CN117042111A - 电力5g融合通信网络时间同步***、方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力5G融合通信网络时间同步***、方法和设备，涉及通信技术领域，该***包括：电力5G核心网、5G基站、融合通信终端无线网格网络、电力业务终端和云服务器；目标融合通信终端用于响应电力业务授时请求，向云服务器发送同步请求；云服务器用于响应同步请求，生成主从时钟时间同步路径，并在从时钟接收到主时钟传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；目标融合通信终端还用于接收云服务器发送的误差补偿信息，基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息，可以将授时消息传递和误差补偿解耦，实现对融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电力5G融合通信网络时间同步***、方法和设备。
背景技术
以第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology，5G)为主体的多无线通信体制融合的电力广覆盖组网是实现对新型电力***通信网络的全面覆盖的一种的组网方式。该组网方式以5G通信技术为主体结合无线网络通信技术(Wi-Fi)、工作于免许可频段的5G空中接口(5G New Radio in Unlicensed Spectrum，5G NR-U)、整合接入回传(Integrated Access and Backhaul，IAB)、全球定位***(GlobalPositioning System，GPS)与北斗卫星通讯、5G电力专网等通讯方式，实现广覆盖、多无线通信体制融合与业务灵活部署。
时间同步为5G融合通信网络的运行和维护提供统一的时间参考。电力***全网业务调度和可靠性需要全网时间同步的紧密支持。因此，建立安全、可靠、高精度的时间同步***，是5G融合通信网络运行的一项基本要求。
5G融合通信网络接入侧由融合通信终端通过无线方式形成网格(Mesh)自组网，Mesh网络内融合通信终端通过多跳方式传递业务数据信息，扩大融合通信终端的通信范围，实现电力通信业务的广域覆盖。多无线通信体制融合的Mesh组网架构增加了分组转发网络的拓扑复杂程度，目前广泛使用的精确时间协议(Precision Time Protocol，PTP)基于双向时间同步路径对称这一前提，在无线Mesh网络通信场景下，无线信道以及Mesh多跳传递的特征导致时间同步路径极易发生跳变，且时间同步误差会随着时间同步消息在网络中传递。
现有技术中，Mesh网络内每个节点部署一台专用网络设备，采用专用网络设备对授时消息每一跳的传递误差进行补偿，会导致误差的积累，无法满足融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时需求。
发明内容
本发明提供一种电力5G融合通信网络时间同步***、方法和设备，用以解决现有技术中Mesh网络内每个节点部署一台专用网络设备，采用专用网络设备对授时消息每一跳的传递误差进行补偿，会导致误差的积累，无法满足融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时需求的缺陷，可以将授时消息传递和误差补偿解耦，实现对融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时。
本发明提供一种电力5G融合通信网络时间同步***，包括：电力5G核心网、5G基站、融合通信终端无线网格网络、电力业务终端和云服务器；其中：
所述电力业务终端用于向所述融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端发送电力业务授时请求；
所述目标融合通信终端用于响应所述电力业务授时请求，向所述云服务器发送携带电力业务授时精度需求信息和所述目标融合通信终端的信息的同步请求；
所述云服务器用于响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从所述电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过所述5G基站的主从时钟时间同步路径，并在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
所述目标融合通信终端还用于接收所述云服务器发送的所述误差补偿信息，基于所述误差补偿信息对所述授时消息进行补偿，得到目标授时消息；
所述电力业务终端还用于接收所述从时钟发送的所述目标授时消息。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步***，所述云服务器包括：
同步控制模块，用于响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从所述电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过所述5G基站的主从时钟时间同步路径；
时间戳管理模块，用于对所述主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的所述各融合通信终端上报的时间戳报文；所述时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳；
同步路径时延计算模块，用于基于所述时间戳报文计算所述主从时钟时间同步路径的传播时延；
补偿策略生成模块，用于在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、所述主从时钟时间同步路径的传播时延以及所述电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略；
滤波计算模块，用于利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步***，所述滤波计算模块包括：
同步更新子模块，用于在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值；
传递子模块，用于将噪声协方差和所述状态估计值沿所述历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至所述从时钟的相邻节点；
预测更新子模块，用于基于所述从时钟的所有相邻节点的状态估计值对所述从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值；
权重调整子模块，用于调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重；
