一種自動校時的IEEE 1588v2精確時間同步算法*

黃 盛，卓 越，金 鑫，文 安，任 智，武 楊**，黃希凱

（1.中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院，廣州　510663；2.中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣州　510623；3.重慶郵電大學(xué)移動通信技術(shù)重慶市重點實驗室，重慶　400065）

一種自動校時的IEEE 1588v2精確時間同步算法*

黃 盛1，卓 越1，金 鑫2，文 安2，任 智3，武 楊**3，黃希凱3

（1.中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院，廣州510663；2.中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣州510623；3.重慶郵電大學(xué)移動通信技術(shù)重慶市重點實驗室，重慶400065）

為解決IEEE 1588v2單步模式時間同步算法中存在的時間戳不精確和同步報文丟失時誤差增大的問題，提出了一種更精確的時間同步算法——自動校時的IEEE1588v2時間同步算法（ACTS）。當(dāng)同步報文丟失時，ACTS算法使用時間偏差的歷史均值自動進(jìn)行校時，并采用時間戳補(bǔ)償?shù)男聶C(jī)制提高同步精度，從而降低偏差和延時誤差，減小了同步誤差。仿真結(jié)果表明：與IEEE 1588v2單步模式時間同步算法相比，在同步報文未丟失和丟失的情況下，ACTS的同步誤差均值分別至少降低了90.2%和89%。所提算法對于提高IEEE 1588v2單步模式的時間精度具有促進(jìn)作用和現(xiàn)實意義。

網(wǎng)絡(luò)時間同步；誤差校正；自動校時；歷史均值

1　引　言

隨著網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)對時間同步精度的要求更為嚴(yán)格，現(xiàn)有時間同步技術(shù)無法滿足太高的時間精度要求［1-2］。而IEEE 1588v2［3］采用精確時間同步協(xié)議（Precision Time Protocol，PTP）發(fā)送同步報文傳遞同步信息，其同步精度可以達(dá)到亞微秒級別，能夠滿足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中智能電子設(shè)備時鐘同步精度的要求，可應(yīng)用于未來的智能電網(wǎng)和數(shù)字化變電站等領(lǐng)域［4］。

我們經(jīng)過實測和仿真發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的IEEE 1588v2單步模式時間同步算法在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障導(dǎo)致同步報文丟失的情況下，同步誤差會明顯增大，有可能引起使用它的部分設(shè)備達(dá)不到同步精度要求或失去同步，從而對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運行帶來危害，而在現(xiàn)有的相關(guān)研究中尚未見到對此問題的有效解決辦法。文獻(xiàn)［5］針對以太網(wǎng)通信路徑不對稱的情況，提出了一種加權(quán)修正的時間同步改進(jìn)算法，但未能考慮到網(wǎng)絡(luò)狀況的變化。文獻(xiàn)［6］提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)區(qū)分服務(wù)調(diào)度模型的同步報文路徑延時誤差修正算法，用于解決變電站網(wǎng)絡(luò)同步報文傳輸?shù)牟豢煽恳约奥窂綍r延不確定等問題。文獻(xiàn)［7］基于IEEE 1588v2標(biāo)準(zhǔn)提出了一種不對稱時延修正模型，用該模型選取樣本值對從時鐘進(jìn)行修正。文獻(xiàn)［8］采用卡爾曼濾波器估計主從時鐘之間的時鐘偏差、時鐘漂移等，然后使用估計值對從時鐘進(jìn)行補(bǔ)償與修正。為此，本文提出一種更精確的同步算法——自動校時的IEEE 1588v2時間同步算法（an Automatic Calibration Time Synchronization algorithm for IEEE 1588v2，ACTS），在同步報文丟失時，從時鐘用偏差的歷史均值自動校時，并且在校時過程中使用補(bǔ)償時間戳機(jī)制來提高算法的同步精度，從而消除報文丟失引入的延時和偏差誤差，減小同步誤差。

2　時間同步算法原理與問題描述

2.1IEEE 1588v2單步模式時間同步算法原理

IEEE 1588v2單步模式時間同步算法可分為偏差測量和延時測量兩個階段［9］。

第一階段為偏差測量階段，從時鐘計算與主時鐘之間的偏差值用于修正自己的時間［10］。如圖1虛線以上部分所示，從時鐘獲得了T1和T2兩個時間戳后利用式（1）去計算主從時鐘的偏差值Offset∶

