時(shí)鐘同步方法和時(shí)鐘同步裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種時(shí)鐘同步方法和時(shí)鐘同步裝置。包括：獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差；調(diào)節(jié)輸入晶體振蕩器的控制電壓以改變本地時(shí)鐘，當(dāng)比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為晶體振蕩器的初始電壓；在本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在時(shí)隙內(nèi)接收主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文；根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差；根據(jù)實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)初始電壓，以使得本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)低精度晶體振蕩器的精確時(shí)鐘同步。
【專利說明】時(shí)鐘同步方法和時(shí)鐘同步裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及時(shí)鐘同步【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種時(shí)鐘同步方法和時(shí)鐘同步裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]基于TDMA(Time Divis1n Multiple Access，時(shí)分多址)機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)要正常工作，必須建立網(wǎng)絡(luò)同步。網(wǎng)絡(luò)同步的目的是使主從設(shè)備工作在同一時(shí)鐘上，離開網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)時(shí)鐘設(shè)備毫無意義。目前各類通信設(shè)備的本地時(shí)鐘信號(hào)源一般采用晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)。然而，晶體振蕩器由于存在老化率、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、使用環(huán)境等差異，會(huì)造成各通信設(shè)備之間的頻率漂移，導(dǎo)致。網(wǎng)絡(luò)同步如果出現(xiàn)惡化將導(dǎo)致傳輸信號(hào)中產(chǎn)生大量抖動(dòng)、幀失步、誤碼，甚至網(wǎng)絡(luò)中斷等現(xiàn)象，例如，對(duì)于語音業(yè)務(wù)將產(chǎn)生雜音或干擾；對(duì)于數(shù)據(jù)通信將導(dǎo)致通信速率下降；對(duì)于定位服務(wù)將降低定位精度。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)為了達(dá)到精確時(shí)鐘同步采用的方式是選用高精度晶體振蕩器。高精度的晶體振蕩器輸出的時(shí)鐘的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度相對(duì)于低精度晶體振蕩器將提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，但是成本卻呈幾倍增長。即使如此，隨著使用時(shí)間的增加，高精度晶體振蕩也會(huì)由于個(gè)體的差異造成各個(gè)設(shè)備之間時(shí)間偏差不斷增大，最終導(dǎo)致高精度晶體振蕩器失去其作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)上述存在的問題，提供一種時(shí)鐘同步方法和時(shí)鐘同步裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)低精度晶體振蕩器的精確時(shí)鐘同步。
[0005]本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是提供一種時(shí)鐘同步方法，所述時(shí)鐘同步方法包括:獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將所述本地時(shí)鐘和所述基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差；調(diào)節(jié)輸入所述晶體振蕩器的控制電壓以改變所述本地時(shí)鐘，當(dāng)所述比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為所述晶體振蕩器的初始電壓；在所述本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向所述主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在所述時(shí)隙內(nèi)接收所述主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文；根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差；根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓，以使得所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。
[0006]優(yōu)選地，在所述根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差的步驟之前，所述時(shí)鐘同步方法還包括:判斷所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文是否為首次接收；如果所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，計(jì)算所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文在所述從時(shí)鐘設(shè)備和所述主時(shí)鐘設(shè)備之間的傳輸延時(shí)；根據(jù)所述傳輸延時(shí)調(diào)節(jié)所述初始電壓，以消除所述傳輸延時(shí)帶來的時(shí)鐘偏差。
[0007]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘同步方法還包括:如果所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文不是首次接收，則進(jìn)行所述根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差的步驟。
[0008]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓的步驟包括:判斷所述實(shí)際時(shí)鐘偏差是否大于零；如果所述實(shí)際時(shí)鐘偏差大于零，獲取所述晶體振蕩器的電壓頻率特性曲線的斜率；如果所述斜率為正，則增大所述初始電壓，否則減小所述初始電壓。
[0009]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓的步驟還包括:如果所述實(shí)際時(shí)鐘偏差小于零，獲取所述晶體振蕩器的電壓頻率特性曲線的斜率；如果所述斜率為正，則減小所述初始電壓，否則增大所述初始電壓。