误差融合子模块，用于根据调整后的多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重对所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到所述误差补偿信息。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步***，所述权重调整子模块还用于通过以下方式确定所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重：
确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子；
基于所述从时钟的每个相邻节点的权重因子和所述从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步***，所述权重调整子模块具体用于通过以下方式确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子：
确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的同步时间；
确定所述从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；
基于所述同步时间和所述特征值确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步***，所述从时钟对应的估计协方差矩阵包括所述从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
本发明还提供一种电力5G融合通信网络时间同步方法，应用于云服务器，所述方法包括：
接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和所述目标融合通信终端的信息的同步；
响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
将所述误差补偿信息发送给所述目标融合通信终端，以使所述目标融合通信终端基于所述误差补偿信息对所述授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将所述目标授时消息发送给所述电力业务终端。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步方法，所述在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息，包括：
对所述主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的所述各融合通信终端上报的时间戳报文；所述时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳；
基于所述时间戳报文计算所述主从时钟时间同步路径的传播时延；
在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、所述主从时钟时间同步路径的传播时延以及所述电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略；
利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步方法，所述利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息，包括：
在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值；
将噪声协方差和所述状态估计值沿所述历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至所述从时钟的相邻节点；
基于所述从时钟的所有相邻节点的状态估计值对所述从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值；
调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重；
根据调整后的多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重对所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到所述误差补偿信息。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步方法，还包括：
确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子；
基于所述从时钟的每个相邻节点的权重因子和所述从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步方法，所述确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子，包括：
确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的同步时间；
确定所述从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；
基于所述同步时间和所述特征值确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子。
根据本发明提供的一种电力5G融合通信网络时间同步方法，所述从时钟对应的估计协方差矩阵包括所述从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
本发明还提供一种电力5G融合通信网络时间同步装置，应用于云服务器，所述装置包括：
同步请求接收模块，用于接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和所述目标融合通信终端的信息的同步请求；
同步路径生成模块，用于响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
补偿信息生成模块，用于在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
补偿信息发送模块，用于将所述误差补偿信息发送给所述目标融合通信终端，以使所述目标融合通信终端基于所述误差补偿信息对所述授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将所述目标授时消息发送给所述电力业务终端。
本发明还提供一种云服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种电力5G融合通信网络时间同步方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种电力5G融合通信网络时间同步方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，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述任一种电力5G融合通信网络时间同步方法。
