最大时间间隔误差测量方法技术

最大时间间隔误差测量方法，涉及同步网通信技术领域，本发明专利技术包括下述步骤：1)在时间间隔误差数列中，以长度为n的滑动窗为观察窗；2)计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值，称此绝对值为ppk；3)观察窗向后滑动一次，计算并记录；4)重复步骤3)直至误差数列的最末位进入观察窗；5)以各次计算所得的ppk值中的最大值为此观察窗长度对应的峰‑峰值；6)增加观察窗长度，重复步骤2)～步骤5)，记录与观察窗长度对应的峰‑峰值；7)重复步骤6)，直至观察窗长度达到预设长度。本发明专利技术在保证最大时间间隔误差曲线完整的同时减小了计算次数。

【技术实现步骤摘要】
最大时间间隔误差测量方法
本专利技术涉及到同步网通信
，特别涉及一种最大时间间隔误差的测量方法。
技术介绍
在测控系统以及同步网通信领域中，经常需要一种时间与频率服务器为设备提供定时与同步的时标信号。对时标信号的时频稳定性的评价参数具有多种，其中最大时间间隔误差(MTIE)是评估时标信号的长期稳定性的一种重要指标。而MTIE的估计以参考时钟与被测时钟间的时间误差测量数据为基础，它包括两部分，一部分是时间误差(TE)样本数据的采集，另一部分是对TE样本数据的计算处理，而MTIE计算方法的优劣将直接影响MITE测量的置信度和效率。时间误差x(t)表示被测时钟T(t)与参考时钟Tr(t)的时间偏差，可用下式表示：x(t)＝T(t)-Tr(t)时间误差序列{xi}是指在一个测量周期T内以一定的采样周期τ0对时间误差x(t)的采样值。ITU-TG.810定义MTIE的评估值为在观察窗τ(τ＝nτ0)内被测时钟与理想时钟的时间序列的最大峰峰值，可用下式表示：由于计算MTIE的时间复杂度随着测量周期和观察窗的宽度递增而递增，目前对MITE指标的测量通常采用先采集时间误差数据序列，再导出时间误差数据，利用计算机进行分析的方法。测量过程较为繁琐，测量成本较高，难以在基于嵌入式平台的便携式测量仪表对同步网中时间与频率设备的MTIE指标实时测量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种最大时间间隔误差的测量方法，能够减小在不同观察窗中计算最大时间间隔误差的时间复杂度。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是，最大时间间隔误差测量方法，其特征在于，包括下述步骤：1)在时间间隔误差数列中，以长度为n的滑动窗为观察窗，2)以数据序列中的第一位数据作为观察窗内的第一位数据，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值，称此绝对值为ppk；3)保持观察窗长度不变，观察窗向后滑动一次，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值ppk；4)重复步骤3)直至误差数列的最末位进入观察窗，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值ppk；5)以各次计算所得的ppk值中的最大值为此观察窗长度对应的峰-峰值；6)增加观察窗长度，重复步骤2)～步骤5)，记录与观察窗长度对应的峰-峰值；7)重复步骤6)，直至观察窗长度达到预设长度。本专利技术所提供的最大时间间隔误差测量方法，通过外部参考时钟校准核心时间模块输出内部时钟参考，使得在没有外界参考时钟信号的情况下，不影响系统测量最大时间间隔误差。同时采用边界决策数据缩减法，大大减小了在不同观察窗中计算最大时间间隔误差的时间复杂度。对观察窗的大小采用对数坐标等间隔法，在保证最大时间间隔误差曲线完整的同时减小了计算次数，可在基于嵌入式平台的测试仪表中直接的完成最大时间间隔误差的实时测量。附图说明图1是采用本专利技术方法的测量系统的结构示意图。图2是本专利技术的测量方法的示意图。图3是实施例的误差序列示意图。具体实施方式参照图1、2，给出本专利技术的最大时间间隔误差的测量方法，该方法包括：将外部时钟参考中的频率信号接入铷钟控制模块，铷钟控制模块根据所述输入的频率信号以及铷钟输出的频率信号通过鉴相器，得到外部时钟参考信号中的频率信号与铷钟输出的频率信号的相位差，铷钟控制模块利用相位差采用PID控制器驯服铷钟，以此形成一个闭环的铷钟控制器，使得铷钟输出一个稳定的10MHz频率信号，铷钟输出的10MHz频率信号接入核心时间模块，为其提供一个稳定的频率源。同时，将外部时钟参考中的时间信号接入核心时间模块校准核心时间使得核心时钟模块输出与外部参考时钟同步的内部时钟参考，以此保证测量系统在系统内部的铷钟被驯服与核心时间模块被校准之后可以在不接外部参考时钟的情况下使用。将被测时钟信号与内部时钟参考接入时间误差采样模块，时间误差采样模块以τ0为周期测量被测时钟信号与内部时钟参考信号之间的时间误差，生成时间误差序列{xi}。当采样得到时间误差序列{xi}之后，便可以根据MTIE的计算公式计算得到不同观察窗nτ0的数据。