[0010]本發(fā)明采用的另一種技術(shù)方案是提供一種時(shí)鐘同步裝置，所述時(shí)鐘同步裝置包括:比較模塊，用于獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將所述本地時(shí)鐘和所述基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差；初始調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)輸入所述晶體振蕩器的控制電壓以改變所述本地時(shí)鐘，當(dāng)所述比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為所述晶體振蕩器的初始電壓；報(bào)文交互模塊，用于在所述本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向所述主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在所述時(shí)隙內(nèi)接收所述主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文；時(shí)鐘計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差；時(shí)鐘同步模塊，用于根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓，以使得所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。
[0011]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘計(jì)算模塊還用于在根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差之前，判斷所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文是否為首次接收；如果所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，計(jì)算所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文在所述從時(shí)鐘設(shè)備和所述主時(shí)鐘設(shè)備之間的傳輸延時(shí)；所述時(shí)鐘同步模塊還用于根據(jù)所述傳輸延時(shí)調(diào)節(jié)所述初始電壓，以消除所述傳輸延時(shí)帶來的時(shí)鐘偏差。
[0012]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘計(jì)算模塊用于在所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文不是首次接收時(shí)，根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差。
[0013]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘同步模塊包括穩(wěn)壓單元、時(shí)鐘同步單元和電壓轉(zhuǎn)換單元，所述穩(wěn)壓單元用于生成固定參考電壓；所述時(shí)鐘同步單元用于根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差更改預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參數(shù)；所述電壓轉(zhuǎn)換單元用于根據(jù)所述固定參考電壓和所述調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)所述初始電壓，其中，所述初始電壓和所述調(diào)節(jié)參數(shù)成正比例關(guān)系。
[0014]優(yōu)選地，所述晶體振蕩器為恒溫晶體振蕩器。
[0015]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:通過比較從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)鐘偏差，調(diào)節(jié)從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器的初始電壓，再根據(jù)從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間的往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文的交互計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差，根據(jù)實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)初始電壓，達(dá)到精確時(shí)鐘同步的目的，由于實(shí)際時(shí)鐘偏差是根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到，對(duì)于晶體振蕩器的精度沒有要求，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低精度晶體振蕩器的精確時(shí)鐘同步。本發(fā)明提供的方法簡單有效，可以在長時(shí)間使用的情況下延長晶體振蕩器的使用壽命，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，延長產(chǎn)品的生命周期。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0017]圖1是本發(fā)明時(shí)鐘同步方法一種實(shí)施例的流程示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備進(jìn)行報(bào)文交互的示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明時(shí)鐘同步方法另一種實(shí)施例的流程不意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明時(shí)鐘同步裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明時(shí)鐘同步裝置的時(shí)鐘同步模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0023]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0024]如圖1所示，是本發(fā)明時(shí)鐘同步方法一種實(shí)施例的流程示意圖。本實(shí)施例的時(shí)鐘同步方法包括以下步驟:
[0025]Sll:獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差。
[0026]其中，由于從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器存在差異性，如老化率、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、使用環(huán)境等差異因素，造成從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間存在較大的時(shí)鐘偏差。本實(shí)施例可以通過示波器獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，并在示波器上將本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，從而得到比較時(shí)鐘偏差。
[0027]S12:調(diào)節(jié)輸入晶體振蕩器的控制電壓以改變本地時(shí)鐘，當(dāng)比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為晶體振蕩器的初始電壓。
[0028]其中，可選地，晶體振蕩器為恒溫晶體振蕩器，采用電壓控制方式。在本實(shí)施例中，可以在一定控制電壓的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從中選取比較時(shí)鐘偏差最小時(shí)對(duì)應(yīng)的控制電壓作為初始電壓。初始電壓確定后，能夠使從時(shí)鐘設(shè)備與主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)間偏差盡量保持在比較小的狀態(tài)。
[0029]S13:在本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在時(shí)隙內(nèi)接收主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文。
[0030]其中，本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘雖然存在時(shí)鐘偏差，但是兩者的時(shí)隙相同。
[0031]S14:根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差。