本发明提供的电力5G融合通信网络时间同步***、方法和设备，该***包括：电力5G核心网、5G基站、融合通信终端无线网格网络、电力业务终端和云服务器；其中：电力业务终端用于向融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端发送电力业务授时请求；目标融合通信终端用于响应电力业务授时请求，向云服务器发送携带电力业务授时精度需求信息和目标融合通信终端的信息的同步请求；云服务器用于响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径，并在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；目标融合通信终端还用于接收云服务器发送的误差补偿信息，基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息；电力业务终端还用于接收从时钟发送的目标授时消息。也即，本发明是在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息之后进行集中误差补偿，可以将授时消息传递和误差补偿解耦，实现对融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步***的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的PTP时间戳报文交换过程的示意图；
图3是本发明实施例提供的误差补偿前的时钟偏差；
图4是本发明实施例提供的误差补偿后的时钟偏差；
图5是本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的云服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图4描述本发明的电力5G融合通信网络时间同步***。
请参照图1，图1是本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步***的结构示意图。如图1所示，该***可以包括：电力5G核心网1、5G基站2、融合通信终端无线网格网络3、电力业务终端4和云服务器5。其中：
电力业务终端4，用于向融合通信终端无线网格网络3中的目标融合通信终端31发送电力业务授时请求。
具体地，电力业务终端4的数量为一个或多个，电力业务终端4可以发送电力业务授时请求。融合通信终端无线网格网络3中用于接收电力业务授时请求的融合通信终端为目标融合通信终端31。
目标融合通信终端31，用于响应电力业务授时请求，向云服务器5发送携带电力业务授时精度需求信息和目标融合通信终端31的信息的同步请求。
具体地，目标融合通信终端31可以向云服务器5发送同步请求，同步请求中携带电力业务授时精度需求信息和目标融合通信终端31的信息。目标融合通信终端31的信息可以包括：目标融合通信终端31的通信方式、接收的电力业务数量、位置信息等。
云服务器5，用于响应同步请求，基于目标融合通信终端31的信息从电力5G核心网1的各节点中确定目标节点11，生成以目标节点11为主时钟、以目标融合通信终端31为从时钟、且经过5G基站2的主从时钟时间同步路径，并在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息。
具体地，电力5G核心网1包括多个5G-MEC授时节点，目标节点11为多个5G-MEC授时节点中的一个节点。目标节点11作为主时钟，目标融合通信终端31作为从时钟。主时钟发出的授时消息通过主从时钟时间同步路径到达从时钟，即主时钟发出的授时消息经过5G基站2和融合通信终端无线网格网络3的多跳传递，最终到达从时钟。
由于主从时钟时间同步路径在融合通信终端无线网格网络3中的变化与无线信道噪声的影响，授时消息在融合通信终端无线网格网络3中的传递时延具有不确定性，需要对其进行补偿。云服务器5可以基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息。
目标融合通信终端31，还用于接收云服务器5发送的误差补偿信息，基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息。
电力业务终端4，还用于接收从时钟发送的目标授时消息。
本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步***，包括：电力5G核心网、5G基站、融合通信终端无线网格网络、电力业务终端和云服务器；其中：电力业务终端用于向融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端发送电力业务授时请求；目标融合通信终端用于响应电力业务授时请求，向云服务器发送携带电力业务授时精度需求信息和目标融合通信终端的信息的同步请求；云服务器用于响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径，并在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；目标融合通信终端还用于接收云服务器发送的误差补偿信息，基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息；电力业务终端还用于接收从时钟发送的目标授时消息。也即，本发明是在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息之后进行集中误差补偿，可以将授时消息传递和误差补偿解耦，实现对融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时。
基于图1对应实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步***，在一种示例实施例中，云服务器5包括：同步控制模块51、时间戳管理模块52、同步路径时延计算模块53、补偿策略生成模块54和滤波计算模块55；其中：
同步控制模块51，用于响应同步请求，基于目标融合通信终端31的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点11，生成以目标节点11为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径。
具体地，目标融合通信终端31的信息可以包括：目标融合通信终端31的通信方式、接收的电力业务数量、位置信息等。电力5G核心网1包括多个5G-移动边缘计算(MobileEdge Computing，MEC)授时节点，基于目标融合通信终端31的信息从多个5G-MEC授时节点中选择目标节点11。
目标节点11作为主时钟，目标融合通信终端31作为从时钟。主时钟发出的授时消息通过主从时钟时间同步路径到达从时钟，即主时钟发出的授时消息经过5G基站2和融合通信终端无线网格网络3的多跳传递，最终到达从时钟。