從時鐘計算出Offset值后，用當(dāng)前時間減去Offset，使自己與主時鐘同步。

第二階段為延時測量階段，主要測量報文在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的延遲時間［11］。如圖1虛線以下部分所示，從時鐘在T3時向主時鐘發(fā)送Delay_Req報文。主時鐘在T4時收到該報文后，并將T4放入Delay_ Resp報文中發(fā)回給從時鐘。當(dāng)從時鐘收到Delay_ Resp報文后可得到式（2）∶

然后由式（1）和式（2）得到網(wǎng)絡(luò)傳輸延時∶

圖1　IEEE 1588v2單步模式時間同步過程Fig.1 Time synchronization procedure of IEEE 1588v2 single-step mode time synchronization algorithm

2.2問題描述

IEEE 1588v2單步模式時間同步算法存在同步報文發(fā)生時時間戳不夠精確和同步包丟失時同步誤差增大兩個問題。

2.2.1同步報文發(fā)生時時間戳不精確

在單步模式延時請求測量機(jī)制中，Sync同步報文攜帶的時間戳T1，并不是同步報文真實的發(fā)送時間。因為當(dāng)Sync要發(fā)送時，主時鐘會取下當(dāng)前系統(tǒng)時間值T1，之后將T1寫入Sync報文中，最后在TS時刻發(fā)送出去；由于取系統(tǒng)時間和將T1寫入Sync報文都會消耗時間，因此Sync報文攜帶的T1值小于真實的報文發(fā)送時刻值TS，它們之間存在一個不為零的差值Δt。Δt的存在會影響Offset和Delay計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致時鐘同步精度下降。

2.2.2同步報文丟失時同步誤差增大

在網(wǎng)絡(luò)運行過程中，有時會出現(xiàn)鏈路或節(jié)點故障導(dǎo)致同步報文丟失的情況，如圖2所示。IEEE1588v2單步模式同步算法根據(jù)式（3）計算Delay值時以式（1）和式（2）中的Offset值相等為前提，但由于從時鐘接收Sync報文與Delay報文的時刻不同，那么相應(yīng)的時間偏差值Offset也有所不同。分別設(shè)式（1）與式（2）中的Offset值為Offset1和Offset2，因此式（3）變?yōu)?/p>

式中∶ΔT/2為Delay的計算值與實際值之間的偏差。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障導(dǎo)致同步報文Sync丟失時，從時鐘不能正常啟動校時操作，難以及時修正偏差，會造成偏差積累ΔT/2的值增加，從而所測Delay值增大；當(dāng)在偏差測量階段使用此Delay值，會使Offset偏小，最終導(dǎo)致誤差增大。

圖2　同步報文丟失示意圖Fig.2 Illustration of the Sync message being lost

3　ACTS算法

為了有效解決時間戳不精確和同步報文丟失導(dǎo)致同步誤差增大的問題，我們基于IEEE 1588v2提出了ACTS算法，用時間戳補(bǔ)償和自動校時來消除同步誤差的增加。

3.1ACTS算法的新機(jī)制

本文在ACTS算法中設(shè)計了時間戳補(bǔ)償和同步報文丟失自動校時兩種新機(jī)制。

3.1.1時間戳補(bǔ)償

在主時鐘中，每進(jìn)行一次操作就會執(zhí)行一段相應(yīng)的代碼，而每段代碼都有自己的運行時間，因此可以計算出T1時刻到TS時刻所執(zhí)行的代碼的總運行時間，并將該值與T1一起填入Sync報文中，從時鐘收到Sync報文后再對T1進(jìn)行補(bǔ)償。

假設(shè)主時鐘從T1時刻到TS時刻需要進(jìn)行取當(dāng)前時刻值、寫入時刻值和發(fā)送報文3個操作，對應(yīng)的代碼執(zhí)行時間為t1、t2和t3，代碼總運行時間t=t1+ t2+t3。將t值寫入到Sync報文的Reserved字段中與T1一起發(fā)送出去。因此，公式（1）改進(jìn)為

