[發(fā)明專利]一種基于時(shí)間校正的周期信號(hào)同步方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711099733.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN107911207A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈東海;陳建藝;孫永志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州開發(fā)區(qū)慧聚通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L7/04
• 分類號(hào): H04L7/04;H04J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子通信技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)采集與控制領(lǐng)域，特別是高精度實(shí)時(shí)多點(diǎn)采集與控制系統(tǒng)，需要有一個(gè)相位同步基準(zhǔn)。這個(gè)相位同步基準(zhǔn)可以是從被測(cè)量信號(hào)的相位產(chǎn)生，也可以是采樣系統(tǒng)主動(dòng)發(fā)出的。當(dāng)近距離時(shí)，一般采用總線控制信號(hào)作同步；但當(dāng)距離較遠(yuǎn)，同步控制信號(hào)的傳播時(shí)延不能忽略時(shí)，相位同步基準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)就較為困難。

為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程相位同步，已公開的方法，如專利2015210897367：是采用無線發(fā)送和接收方式，發(fā)送機(jī)發(fā)送周期信號(hào)的波形標(biāo)度時(shí)間，接收機(jī)按標(biāo)度時(shí)間輸出同期信號(hào)，這種方法發(fā)送和接收之間存在的時(shí)延并沒有消除，反而在發(fā)送和接收處理時(shí)又增加了時(shí)延。又如專利2015109235581：也是采用無線發(fā)送和接收方式，為了消除時(shí)延，要進(jìn)行多次的往返混頻，增加了設(shè)備復(fù)雜度。

為了能實(shí)現(xiàn)低設(shè)備復(fù)雜度、低時(shí)延、高精度的遠(yuǎn)程同步相位信號(hào)，本發(fā)明提出一種基于時(shí)間校正的同步方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述的一種基于時(shí)間校正的周期信號(hào)同步方法，是一種周期信號(hào)的遠(yuǎn)程同步方法。

本發(fā)明所述的周期信號(hào)同步是指：當(dāng)輸入本地設(shè)備的周期信號(hào)的頻率和相位有變化時(shí)，遠(yuǎn)程設(shè)備輸出信號(hào)的頻率和相位也同步跟隨發(fā)生變化，并使兩者的頻率相同，相位差保持在一個(gè)設(shè)定的誤差內(nèi)。

本發(fā)明所述同步方法的設(shè)備，包括本地設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備，本地設(shè)備與遠(yuǎn)程設(shè)備構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

本發(fā)明的理論依據(jù)是，周期信號(hào)的周期值和相位值，本質(zhì)上是一種以時(shí)間為單位的周期信號(hào)的兩個(gè)重要參數(shù)，可以用時(shí)間來表達(dá)。因此，本發(fā)明創(chuàng)造性的采用時(shí)間為載體，調(diào)制和解調(diào)周期值和相位值，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程同步。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)同步的方法是由以下三個(gè)步驟聯(lián)合執(zhí)行：

步驟一：周期信號(hào)輸入本地設(shè)備，在輸入信號(hào)達(dá)到設(shè)定的相位值時(shí)，本地設(shè)備用周期信號(hào)的周期值校正設(shè)備時(shí)間，使設(shè)備時(shí)間反映了周期和相位的變化；

步驟二：本地設(shè)備通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間同步機(jī)制，校正遠(yuǎn)程設(shè)備的設(shè)備時(shí)間，本地設(shè)備檢測(cè)到周期信號(hào)的周期值變化大于設(shè)定值時(shí)，可以發(fā)起時(shí)間校正，遠(yuǎn)程設(shè)備檢測(cè)到與本地設(shè)備的設(shè)備時(shí)間存在偏移且大于設(shè)定值時(shí)，也可以發(fā)起時(shí)間校正，使遠(yuǎn)程設(shè)備的設(shè)備時(shí)間與本地設(shè)備的設(shè)備時(shí)間保持同步；

步驟三：本地設(shè)備與遠(yuǎn)程設(shè)備都以設(shè)備時(shí)間為基準(zhǔn)輸出周期信號(hào)；

以上三個(gè)步驟的運(yùn)作各自獨(dú)立，不分先后，設(shè)備時(shí)間作為各個(gè)步驟的輸入與輸出，使三個(gè)步驟形成整體。

本發(fā)明所述的設(shè)備時(shí)間，是指設(shè)備的時(shí)間計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的時(shí)間值。它可以是設(shè)備控制器運(yùn)行的操作系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)間，也可以是設(shè)備控制器專用的定時(shí)器產(chǎn)生的時(shí)間。

本發(fā)明所述的本地設(shè)備用周期信號(hào)的周期值校正設(shè)備時(shí)間的方法是：將周期值的變化量，與設(shè)備時(shí)間的變化量計(jì)算偏差值，并用偏差值校正設(shè)備時(shí)間，使設(shè)備時(shí)間反映周期和相位的變化。

本發(fā)明所述的本地設(shè)備校正遠(yuǎn)程設(shè)備的設(shè)備時(shí)間的方法是：本地設(shè)備與遠(yuǎn)程設(shè)備構(gòu)成通信系統(tǒng)，通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間同步機(jī)制，校正遠(yuǎn)程設(shè)備的設(shè)備時(shí)間。

通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步機(jī)制，已有多種公開的方法可選用，包括但不限于公開技術(shù)的TOA方法、TDOA方法、NTP協(xié)議、1588協(xié)議、RBS同步機(jī)制、TPSN同步協(xié)議、mini-sync算法、tiny-sync算法、DMTS同步機(jī)制、LTS機(jī)制、FTSP同步協(xié)議。

本發(fā)明所述的遠(yuǎn)程設(shè)備以設(shè)備時(shí)間為基準(zhǔn)輸出周期信號(hào)的方法是：以設(shè)備時(shí)間為基準(zhǔn)同步定時(shí)器，再以定時(shí)器的周期觸發(fā)輸出周期信號(hào)。

用定時(shí)器的周期觸發(fā)產(chǎn)生輸出周期信號(hào)的產(chǎn)生方法，也已有多種公開的方法可選用，包括但不限于公開的脈寬調(diào)制方法（PWM方法）、直接頻率合成方法（DDS方法）、鎖相環(huán)法（PLL方法）、數(shù)模轉(zhuǎn)換方法（DAC方法）。

運(yùn)用本發(fā)明的方法，周期信號(hào)連續(xù)不斷輸入本地設(shè)備，遠(yuǎn)程設(shè)備輸出的信號(hào)是具有與輸入周期信號(hào)相同頻率和相同相位的周期信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸出周期信號(hào)與本地輸入周期信號(hào)的頻率相位同步。

附圖說明

圖1：系統(tǒng)的構(gòu)成。

圖2：設(shè)備的構(gòu)成。

圖3：周期信號(hào)校正設(shè)備時(shí)間的流程。

圖4：通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步機(jī)制。

圖5：設(shè)備時(shí)間產(chǎn)生周期信號(hào)的流程。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例以無線通信方式來描述發(fā)明的實(shí)施。