时间戳管理模块52，用于对主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的各融合通信终端上报的时间戳报文；时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳。
具体地，授时消息到达时间戳为授时消息到达融合通信终端的时间戳，授时消息离开时间戳为授时消息离开融合通信终端的时间戳。
同步路径时延计算模块53，用于基于时间戳报文计算主从时钟时间同步路径的传播时延。
具体地，当前节点的授时消息到达时间戳与上一节点的授时消息离开时间戳之间的差值为节点之间的传播时延，主从时钟时间同步路径的各节点之间的累计传播时延为主从时钟时间同步路径的传播时延。
补偿策略生成模块54，用于在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、主从时钟时间同步路径的传播时延以及电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略。
滤波计算模块55，用于利用基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成误差补偿信息。
在本实施例中，云服务器可以实现基于扩散卡尔曼滤波器的误差补偿，可以提升时间同步精度，增强电力5G融合通信网络时间同步***的授时稳定性。
基于上述实施例提供的滤波计算模块55，在一种示例实施例中，滤波计算模块55包括：同步更新子模块、传递子模块、预测更新子模块、权重调整子模块和误差融合子模块。其中：
同步更新子模块，用于在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值。
具体地，融合通信终端无线网格网络3中的融合通信终端在授时消息沿着历史主从时钟时间同步路径传递的过程中逐条转发并记录时间戳报文(包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳)。在历史主从时钟时间同步路径上的两个相邻融合通信终端交换时间戳报文的同时更新状态估计值。
传递子模块，用于将噪声协方差和状态估计值沿历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至从时钟的相邻节点。
预测更新子模块，用于基于从时钟的所有相邻节点的状态估计值对从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到从时钟的所有相邻节点的误差估计值。
权重调整子模块，用于调整多条历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
可选地，权重调整子模块还用于通过以下方式确定历史主从时钟时间同步路径的融合权重：确定从时钟的每个相邻节点的权重因子；基于从时钟的每个相邻节点的权重因子和从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定从时钟的每个相邻节点对应的历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
对于从时钟的每个相邻节点的权重因子，可以确定从时钟的每个相邻节点对应的历史主从时钟时间同步路径的同步时间；确定从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；基于同步时间和特征值确定从时钟的每个相邻节点的权重因子。从时钟对应的估计协方差矩阵可以包括从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
误差融合子模块，用于根据调整后的多条历史主从时钟时间同步路径的融合权重对从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到误差补偿信息。
在本实施例中，滤波计算模块可以实现基于扩散卡尔曼滤波器的融合通信终端自适应误差补偿。
为了更清楚地理解本发明，下面以具体实施例进行说明：
(1)融合通信终端时钟模型
融合通信终端无线网格网络3中的所有融合通信终端作为授时设备并维护一个本地时钟，定义t时刻融合通信终端基于本地时钟生成的本地时间为Tl(t)。主时钟向融合通信终端传递的精确参考时间为Tm(t)，定义融合通信终端i在t时刻与参考时间的时间偏差θi，t为：
θi，t＝Tl(t)-Tm(t) (1)
本地时钟基于自身晶体振荡器产生本地时间的速率fl(t)与网络时间同步速率fm(t)之差为融合通信终端i在t时刻的时钟漂移γi，t，可表示为：
γi，t＝fl(t)-fm(t) (2)
其中，
当γi，t不为零时，主-从时间偏差会随着时间积累，因此从时钟不仅需要根据主时钟下发的精确参考时间Tm(t)调整本地时间Tl(t)，也需要根据网络时间同步速率fm(t)调整本地时钟生成速率fl(t)。
在时间同步周期t的状态方程可表示为：
θi，t＝θi，t-1+γi，t-1*t0+ωθ (3)
γi，t＝γi，t-1+ωγ (4)
其中，θi，t-1表示融合通信终端i在t-1时刻与参考时间的时间偏差，γi，t-1表示融合通信终端i在t-1时刻的时钟漂移；t0表示同步更新间隔，ωθ表示时钟偏差高斯白噪声，方差为ωγ表示时钟漂移高斯白噪声，方差为/>
定义融合通信终端i在t时刻的状态向量表示为xi，t＝[θi，t，γi，t]T，上述时间同步周期t的状态方程的矩阵形式为：
xi，t＝Ai，txi，t-1+ωi，t-1 (5)
其中，表示状态转移矩阵，xi，t-1表示融合通信终端i在t-1时刻的状态向量，ωi，t-1＝[ωθ，ωγ]T表示融合通信终端i在t-1时刻的噪声向量。
(2)基于扩散卡尔曼滤波器的融合通信终端自适应误差补偿
1)生成融合通信终端历史主从时钟时间同步路径网络拓扑
G＝(V，E)表示5G融合网络接入侧其中的一个无线Mesh子网模型，V表示融合通信终端节点集合，E表示节点间链路集合。对于接受时间同步与误差补偿的融合通信终端节点n∈V，考虑其在一段时间间隔ΔT内的多条历史主从时钟时间同步路径，定义集合路径集合为Pn，其中包含m条历史主从时钟时间同步路径pi∈Pn，i＝1，2，...，m。Pn中所有路径pi包含的节点与边组成G的一个子图G′n，用于表示融合通信终端n的历史主从时钟时间同步路径网络拓扑。定义G′n中融合通信终端节点n的相邻节点集合为相邻节点/>
2)同步路径观测模型
主从时钟时间同步路径中相邻的节点i与j根据图2所示的时间戳报文交换过程获得观测值：
其中，t1表示主时钟的授时消息离开时间戳，t2表示从时钟的授时消息到达时间戳，t3表示从时钟的授时消息离开时间戳，t4表示主时钟的授时消息到达时间戳，di，j和dj，i表示融合通信终端i到j之间的往返时延，由于无线链路中存在噪声干扰以及主从时钟时间同步路径变化，双向往返时延通常不相等。θ为节点i与j之间的时钟偏移。
由表达式(6)得到时钟偏差观测值为：
时钟偏差观测值θ(M)与真实值θ间存在偏差，该偏差是由无线网络中主从节点间的往返时延不对称引起的，t时刻时钟偏差观测方程表示为：
θ(M)t＝θt+ω(θM) (8)