3.1.2同步報文丟失自動校時

針對同步報文丟失，會導(dǎo)致時間偏差的不正常積累，且從時鐘無法觸發(fā)校時的情況。在ACTS算法中，從時鐘在設(shè)定計時時間內(nèi)，未收到同步報文，由從時鐘設(shè)定的定時器觸發(fā)校時。由計算的時間偏差的歷史平均值代替應(yīng)收到同步報文的偏差值，從而避免了因未正常校時而導(dǎo)致的偏差積累。

3.2ACTS算法主要操作

3.2.1偏差測量階段

ACTS算法的偏差測量主要由自動校時完成，包括5個步驟。

步驟1 主時鐘以周期T（默認(rèn)為2 s）發(fā)送同步報文，從時鐘根據(jù)預(yù)設(shè)時間閾值1T（T為周期）設(shè)置定時器，判斷主時鐘發(fā)送的同步報文是否發(fā)生丟失或延遲。

步驟2 在時間閾值結(jié)束時，如果從時鐘是連續(xù)正常接收到同步報文，則使用該同步報文進(jìn)行校時，從時鐘的定時器重新開始計時，并使用公式（6）計算偏差值。如果是在報文丟失后，從時鐘第一次正常接收同步報文，則使用延時的歷史均值替換測量值，即當(dāng)前延時測量過程計算的Delay為Delayave，則根據(jù)

計算偏差值。從時鐘根據(jù)歷次偏差測量得到的Offset值計算其平均值Offsetave∶

式中∶Offseti為從時鐘第i次連續(xù)成功收到同步報文計算出的Offset值；n為一段時間（缺省可取24 h）內(nèi)的成功接收次數(shù)。然后執(zhí)行步驟5。

步驟3 如果在時間閾值結(jié)束時，沒有收到同步報文，則認(rèn)為同步報文丟失。此時，使用步驟2中計算出的最近一次的Offsetave值來代替正常校時中的Offset值并執(zhí)行步驟5進(jìn)行自動校時。校時后，從時鐘的定時器重新開始計時。

步驟4 如果在時間閾值內(nèi)收到上一個時間段對應(yīng)的同步報文，則認(rèn)為該同步報文延時，于是不再用它進(jìn)行校時；從收到它的時刻起，定時器重新計時。

步驟5 從時鐘用當(dāng)前時間減去偏差值，得到校時后的時間，完成從時鐘的校時過程。

3.2.2延時測量階段

ACTS算法的延時測量階段主要測量報文在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的延遲時間。

步驟1 從時鐘周期向主時鐘發(fā)送Delay_Req報文，收到Delay_Resp報文后通過公式（5）計算得到傳輸延時Delay。

步驟2 在延時測量過程中，若計算出的Delay與Delayave的差值大于1 μs，則用Delayave代替Delay。延時的歷史平均值計算方法如下∶

式中∶Delayi為從時鐘第i次成功同步時所使用的Delay值；n為一段時間內(nèi)的成功測量次數(shù)。

3.3性能對比分析

關(guān)于ACTS算法的同步性能，有如下引理。

引理∶ACTS算法的同步性能優(yōu)于1588v2單步模式定義的時間同步算法。

證明∶由于主時鐘發(fā)送的同步報文攜帶的時間戳T1和真實的發(fā)送時間之間有Δt的差值，即真實的Offset值為

由于ACTS算法采用時間戳補(bǔ)償機(jī)制，則所得的Offset值為

而由1588v2時間同步算法在校時中，所得值為

由于同步誤差的計算公式為

則由公式（10）～（13）可分別得ACTS和1588v2算法的同步誤差為

在時間戳補(bǔ)償中，由于ACTS算法的補(bǔ)償時間t（正相關(guān)于指令執(zhí)行時間）大于0，則有

在發(fā)生丟包情況下，延時會增大，但由于ACTS機(jī)制采用自動校時將盡可能縮小因丟包導(dǎo)致的延時增大，而1588v2不能減少由于丟包導(dǎo)致的延時增大，則可得到