[0032]其中，往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息既包含往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文的到達(dá)時(shí)間，也包含往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文的到達(dá)時(shí)間。具體地，請(qǐng)參見圖2，是本發(fā)明實(shí)施例的從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備進(jìn)行報(bào)文交互的示意圖。圖中A表示主時(shí)鐘設(shè)備的時(shí)隙，B表示從時(shí)鐘設(shè)備的時(shí)隙。在時(shí)隙B的起始時(shí)刻，從時(shí)鐘設(shè)備向主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文RTT1，并在時(shí)隙B內(nèi)接收主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk，往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk中包含由主時(shí)鐘設(shè)備確定的往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文RTT1的到達(dá)時(shí)間TOA1,從時(shí)鐘設(shè)備在接收到往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk后確定往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk的到達(dá)時(shí)間Τ0Ακ。假設(shè)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文RTT1和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk的傳播時(shí)間相等，忽略從時(shí)鐘設(shè)備的消息處理時(shí)間、接收抖動(dòng)等誤差，則
[0033]TOA1 = tp+E (I)
[0034]tp = T0Ae+E — td (2)
[0035]其中，TOA1是由主時(shí)鐘設(shè)備確定的往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文RTT1的到達(dá)時(shí)間，TOAe是由從時(shí)鐘設(shè)備確定的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk的到達(dá)時(shí)間，td是固定值，tp是往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文RTT1和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文RTTk的傳播時(shí)間，E是實(shí)際時(shí)鐘偏差。根據(jù)式(I)和式(2)，可以得到:
[0036]E = (TOA1 — T0AE+td) /2 (3)
[0037]S15:根據(jù)實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)初始電壓，以使得本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。
[0038]其中，利用此實(shí)際時(shí)鐘偏差對(duì)本地時(shí)鐘進(jìn)行校正即可修正從時(shí)鐘設(shè)備與主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)間偏差，使本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘達(dá)到精確時(shí)鐘同步。
[0039]如圖3所示，是本發(fā)明時(shí)鐘同步方法另一種實(shí)施例的流程示意圖。本實(shí)施例的時(shí)鐘同步方法包括以下步驟:
[0040]S21:獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差。
[0041]S22:調(diào)節(jié)輸入晶體振蕩器的控制電壓以改變本地時(shí)鐘，當(dāng)比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為晶體振蕩器的初始電壓。
[0042]S23:在本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在時(shí)隙內(nèi)接收主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文。
[0043]S24:判斷往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文是否為首次接收，如果往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，進(jìn)行步驟S25，否則進(jìn)行步驟S27。
[0044]S25:計(jì)算往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文在從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間的傳輸延時(shí)。
[0045]其中，如果往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，那么從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)鐘偏差除了包含實(shí)際時(shí)鐘偏差外，還包括往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文的傳輸延時(shí)，該傳輸延時(shí)是由于電磁波空間傳播造成。由于傳輸延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際時(shí)鐘偏差，因此，首次接收到往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文時(shí)需要先將傳輸延時(shí)消除。
[0046]S26:根據(jù)傳輸延時(shí)調(diào)節(jié)初始電壓，以消除傳輸延時(shí)帶來的時(shí)鐘偏差。
[0047]S27:根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差。
[0048]S28:判斷實(shí)際時(shí)鐘偏差是否大于零，如果實(shí)際時(shí)鐘偏差大于零，進(jìn)行步驟S29，否則進(jìn)行步驟S31。
[0049]S29:獲取晶體振蕩器的電壓頻率特性曲線的斜率。
[0050]S30:如果斜率為正，則增大初始電壓，否則減小初始電壓。
[0051]S31:獲取晶體振蕩器的電壓頻率特性曲線的斜率。
[0052]S32:如果斜率為正，則減小初始電壓，否則增大初始電壓。
[0053]其中，如果實(shí)際時(shí)鐘偏差大于零，表示從時(shí)鐘設(shè)備的本地時(shí)鐘相對(duì)基準(zhǔn)時(shí)間滯后，如果電壓頻率特性曲線的斜率為正，則需增大初始電壓，即增加輸入晶體振蕩器的電壓值；如果電壓頻率特性曲線的斜率為負(fù)，則需減小初始電壓，即減小輸入晶體振蕩器的電壓值。如果實(shí)際時(shí)鐘偏差小于零，表示從時(shí)鐘設(shè)備的本地時(shí)鐘相對(duì)基準(zhǔn)時(shí)間提前，如果電壓頻率特性曲線的斜率為正，則需減小初始電壓，即減小輸入晶體振蕩器的電壓值；如果電壓頻率特性曲線的斜率為正，則需增大初始電壓，即增大輸入晶體振蕩器的電壓值。
[0054]如圖4所示，是本發(fā)明時(shí)鐘同步裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的時(shí)鐘同步裝置包括比較模塊11、初始調(diào)節(jié)模塊12、報(bào)文交互模塊13、時(shí)鐘計(jì)算模塊14和時(shí)鐘同步模塊15。
