通過監視所述第二步驟中的所述計數器讀數值來計算所述主節點 和所述從節點之間的時鐘同步精度。
28.一種用于使計算機用作從節點的時鐘同步程序，所述從節點接收從主節點發射的 分組；使用接收到的分組來再生所述從節點的時鐘；累積包含在所述接收到的分組中的信 息和與通過所述再生所獲得的所述從節點的時鐘相關的信息；以及基于所累積的信息來執 行時鐘同步。
29.根據權利要求28所述的用于使計算機用作從節點的時鐘同步程序，進一步包括 分組濾波器，所述分組濾波器用于僅使所發射的分組中包括不高于閾值的延遲抖動的時間戳分組通過；PLL，所述PPL用于基于通過了所述分組濾波器的所述時間戳分組來再生所述從節點 的時鐘；分組緩沖器，所述分組緩沖器用于累積所述時間戳分組，并且依據所再生的時鐘來取 出所累積的數據；精度監視部件，所述精度監視部件用于監視在所述分組緩沖器中累積的累積數據量的 最大值，并且計算變動所述分組濾波器處的閾值的量和方向；以及閾值控制部件，所述閾值控制部件用于基于所述精度監視部件處的計算結果來增加或 減少所述分組濾波器處的閾值。
30.根據權利要求28所述的用于使計算機用作從節點的時鐘同步程序，進一步包括 分組接收部件，所述分組接收部件用于接收從所述主節點發射的分組；PLL，所述PPL用于通過使用接收到的分組來再生所述從節點的時鐘； 分組計數器部件，所述分組計數器部件用于管理所述分組的到達狀態和輸出狀態；以及同步精度測量部件，所述同步精度測量部件用于通過監視所述分組計數器部件的計數 器讀數值來計算所述主節點和所述從節點之間的時鐘同步精度。
31.根據權利要求28所述的用于使計算機用作從節點的時鐘同步程序，進一步包括 分組接收部件，所述分組接收部件用于接收從所述主節點發射的分組，所述分組是時間戳分組；PLL，所述PPL用于基于接收到的時間戳分組來再生所述從節點的時鐘； 分組計數器部件，所述分組計數器部件用于管理所述時間戳分組的到達狀態和輸出狀態；以及同步精度測量部件，所述同步精度測量部件用于通過監視所述分組計數器部件的計數器讀數值來計算所述主節點和所述從節點之間的時鐘同步精度。
全文摘要
能夠穩定地測量主節點和從節點之間的時鐘同步精度。該從節點接收從主節點發射的分組。通過使用該分組，從節點將其自己的時鐘與主節點的時鐘進行同步。通過使用該分組，從節點再生該從節點的時鐘；累積關于該分組和通過該再生所獲得的從節點的時鐘的信息；以及基于所累積的信息來執行時鐘同步。
文檔編號H04L7/00GK101803268SQ20088010704
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月12日 優先權日2007年9月14日
發明者廄橋正樹, 吉見英朗, 巖田淳, 崔珍龍, 高木和男 申請人:日本電氣株式會社