由于同步誤差越小同步精度越高，所以綜上所述，ACTS算法的同步優(yōu)于1588v2定義的時間同步算法。

證畢。

4　仿真分析

4.1仿真設(shè)置

為了驗證ACTS算法的有效及性能，使用OPNET仿真軟件對它和IEEE 1588v2單步模式時間同步算法進(jìn)行仿真比較。參照文獻(xiàn)［6］和［12］設(shè)置環(huán)境條件，鏈路故障分布為泊松分布，參數(shù)如表1所示。為了盡量貼近實際情形，采用廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）路徑，分為單跳場景和多跳場景，每個場景均設(shè)置丟包與不丟包兩種情況。仿真統(tǒng)計量為兩種場景的時間同步誤差，即校時后主從時間之差，并對同步誤差的均值和最大值進(jìn)行比較。

表1　仿真實驗參數(shù)表Tab.1 Simulation parameters

4.2仿真結(jié)果分析

4.2.1同步報文未丟失

（1）同步誤差

圖3為同步報文未丟失時同步誤差均值的比較結(jié)果。從圖中可看出，無論是在單跳還是在多跳場景中，同步報文未丟失時，由于ACTS采用時間戳補(bǔ)償機(jī)制，修正了主時鐘發(fā)送同步報文的時間，使得在校時時，縮小了從時鐘和主時鐘時間之間的誤差。ACTS算法的同步性能優(yōu)于1588v2算法。

圖3　同步報文未丟失時同步誤差均值比較Fig.3 Comparison of the average time synchronization error when Sync message is not lost

（2）同步誤差的均值和最大值

兩種算法未丟失同步報文時的同步誤差均值（取10次仿真的統(tǒng)計結(jié)果）與最大值如表2所示，可見ACTS的同步誤差均值至少降低了90.2%，最大值至少降低了89%。

表2　同步報文未丟失時同步誤差均值和最大值比較Tab.2 Comparison of average synchronization error and max synchronization error when Sync message is not lost

4.2.2同步報文丟失

（1）同步誤差

圖4為在同步報文丟失時1588v2和ACTS的同步誤差均值的比較。從圖4可見，由于同步報文的丟失，采用1588v2算法的從時鐘在收到同步報文后統(tǒng)計的同步誤差不均勻且誤差較大，即圖中跳變的點。這是由于同步報文的丟失使同步誤差出現(xiàn)較大波動（報文丟失時同步誤差明顯增加）造成的。由于ACTS算法采用了自動校時機(jī)制，彌補(bǔ)了丟包時的誤差點，使同步誤差分布均勻，且相對更小并一直保持平穩(wěn)，說明它有效避免了同步報文丟失對時間同步性能的影響。

圖4　同步報文丟失時同步誤差均值比較Fig.4 Comparison of the average time synchronization error when Sync message is lost

（2）同步誤差的均值和最大值

兩種算法的同步均值（取10次仿真的統(tǒng)計結(jié)果）和最大值如表3所示，可看出兩者的數(shù)值差異巨大。丟失同步報文時的同步誤差均值與最大值如表3所示，可見ACTS的同步誤差均值至少降低了89%，最大值至少降低了99.8%。

表3　同步報文丟失時同步均值和最大值比較Tab.3 Comparison of average synchronization error and max synchronization error when Sync message is lost

5　結(jié)束語

本文基于現(xiàn)有IEEE 1588v2單步模式時間同步算法，針對同步報文時間戳不精確和同步報文丟失時同步誤差明顯增大的問題，提出了一種包含“時間戳補(bǔ)償”和“同步報文丟失時自動校時”兩種新機(jī)制的時間同步新算法，解決了丟同步報文導(dǎo)致誤差增大的問題，提高了同步精度。理論分析與仿真結(jié)果顯示提升效果明顯且具有一定普遍意義。由于本文算法原理清晰、操作可行且簡捷，從而為滿足電力系統(tǒng)的時間同步需求提供了更有利的現(xiàn)實條件。在未來的研究中，我們將以本文算法為基礎(chǔ)，進(jìn)一步開展實踐研究。

［1］ 易勝藍(lán).嵌入式Linux下IEEE 1588時間同步的實現(xiàn)［J］.電訊技術(shù)，2012，52（5）∶800-803.