其中，θ(M)t表示t时刻时钟偏差观测值，θt表示t时刻时钟偏移，ω(θM)表示时钟偏移的观测噪音。
时钟漂移的观测方程可表示为：
其中，θ(M)t-1表示t-1时刻时钟偏差观测值，γ(M)t表示t时刻时钟漂移观测值。
定义t时刻融合通信终端i的观测向量为yi，t＝[θ(M)i，t，γ(M)i，t]T，观测方程的矩阵表达形式为：
yi，t＝Hi，txi，t-1+ω(θM)i，t-1 (10)
为观测参数矩阵，ω(θM)i，t-1表示融合通信终端i在t-1时刻的时钟漂移的观测噪声。
授时消息由主时钟发起，在融合通信终端无线网格网络3中逐跳传递至从时钟形成主从时钟时间同步路径，融合通信终端在授时消息传递过程中逐跳转发并记录到达-离开时间戳对，路径上相邻的融合通信终端交换时间戳并对本地时钟观测值进行滤波更新。通过上述方式，融合通信终端i的一条主从时钟时间同步路径上的所有的融合通信终端完成对本地时钟的卡尔曼滤波更新，并将噪声协方差进行逐跳传递。状态更新过程如下：
其中，Ki，t表示融合通信终端i在t时刻的卡尔曼滤波增益矩阵，Pi，t表示融合通信终端i在t时刻的估计误差协方差矩阵，Pi，t|t-1表示先验估计的误差协方差矩阵，表示Hi，t的转置矩阵，Ri，t表示测量噪声协方差，/>表示后验估计向量，/>表示先验估计向量，Pi，t|t表示后验估计的误差协方差矩阵，I表示单位矩阵。
假设主从时钟时间同步路径pi包含k个节点，为起始节点，接收补偿的融合通信终端/>为终止节点，则/>的相邻节点/>位于/>的相邻节点集合中，即从/>开始，与相邻节点通过时间戳报文交换的方式进行滤波更新，直至/>的噪声协方差包含了整条主从时钟时间同步路径的观测噪声。之后，对所有的pi∈Pn，i＝1，2，...，m进行相同的滤波更新操作。
(3)扩散卡尔曼滤波器更新
经过同步路径观测更新阶段，融合通信终端i在一段时间内的多条历史主从时钟时间同步路径将其估计值与不同路径的噪声协方差传递至融合通信终端n的相邻节点在扩散更新阶段，融合通信终端i结合所有相邻节点的估计值对本地时钟偏差进行预测更新。定义扩散矩阵C∈RN×N，N为相邻节点个数，扩散矩阵满足以下条件：
其中，扩散矩阵的所有元素为N×1向量。
通过改变扩散矩阵中权重，实现对融合通信终端时间同步的自适应误差补偿。估计协方差矩阵Pi，t由状态噪声协方差Qi，t和测量噪声协方差Ri，t组成，可用来度量t时刻噪声干扰下的电力业务授时估计精度，Pi，t的矩阵特征值可以表示每个维度噪声对电力业务授时估计精度的影响。由于Pi，t是一个对称矩阵，本方案使用Tr(Pi，t)来表示协方差矩阵的特征值。此外，由于时钟漂移的影响，时间偏差会随着时间的累积增大。因此对于多条不同时刻的历史主从时钟时间同步路径，本方案认为越接近t时刻的同步路径的误差越小，因此在扩散过程中应该为其分配更大的权重。相邻节点j代表的主从时钟时间同步路径的同步时间为定义结合历史同步时间与噪声协方差矩阵的权重因子为：
从时钟用于融合相邻节点估计的权值cj，t表示为：
在扩散更新过程中，从时钟将自身和相邻节点的估计进行凸组合来获得更为精确的后验估计，扩散更新过程表示为：
其中，表示扩散更新的先验估计向量，/>表示扩散更新的后验估计向量，Pi，t+1|t表示扩散更新的后验估计的误差协方差矩阵，Qt表示测量噪声协方差矩阵。
最后从时钟根据时间偏差滤波结果更新本地时钟时间。
下面通过仿真评估本实施例方案的有效性。
5G融合通信无线融合通信终端无线网格网络3中的融合通信终端本地时间频率为10MHz，仿真时间为180s，同步周期设置为1s。通过仿真可以得到接收误差补偿前的时钟偏差情况，其结果如图3所示。
使用本实施例方案对融合通信终端的时钟偏差进行精度补偿，结果如图4所示。
对比误差补偿前后的结果，可以看出，使用本实施例方案可以有效降低主从时钟间的时钟偏差。
请参照图5，图5是本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步方法的流程示意图。该方法应用于云服务器，如图5所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤501、接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和目标融合通信终端的信息的同步；
步骤502、响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
步骤503、在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
步骤504、将误差补偿信息发送给目标融合通信终端，以使目标融合通信终端基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将目标授时消息发送给电力业务终端。
在本实施例中，在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息之后进行集中误差补偿，可以将授时消息传递和误差补偿解耦，实现对融合通信网络广覆盖场景下电力业务的精确授时。
在一种示例实施例中，步骤503包括：
步骤5031、对所述主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的所述各融合通信终端上报的时间戳报文；所述时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳；
步骤5032、基于所述时间戳报文计算所述主从时钟时间同步路径的传播时延；
步骤5033、在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、所述主从时钟时间同步路径的传播时延以及所述电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略；
步骤5034、利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息。
在本实施例中，可以实现基于扩散卡尔曼滤波器的误差补偿，可以提升时间同步精度，增强电力5G融合通信网络时间同步***的授时稳定性。
在一种示例实施例中，步骤5034包括：
在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值；
将噪声协方差和所述状态估计值沿所述历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至所述从时钟的相邻节点；
基于所述从时钟的所有相邻节点的状态估计值对所述从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值；
调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重；
根据调整后的多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重对所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到所述误差补偿信息。