[0055]比較模塊11用于獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差?？蛇x地，晶體振蕩器為恒溫晶體振蕩器。其中，由于從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器存在差異性，如老化率、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、使用環(huán)境等差異因素，造成從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間存在較大的時(shí)鐘偏差。本實(shí)施例可以通過示波器獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，并在示波器上將本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，從而得到比較時(shí)鐘偏差。
[0056]初始調(diào)節(jié)模塊12用于調(diào)節(jié)輸入晶體振蕩器的控制電壓以改變本地時(shí)鐘，當(dāng)比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為晶體振蕩器的初始電壓。其中，可選地，晶體振蕩器采用電壓控制方式，可以在一定控制電壓的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從中選取比較時(shí)鐘偏差最小時(shí)對(duì)應(yīng)的控制電壓作為初始電壓。初始電壓確定后，能夠使從時(shí)鐘設(shè)備與主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)間偏差盡量保持在比較小的狀態(tài)。
[0057]報(bào)文交互模塊13用于在本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在時(shí)隙內(nèi)接收主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文。其中，本地時(shí)鐘和基準(zhǔn)時(shí)鐘雖然存在時(shí)鐘偏差，但是兩者的時(shí)隙相同。
[0058]時(shí)鐘計(jì)算模塊14用于根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差。其中，往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息既包含往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文的到達(dá)時(shí)間，也包含往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文的到達(dá)時(shí)間。
[0059]時(shí)鐘同步模塊15用于根據(jù)實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)初始電壓，以使得本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。其中，利用此實(shí)際時(shí)鐘偏差對(duì)本地時(shí)鐘進(jìn)行校正即可修正從時(shí)鐘設(shè)備與主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)間偏差，使本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘達(dá)到精確時(shí)鐘同步。
[0060]在本實(shí)施例中，時(shí)鐘計(jì)算模塊14還用于在根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差之前，判斷往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文是否為首次接收；如果往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，計(jì)算往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文在從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間的傳輸延時(shí)。時(shí)鐘同步模塊15還用于根據(jù)傳輸延時(shí)調(diào)節(jié)初始電壓，以消除傳輸延時(shí)帶來的時(shí)鐘偏差。其中，如果往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，那么從時(shí)鐘設(shè)備和主時(shí)鐘設(shè)備之間的時(shí)鐘偏差除了包含實(shí)際時(shí)鐘偏差夕卜，還包括往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文的傳輸延時(shí)，該傳輸延時(shí)是由于電磁波空間傳播造成。由于傳輸延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際時(shí)鐘偏差，因此，首次接收到往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文時(shí)需要先將傳輸延時(shí)消除。
[0061]進(jìn)一步地，時(shí)鐘計(jì)算模塊14用于在往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文不是首次接收時(shí)，根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差。
[0062]可選地，結(jié)合參見圖5，是本發(fā)明時(shí)鐘同步裝置的時(shí)鐘同步模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。時(shí)鐘同步模塊15包括穩(wěn)壓單元151、時(shí)鐘同步單元152和電壓轉(zhuǎn)換單元153。穩(wěn)壓單元151用于生成固定參考電壓。時(shí)鐘同步單元152用于根據(jù)實(shí)際時(shí)鐘偏差更改預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參數(shù)。電壓轉(zhuǎn)換單元153用于根據(jù)固定參考電壓和調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)初始電壓，其中，初始電壓和調(diào)節(jié)參數(shù)成正比例關(guān)系。穩(wěn)壓單元151可以采用穩(wěn)壓芯片提供固定參考電壓，電壓轉(zhuǎn)換單元153可以采用數(shù)字模擬電壓轉(zhuǎn)換芯片對(duì)固定參考電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到輸出電壓，時(shí)鐘同步單元152為電壓轉(zhuǎn)換單元153設(shè)置調(diào)節(jié)參數(shù)，以設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換單元153的精度，例如電壓轉(zhuǎn)換單元153輸出電壓為V = ViniX (D/65535)，Vini為固定參考電壓，D為調(diào)節(jié)參數(shù)。
[0063]本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)鐘同步方法和時(shí)鐘同步裝置以主時(shí)鐘設(shè)備的基準(zhǔn)時(shí)鐘為基準(zhǔn)，通過調(diào)節(jié)從時(shí)鐘設(shè)備的本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的比較時(shí)鐘偏差確定晶體振蕩器的初始電壓，達(dá)到粗同步，再通過從時(shí)鐘設(shè)備與主時(shí)鐘設(shè)備之間交互的往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文確定本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差，根據(jù)實(shí)際時(shí)鐘偏差進(jìn)一步調(diào)節(jié)初始電壓，以使得本地時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步，達(dá)到精確時(shí)鐘同步，即細(xì)同步，由于實(shí)際時(shí)鐘偏差是根據(jù)往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到，對(duì)晶體振蕩器的精度沒有要求，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低精度晶體振蕩器的精確時(shí)鐘同步。本發(fā)明提供的方法簡單有效，可以在長時(shí)間使用的情況下延長晶體振蕩器的使用壽命，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，延長產(chǎn)品的生命周期。