YI Shenglan.Implementation of IEEE 1588 time synchronization under embedded Linux［J］.Telecommunication Engineering，2012，52（5）∶800-803.（in Chinese）

［2］ GURUSWAMY A，BLUM R S，KISHORES，et al.Performance lower bounds for phase offset estimation in IEEE 1588 synchronization［J］.IEEE Transactions on Communications，2015，63（1）∶243-253.

［3］ IEEE Std 1588-2008，IEEE standard for a precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems［S］.

［4］ CHEN W，SUN J H，ZHANG L，et al.An implementation of IEEE 1588 protocol for IEEE 802.11 WLAN［J］. Wireless Networks，2015，21（6）∶1-17.

［5］ 李學(xué)橋，陳園，梁爽.基于IEEE 1588協(xié)議的精確時鐘同步算法改進(jìn)［J］.計算機(jī)工程與科學(xué)，2011，33（2）∶42-45.

LI Xueqiao，CHEN Yuan，LIANG Shuang.Improvement of the precise time synchronization algorithm based on IEEE 1588［J］.Computer Engineering&Science，2011，33（2）∶42-45.（in Chinese）

［6］ 黎銳烽，曾祥君，李澤文，等.IEEE 1588同步時鐘網(wǎng)絡(luò)時延誤差的分析及修正［J］.電力系統(tǒng)自動化，2012，36（12）∶82-87.

LI Ruifeng，ZENG Xiangjun，LI Zewen，et al.Analysis and correction methods for network time-delay error of IEEE 1588 synchronization clock［J］.Automation of Electric Power Systems，2012，36（12）∶82-87.（in Chinese）

［7］ RAHMAN M，KUNZ T，SCHWARTZ H.Delay asymmetry correc-tion model for master-slave synchronization protocols［C］//Proceedings of 2014 IEEE 28th International Conference on Advanced Information Networking and Applications.Victoria，BC∶IEEE，2014∶1-8.

［8］ 莊曉燕，王厚軍.基于卡爾曼濾波器的IEEE 1588時鐘同步算法［J］.電子測量與儀器學(xué)報，2012，26（9）∶747-751.

ZHUANG Xiaoyan，WANG Houjun.IEEE 1588 clock synchronization algorithm based on Kalman filter［J］. Journal of Electronic Measurement and Instrument，2012，26（9）∶747-751.（in Chinese）

［9］ GIORGI G，NARDUZZI C.Performance analysis of Kalman-filter-based clock synchronization in IEEE 1588 networks［J］.IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，2011，60（8）∶2902-2909.

［10］ 曾棟才，鄧金根，王健，等.PHY對1588時鐘精度影響的研究［J］.計算機(jī)測量與控制，2013，21（10）∶2832-2834.

ZENG Dongcai，DENG Jingen，WANG Jian，et al.Research on the effects of PHY for IEEE 1588 clock precison［J］.Computer Measurement&Control，2013，21（10）∶2832-2834.（in Chinese）

［11］ CORRELL K，BARENDT N，BRANICKY M.Design considerations for software only implementations of the IEEE 1588 precision time protocol［C］//Proceedings of 2005 International IEEE Symposium on Precision Clock Synchronization for Measurement，Control and Communication.Winterthur，Switzer∶IEEE，2005∶11-15.

［12］ ANYAEGBU M，WANG C，BERRIE W.A samplemode packet delay variation filter for IEEE 1588 synchronization［C］//Proceedings of 2012 12th International Conference on ITS Telecommunications（ITST）. Taipei∶IEEE，2012∶1-6.

黃 盛（1978—），男，江西人，碩士，高級工程師，主要從事電力通信及其同步系統(tǒng)的研究與設(shè)計工作；

HUANG Sheng was born in Jiangxi Province，in 1978.He is now a senior engineer with the M.S. degree.His research concerns electric power communication and synchronization system.

Email∶15818885895@139.com

卓 越（1981—），男，江西人，博士，工程師，主要從事電力通信同步系統(tǒng)的研究與設(shè)計工作；

ZHUO Yue was born in Jiangxi Province，in 1981.He is now an engineer with the Ph.D.degree.His research concerns electric power communication and synchronization system.