在本实施例中，可以实现基于扩散卡尔曼滤波器的融合通信终端自适应误差补偿。
在一种示例实施例中，还包括：
步骤5035、确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子；
步骤5036、基于所述从时钟的每个相邻节点的权重因子和所述从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
在一种示例实施例中，步骤5035包括：
确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的同步时间；
确定所述从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；
基于所述同步时间和所述特征值确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子。
在一种示例实施例中，所述从时钟对应的估计协方差矩阵包括所述从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
下面对本发明提供的电力5G融合通信网络时间同步装置进行描述，下文描述的电力5G融合通信网络时间同步装置与上文描述的电力5G融合通信网络时间同步方法可相互对应参照。
请参照图6，图6是本发明实施例提供的电力5G融合通信网络时间同步装置的结构示意图。该装置应用于云服务器，如图6所示，该装置可以包括：
同步请求接收模块601，用于接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和目标融合通信终端的信息的同步请求；
同步路径生成模块602，用于响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
补偿信息生成模块603，用于在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
补偿信息发送模块604，用于将误差补偿信息发送给目标融合通信终端，以使目标融合通信终端基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将目标授时消息发送给电力业务终端。
在一种示例实施例中，补偿信息生成模块603包括：
接收子模块，用于对所述主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的所述各融合通信终端上报的时间戳报文；所述时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳；
计算子模块，用于基于所述时间戳报文计算所述主从时钟时间同步路径的传播时延；
第一生成子模块，用于在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、所述主从时钟时间同步路径的传播时延以及所述电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略；
第二生成子模块，用于利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息。
在一种示例实施例中，第二生成子模块包括：
更新单元，用于在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值；
传递单元，用于将噪声协方差和所述状态估计值沿所述历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至所述从时钟的相邻节点；
预测单元，用于基于所述从时钟的所有相邻节点的状态估计值对所述从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值；
调整单元，用于调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重；
融合单元，用于根据调整后的多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重对所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到所述误差补偿信息。
在一种示例实施例中，第二生成子模块还包括：
第一确定单元，用于确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子；
第二确定单元，用于基于所述从时钟的每个相邻节点的权重因子和所述从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
在一种示例实施例中，第一确定单元具体用于：
确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的同步时间；
确定所述从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；
基于所述同步时间和所述特征值确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子。
在一种示例实施例中，所述从时钟对应的估计协方差矩阵包括所述从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
图7示例了一种云服务器的实体结构示意图，如图7所示，该云服务器可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行电力5G融合通信网络时间同步方法，该方法包括：
接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和目标融合通信终端的信息的同步；
响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
将误差补偿信息发送给目标融合通信终端，以使目标融合通信终端基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将目标授时消息发送给电力业务终端。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明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，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的电力5G融合通信网络时间同步方法，该方法包括：
接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和目标融合通信终端的信息的同步；
响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
将误差补偿信息发送给目标融合通信终端，以使目标融合通信终端基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将目标授时消息发送给电力业务终端。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的电力5G融合通信网络时间同步方法，该方法包括：
