一种最大时间间隔误差计算方法及系统技术方案

本申请公开了一种最大时间间隔误差计算方法，通过经典算法和量子搜索算法混合的计算架构，进行MTIE加速计算，通过采用最小值索引递进策略优化经典算法，通过利用量子计算纠缠的性质进行并行加速，对Grover算法进行改进，显著降低了MTIE计算的时间和复杂度；本发明专利技术另一方面提供了一种包括采样模块和处理模块的最大时间间隔误差计算系统。本发明专利技术所提供的一种最大时间间隔误差计算方法及系统实现了最小值和最大值搜索加速，减少了遍历次数，降低了MTIE计算复杂度，提升了计算速度。

A calculation method and system of maximum time interval error

The application discloses a calculation method of the maximum time interval error. The MTIE is accelerated by a hybrid computing architecture of classical algorithm and quantum search algorithm. The classical algorithm is optimized by using the minimum index progressive strategy. The Grover algorithm is improved by using the property of quantum computing entanglement for parallel acceleration, which significantly reduces the time and complexity of MTIE calculation On the other hand, the invention provides a maximum time interval error calculation system including a sampling module and a processing module. The maximum time interval error calculation method and system provided by the invention realize the minimum value and maximum value search acceleration, reduce the number of iterations, reduce the calculation complexity of MTIE, and improve the calculation speed.

【技术实现步骤摘要】
一种最大时间间隔误差计算方法及系统
本专利技术涉通信
，特别涉及一种最大时间间隔误差计算方法及系统。
技术介绍
在测控系统及通信网络中，需要对频率或时间同步信号的稳定度进行度量，其中最大时间间隔误差(MaximumTimeIntervalError，以下简称“MTIE”)是评价同步漂移性能的关键度量指标，MTIE的计算包括两个部分：一部分是时间误差样本数据的采样，另一部分是对样本数据处理，通过一系列的算法计算出若干个观察窗口对应的MTIE取值，计算方法的优劣和复杂度将直接影响到MTIE测量的置信度与效率。MTIE的计算是通过对实测时间同步信号与理想时间同步信号的偏离对比得到同步误差数据，对同步误差进行采样获取时间间隔误差(TimeIntervalError，以下简称“TIE”)数据，通常采样间隔单位为τ0。对采样周期T＝Nτ0内的TIE数据，寻找一个滑动时间窗口τ＝nτ0作为观测时间段，对每一个观测时间段内的TIE求最大与最小值的差值(峰峰值)，并在这些峰峰值中取最大值，记为最大时间间隔误差MTIE，公式如下：式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种最大时间间隔误差计算方法，其特征在于：/n步骤1：获取时间间隔误差数据；/n步骤2：预设固定长度的时间窗；/n步骤3：确定观测时间窗的起点；/n步骤4：当剩余未遍历时间间隔误差数据长度大于时间窗长度时以时间窗长度为观测时间窗长度，当剩余未遍历时间间隔误差数据长度不大于时间窗长度时以剩余时间间隔误差数据长度为观测时间窗长度，自观测时间窗起点，以观测时间窗为长度，基于量子搜索算法以观测时间窗中的时间间隔误差数据为分析数据获取观测时间窗中的时间间隔误差最大值、时间间隔误差最小值，并获取时间间隔误差最大值对应的索引值、时间间隔误差最小值对应的索引值；/n步骤5：根据观测时间窗的时间间隔误差最大...

【技术特征摘要】
1.一种最大时间间隔误差计算方法，其特征在于：
步骤1：获取时间间隔误差数据；
步骤2：预设固定长度的时间窗；
步骤3：确定观测时间窗的起点；
步骤4：当剩余未遍历时间间隔误差数据长度大于时间窗长度时以时间窗长度为观测时间窗长度，当剩余未遍历时间间隔误差数据长度不大于时间窗长度时以剩余时间间隔误差数据长度为观测时间窗长度，自观测时间窗起点，以观测时间窗为长度，基于量子搜索算法以观测时间窗中的时间间隔误差数据为分析数据获取观测时间窗中的时间间隔误差最大值、时间间隔误差最小值，并获取时间间隔误差最大值对应的索引值、时间间隔误差最小值对应的索引值；
步骤5：根据观测时间窗的时间间隔误差最大值、时间间隔误差最小值计算该观测时间窗的时间间隔误差峰峰值；
步骤6：根据时间间隔误差最大值对应的索引值、时间间隔误差最小值对应的索引值及观测时间窗的起点索引值的关系确定下一观测时间窗的起点位置；
步骤7：重复步骤3至步骤6，直至观测时间窗遍历所述时间间隔误差数据，获得时间间隔误差峰峰值数据；
步骤8：基于量子搜索算法以步骤7中获取的时间间隔误差峰峰值数据为分析数据获取时间间隔误差峰峰值的最大值。


2.根据权利要求1所述的一种最大时间间隔误差计算方法，其特征在于，所述步骤4和步骤8中的量子搜索算法为Grover量子搜索算法，通过Oracle对符合目标值条件的元素索引取反，利用Grover算子旋转操作，增加目标值元素索引概率，通过量子测量获取目标值元素索引，通过递归运算获取目标值。


3.根据权利要求2所述的一种最大时间间隔误差计算方法，其特征在于，所述步骤4中的量子搜索算法为：
将观测时间窗中的时间间隔误差数据映射为量子态|x>，并据此创建量子叠加态|ψ>；
定义观测时间窗中的时间间隔误差数据为搜寻区间，该搜寻区间的Oracle记为算子O；
令搜索Grover算子G＝(2|ψ><ψ|-I)O；
定义x_min_cut和x_max_cut，随机选取两个观测时间窗中的时间间隔误差数据值分别作为x_min_cut和x_max_cut的取值，并保证x_min_cut<x_max_cut；
配置Oracle为Oracle_min_max；



进行多次量子运算Gk|ψ>；
对Gk|ψ>进行量子测量，找到x>x_max_cut的集合X_max和x<x_min_cut的集合X_min；
在集合X_max中随机选取时间间隔误差数据值作为x_max_cut，在X_min中随机选取时间间隔误差数据值作为作为x_min_cut，根据Oracle_min_max的配置条件，进行量子运算Gk|ψ>，对Gk|ψ>进行量子测量，直至X_max和X_min为空集，则X_max为空集时的x_max_cut为观测时间窗中的时间间隔误差数据中的时间间隔误差最大值，X_min为空集时的x_min_cut为观测时间窗中的时间间隔误差数据中的时间间隔误差最小值。


4.根据权利要求2所述的一种最大时间间隔误差计算方法，其特征在于，所述步骤8中的量子搜索算法为：
将步骤7中获取的时间间隔误差峰峰值数据映射为量子态|x>，并据此创建量子叠加态|ψ>；
定义步骤7中获取的时间间隔误差峰峰值数据为搜寻区间，该搜寻区间的Oracle记为算子O；
令搜索grover算子G＝(2|ψ><ψ|-I)O；
定义x_max_cut，随机选取步骤7中获取的时间间隔误差峰峰值数据值作为x_max_cut的取值；
配置Oracle为Oracle_max；



进行多次量子运算Gk|ψ>；
对Gk|ψ>进行量子测量，找到x>x_max_cut的集合X_max；
在集合X_max中随机选取时间间隔误差峰峰值数据值作为x_max_cut，根据Oracle_max的配置条件，进行量子运算Gk|ψ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕博，
申请(专利权)人：中国信息通信研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11