Email∶zhuoyue@gedi.com.cn

金 鑫（1985—），男，湖南人，碩士，工程師，主要從事電力系統(tǒng)通信方面的運行維護(hù)與理論研究工作；

JIN Xin was born in Hunan Province，in 1985.He is now an engineer with the M.S.degree.His research concerns power system communication maintenance and theory.

文 安（1965—），男，四川人，博士，國家千人計劃專家，主要從事電網(wǎng)保護(hù)控制研究工作；

WEN An was born in Sichuan Province，in 1965.He is an expert of Thousand Talents Plan with the Ph.D.degree.His research concerns power grid protection and control.

任 智（1971—），男，四川人，博士，教授，主要研究方向為寬帶通信網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)；

REN Zhi was born in Sichuan Province，in 1971.He is now a professor with the Ph.D.degree.His research concerns broadband communications network theory and technology.

武 楊（1990—），男，河南人，碩士研究生，主要研究方向為IEEE 1588協(xié)議優(yōu)化與仿真；

WU Yang was born in Henan Province，in 1990.He is now a graduate student.His research concerns optimization and simulation of IEEE 1588 protocol.

Email∶wuyang2016@126.com

黃希凱（1990—），男，廣西人，碩士研究生，主要研究方向為IEEE 1588協(xié)議與優(yōu)化。

HUANG Xikai was born Guangxi Zhuangzu Autonomous Region，in 1990.He is now a graduate student.His research concerns IEEE 1588 protocol and its optimization.

A Precise Time Synchronization Algorithm for IEEE 1558v2 Based on Automatic Time Calibration

HUANG Sheng1，ZHUO Yue1，JIN Xin2，WEN An2，REN Zhi3，WU Yang3，HUANG Xikai3
（1.Guangdong Electric Power Design Institute of China Energy Engineering Group，Guangzhou 510663，China；2.Power Dispatching Control Center of China Southern Power Grid，Guangzhou 510623，China；3.Chongqing Key Laboratory of Mobile Communications Technology，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，China）

∶To solve the problem of the imprecise time stamp and the increasing error in case of losing Sync messages in the time synchronization algorithm of IEEE 1558v2 single-step mode，an automatic calibration time synchronization algorithm（ACTS）is proposed.ACTS utilizes a novel compensation mechanism of time stamps to improve the synchronization accuracy，and automatically conducts error correction with the historical average value of offset when Sync messages are lost.Thus，the error of offset and delay resulted from losing Sync messages is reduced，and the synchronization error is decreased.Simulation results show that compared with IEEE 1588v2 single-step mode time synchronization algorithm，ACTS reduces the average synchronization error by at least 90.2%and 89%when Sync messages are or not lost，respectively. ACTS is useful and feasible for improving the synchronization accuracy of IEEE 1588v2 single-step mode.

∶network time synchronization；error correction；automatic time calibration；historical average values

The National Natural Science Foundation of China（No.613719159）；The Basic and Frontier Research Project of Chongqing（cstc2015jcyjBX0085）；The Collaborative Research Project of the Collaborative Innovation Center（Chongqing）of the New Generation Information Networks and Terminals（N201501）；The Technology Project of China Southern Power Grid（KZD2013-022）

TN919

A

1001-893X（2016）05-0538-06

10.3969/j.issn.1001-893x.2016.05.011

黃盛，卓越，金鑫，等.一種自動校時的IEEE 1588v2精確時間同步算法［J］.電訊技術(shù)，2016，56（5）∶538-543.［HUANG Sheng，ZHUO Yue，JIN Xin，et al.A precise time synchronization algorithm for IEEE 1558v2 based on automatic time calibration［J］.Telecommunication Engineering，2016，56（5）∶538-543.］

2015-09-30；

2016-01-05Received date：2015-09-30；Revised date：2016-01-05

國家自然科學(xué)基金資助項目（613719159）；重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計劃項目（cstc2015jcyjBX0085）；新一代信息網(wǎng)絡(luò)與終端協(xié)同創(chuàng)新中心協(xié)同攻關(guān)項目（N201501）；南方電網(wǎng)科技項目（K-ZD2013-022）

**通信作者：wuyang2016@126.comCorresponding author：wuyang2016@126.com