然而，若测试时间较长，采集到的时间误差序列数据量则非常大，仅简单的利用公式或现有的一些改进方法来计算数据，计算的时间复杂度很大，使得数据难以在嵌入式仪表设备中实时计算得到。因此，本实施方式中提出了一种边界决策数据缩减法计算MTIE，计算步骤如下：步骤A、根据所述的时间间隔误差数据序列，以第1观察窗查找当前滑动窗的最大值和最小值，根据当前滑动窗的最大值和最小值计算出当前滑动窗的最大时间间隔误差；步骤B、将当前滑动窗的最大值和最小值保存在新序列中与其相对应的位置，并将滑动窗向右滑动一个序列；步骤C、若滑入当前滑动窗的值大于等于上一滑动窗的最大值，则取最大值为滑入当前滑动窗的值，若滑出当前滑动窗的值是上一滑动窗的最小值，则在当前滑动窗查找最小值；步骤D、若滑入当前滑动窗的值小于等于上一滑动窗的最小值，则取最小值为滑入当前滑动窗的值，若滑出当前滑动窗的值是上一滑动窗的最大值，则在当前滑动窗查找最大值；步骤E、若滑入当前滑动窗的值的大小在上一滑动窗的最大值与最小值之间，如果滑出当前滑动窗的值是上一滑动窗的最小值，则在当前滑动窗查找最小值，如果滑出当前滑动窗的值是上一滑动窗的最大值，则在当前滑动窗查找最大值；步骤F、根据当前滑动窗的最大值和最小值计算出当前滑动窗的最大时间间隔误差，并比较当前滑动窗的最大时间间隔误差与上一滑动窗的最大时间间隔误差，得到当前滑动窗与上一滑动窗的最大时间间隔误差的最大值；步骤G、重复步骤B、C、D、E和F，直到滑动窗滑出时间间隔误差数据序列，得到第1观察窗的最大时间间隔误差；步骤H、以新生成的序列作为时间间隔误差数据序列，采用第2观察窗重复步骤A、B、C、D、E、F和G，计算出第2观察窗的最大时间间隔误差；步骤I、重复步骤H，直到求出第N观察窗的最大时间间隔误差。本专利技术提出的边界决策数据缩减法计算MTIE值，引入了两个计算过程，即时间误差序列边界决策过程和时间误差序列逐次缩减过程。参照图2，以一个具体示例来说明边界决策数据缩减法计算MTIE的原理及计算过程，在示例中取时间误差的采用时周期为τ0，由时间误差测量模块获得的时间误差序列为{xi}，取最小观察时间窗为τmin＝4τ0，最大观察窗为τmax，计算MTIE的具体操作步骤如下：步骤1、取初始化的时间误差数据序列为{xi}，其中i＝0,…,N，定义k＝1，第k观察窗τk＝nkτ0，其中第k观察时间窗内时间误差序列间隔nk＝4；步骤2、定义max＝0，min＝0，imax＝0，imin＝0，old＝0，new＝0，diff＝0及最大时间间隔误差mtie(τk)＝0，在时间误差数据序列的滑动窗[x(old),x(old+nk)]内求出最大值max和最小值min，记录最大值max和最小值min对应的序列号imax和imin，求出当前滑动窗内时间间隔误差的峰-峰值ppk＝max-min，则有mtie(τk)＝ppk，在新的时间误差序列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.最大时间间隔误差测量方法，其特征在于，包括下述步骤：1)在时间间隔误差数列中，以长度为n的滑动窗为观察窗，2)以数据序列中的第一位数据作为观察窗内的第一位数据，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值，称此绝对值为ppk；3)保持观察窗长度不变，观察窗向后滑动一次，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值ppk；4)重复步骤3)直至误差数列的最末位进入观察窗，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值ppk；5)以各次计算所得的ppk值中的最大值为此观察窗长度对应的峰‑峰值；6)增加观察窗长度，重复步骤2)～步骤5)，记录与观察窗长度对应的峰‑峰值；7)重复步骤6)，直至观察窗长度达到预设长度。

【技术特征摘要】
1.最大时间间隔误差测量方法，其特征在于，包括下述步骤：1)在时间间隔误差数列中，以长度为n的滑动窗为观察窗，2)以数据序列中的第一位数据作为观察窗内的第一位数据，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值，称此绝对值为ppk；3)保持观察窗长度不变，观察窗向后滑动一次，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小值的差值的绝对值ppk；4)重复步骤3)直至误差数列的最末位进入观察窗，计算并记录观察窗中各位数据的最大值、最大值所在数列位置、最小值、最小值所在数列位置，以及最大值和最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李科，楚鹰军，王茂凌，
申请(专利权)人：电信科学技术第五研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51