[0064]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種時(shí)鐘同步方法，其特征在于，所述時(shí)鐘同步方法包括: 獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將所述本地時(shí)鐘和所述基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差； 調(diào)節(jié)輸入所述晶體振蕩器的控制電壓以改變所述本地時(shí)鐘，當(dāng)所述比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為所述晶體振蕩器的初始電壓； 在所述本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向所述主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在所述時(shí)隙內(nèi)接收所述主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文； 根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差； 根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓，以使得所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘同止/J/ O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘同步方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差的步驟之前，所述時(shí)鐘同步方法還包括: 判斷所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文是否為首次接收； 如果所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，計(jì)算所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文在所述從時(shí)鐘設(shè)備和所述主時(shí)鐘設(shè)備之間的傳輸延時(shí)； 根據(jù)所述傳輸延時(shí)調(diào)節(jié)所述初始電壓，以消除所述傳輸延時(shí)帶來的時(shí)鐘偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)鐘同步方法，其特征在于，所述時(shí)鐘同步方法還包括: 如果所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文不是首次接收，則進(jìn)行所述根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的時(shí)鐘同步方法，其特征在于，所述根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓的步驟包括: 判斷所述實(shí)際時(shí)鐘偏差是否大于零； 如果所述實(shí)際時(shí)鐘偏差大于零，獲取所述晶體振蕩器的電壓頻率特性曲線的斜率； 如果所述斜率為正，則增大所述初始電壓，否則減小所述初始電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時(shí)鐘同步方法，其特征在于，所述根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓的步驟還包括: 如果所述實(shí)際時(shí)鐘偏差小于零，獲取所述晶體振蕩器的電壓頻率特性曲線的斜率； 如果所述斜率為正，則減小所述初始電壓，否則增大所述初始電壓。
6.一種時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘同步裝置包括: 比較模塊，用于獲取從時(shí)鐘設(shè)備的晶體振蕩器輸出的本地時(shí)鐘以及主時(shí)鐘設(shè)備廣播的基準(zhǔn)時(shí)鐘，將所述本地時(shí)鐘和所述基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行比較，得到比較時(shí)鐘偏差； 初始調(diào)節(jié)模塊，用于調(diào)節(jié)輸入所述晶體振蕩器的控制電壓以改變所述本地時(shí)鐘，當(dāng)所述比較時(shí)鐘偏差小于預(yù)定閾值時(shí)，將對(duì)應(yīng)的控制電壓作為所述晶體振蕩器的初始電壓；報(bào)文交互模塊，用于在所述本地時(shí)鐘的一個(gè)時(shí)隙的起始時(shí)刻向所述主時(shí)鐘設(shè)備發(fā)送往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文，并在所述時(shí)隙內(nèi)接收所述主時(shí)鐘設(shè)備返回的往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文； 時(shí)鐘計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差； 時(shí)鐘同步模塊，用于根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差調(diào)節(jié)所述初始電壓，以使得所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘計(jì)算模塊還用于在根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差之前，判斷所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文是否為首次接收；如果所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文為首次接收，計(jì)算所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文在所述從時(shí)鐘設(shè)備和所述主時(shí)鐘設(shè)備之間的傳輸延時(shí)； 所述時(shí)鐘同步模塊還用于根據(jù)所述傳輸延時(shí)調(diào)節(jié)所述初始電壓，以消除所述傳輸延時(shí)帶來的時(shí)鐘偏差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘計(jì)算模塊用于在所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文不是首次接收時(shí)，根據(jù)所述往返計(jì)時(shí)詢問報(bào)文和所述往返計(jì)時(shí)應(yīng)答報(bào)文提供的時(shí)間信息計(jì)算得到所述本地時(shí)鐘與所述基準(zhǔn)時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘偏差。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘同步模塊包括穩(wěn)壓單元、時(shí)鐘同步單元和電壓轉(zhuǎn)換單元， 所述穩(wěn)壓單元用于生成固定參考電壓； 所述時(shí)鐘同步單元用于根據(jù)所述實(shí)際時(shí)鐘偏差更改預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)參數(shù)； 所述電壓轉(zhuǎn)換單元用于根據(jù)所述固定參考電壓和所述調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)所述初始電壓，其中，所述初始電壓和所述調(diào)節(jié)參數(shù)成正比例關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或9所述的時(shí)鐘同步裝置，其特征在于，所述晶體振蕩器為恒溫晶體振蕩器。
【文檔編號(hào)】H04J3/06GK104184535SQ201410464515
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】朱磊, 楊其聰 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司