接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和目标融合通信终端的信息的同步；
响应同步请求，基于目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以目标节点为主时钟、以目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
在从时钟接收到主时钟通过主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
将误差补偿信息发送给目标融合通信终端，以使目标融合通信终端基于误差补偿信息对授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将目标授时消息发送给电力业务终端。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (15)
1.一种电力5G融合通信网络时间同步***，其特征在于，包括：电力5G核心网、5G基站、融合通信终端无线网格网络、电力业务终端和云服务器；其中：
所述电力业务终端用于向所述融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端发送电力业务授时请求；
所述目标融合通信终端用于响应所述电力业务授时请求，向所述云服务器发送携带电力业务授时精度需求信息和所述目标融合通信终端的信息的同步请求；
所述云服务器用于响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从所述电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过所述5G基站的主从时钟时间同步路径，并在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
所述目标融合通信终端还用于接收所述云服务器发送的所述误差补偿信息，基于所述误差补偿信息对所述授时消息进行补偿，得到目标授时消息；
所述电力业务终端还用于接收所述从时钟发送的所述目标授时消息。
2.根据权利要求1所述的电力5G融合通信网络时间同步***，其特征在于，所述云服务器包括：
同步控制模块，用于响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从所述电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过所述5G基站的主从时钟时间同步路径；
时间戳管理模块，用于对所述主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的所述各融合通信终端上报的时间戳报文；所述时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳；
同步路径时延计算模块，用于基于所述时间戳报文计算所述主从时钟时间同步路径的传播时延；
补偿策略生成模块，用于在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、所述主从时钟时间同步路径的传播时延以及所述电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略；
滤波计算模块，用于利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息。
3.根据权利要求2所述的电力5G融合通信网络时间同步***，其特征在于，所述滤波计算模块包括：
同步更新子模块，用于在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值；
传递子模块，用于将噪声协方差和所述状态估计值沿所述历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至所述从时钟的相邻节点；
预测更新子模块，用于基于所述从时钟的所有相邻节点的状态估计值对所述从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值；
权重调整子模块，用于调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重；
误差融合子模块，用于根据调整后的多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重对所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到所述误差补偿信息。
4.根据权利要求3所述的电力5G融合通信网络时间同步***，其特征在于，所述权重调整子模块还用于通过以下方式确定所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重：
确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子；
基于所述从时钟的每个相邻节点的权重因子和所述从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
5.根据权利要求4所述的电力5G融合通信网络时间同步***，其特征在于，所述权重调整子模块具体用于通过以下方式确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子：
确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的同步时间；
确定所述从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；
基于所述同步时间和所述特征值确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子。
6.根据权利要求5所述的电力5G融合通信网络时间同步***，其特征在于，所述从时钟对应的估计协方差矩阵包括所述从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
7.一种电力5G融合通信网络时间同步方法，其特征在于，应用于云服务器，所述方法包括：
接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和所述目标融合通信终端的信息的同步；
响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
将所述误差补偿信息发送给所述目标融合通信终端，以使所述目标融合通信终端基于所述误差补偿信息对所述授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将所述目标授时消息发送给所述电力业务终端。
8.根据权利要求7所述的电力5G融合通信网络时间同步方法，其特征在于，所述在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息，包括：
对所述主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端进行调度，接收调度的所述各融合通信终端上报的时间戳报文；所述时间戳报文包括授时消息到达时间戳和授时消息离开时间戳；
基于所述时间戳报文计算所述主从时钟时间同步路径的传播时延；
在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于不同融合通信终端的历史主从时钟时间同步路径的网络拓扑图、所述主从时钟时间同步路径的传播时延以及所述电力业务授时精度需求信息，生成基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略；
利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息。
9.根据权利要求8所述的电力5G融合通信网络时间同步方法，其特征在于，所述利用所述基于扩散卡尔曼滤波器的自适应误差补偿策略调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重，生成所述误差补偿信息，包括：
在所有历史主从时钟时间同步路径上的各融合通信终端与相邻节点交换时间戳报文的同时更新状态估计值；
将噪声协方差和所述状态估计值沿所述历史主从时钟时间同步路径逐跳传递至所述从时钟的相邻节点；
基于所述从时钟的所有相邻节点的状态估计值对所述从时钟的所有相邻节点的本地时钟偏差进行预测更新，得到所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值；
调整多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重；
根据调整后的多条所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重对所述从时钟的所有相邻节点的误差估计值进行融合，得到所述误差补偿信息。
10.根据权利要求9所述的电力5G融合通信网络时间同步方法，其特征在于，还包括：
确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子；
基于所述从时钟的每个相邻节点的权重因子和所述从时钟的所有相邻节点的总权重因子之间的比值，确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的融合权重。
11.根据权利要求10所述的电力5G融合通信网络时间同步方法，其特征在于，所述确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子，包括：
确定所述从时钟的每个相邻节点对应的所述历史主从时钟时间同步路径的同步时间；
确定所述从时钟对应的估计协方差矩阵的特征值；
基于所述同步时间和所述特征值确定所述从时钟的每个相邻节点的权重因子。
12.根据权利要求11所述的电力5G融合通信网络时间同步方法，其特征在于，所述从时钟对应的估计协方差矩阵包括所述从时钟对应的状态噪声协方差和测量噪声协方差。
13.一种电力5G融合通信网络时间同步装置，其特征在于，应用于云服务器，所述装置包括：
同步请求接收模块，用于接收融合通信终端无线网格网络中的目标融合通信终端响应电力业务终端发送的电力业务授时请求发送的携带电力业务授时需求信息和所述目标融合通信终端的信息的同步请求；
同步路径生成模块，用于响应所述同步请求，基于所述目标融合通信终端的信息从电力5G核心网的各节点中确定目标节点，生成以所述目标节点为主时钟、以所述目标融合通信终端为从时钟、且经过5G基站的主从时钟时间同步路径；
补偿信息生成模块，用于在所述从时钟接收到所述主时钟通过所述主从时钟时间同步路径传输的授时消息后，基于扩散卡尔曼滤波器结合所述电力业务授时精度需求信息生成误差补偿信息；
补偿信息发送模块，用于将所述误差补偿信息发送给所述目标融合通信终端，以使所述目标融合通信终端基于所述误差补偿信息对所述授时消息进行补偿，得到目标授时消息，并将所述目标授时消息发送给所述电力业务终端。
14.一种云服务器，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7至12任一项所述的电力5G融合通信网络时间同步方法。
15.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至12任一项所述的电力5G融合通信网络时间同步方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311005092.8A CN117042111A (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 电力5g融合通信网络时间同步***、方法和设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311005092.8A CN117042111A (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 电力5g融合通信网络时间同步***、方法和设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN202311005092.8A Pending CN117042111A (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 电力5g融合通信网络时间同步***、方法和设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117318871A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 四川蜀能电科能源技术有限公司 | 一种电力监控***时间保护方法、设备和介质 |
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2023
- 2023-08-09 CN CN202311005092.8A patent/CN117042111A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117318871A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 四川蜀能电科能源技术有限公司 | 一种电力监控***时间保护方法、设备和介质 |
| CN117318871B (zh) * | 2023-11-29 | 2024-02-27 | 四川蜀能电科能源技术有限公司 | 一种电力监控***时间保护方法、设备和介质 |
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