[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星通信終端數(shù)字時(shí)鐘同步方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711412159.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108199799B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱;馬效波;王艷峰;劉學(xué)毅;朱進(jìn)宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06
• 代理公司: 北京善任知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11650
• 代理人: 王大方;金楊

本發(fā)明一種衛(wèi)星通信終端數(shù)字時(shí)鐘同步方法及裝置，方法包括：根據(jù)主站在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)發(fā)送的時(shí)間信息，計(jì)算出主站時(shí)鐘和終端數(shù)字時(shí)鐘的頻率差，及根據(jù)頻率差利用頻率調(diào)整算法計(jì)算出一頻率調(diào)整值，并根據(jù)頻率調(diào)整值控制終端數(shù)字時(shí)鐘輸出頻率，以實(shí)現(xiàn)與主站時(shí)鐘的頻率同步；將獲取最新的主站時(shí)鐘與設(shè)定的鏈路延時(shí)相加得到主站時(shí)間，并將此時(shí)間加載至本地時(shí)間，實(shí)現(xiàn)本地時(shí)間與主站時(shí)鐘的時(shí)間同步。裝置包括：主站時(shí)間獲取模塊、調(diào)整控制模塊和數(shù)字頻率變換模塊、加載控制模塊。本發(fā)明大幅度提高了時(shí)鐘同步的收斂速度、精度和魯棒性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可快速地達(dá)到主站時(shí)鐘與本地時(shí)鐘同步的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種衛(wèi)星通信終端數(shù)字時(shí)鐘同步方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)正在飛速發(fā)展，用戶日益增多。為充分利用通信衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬資源，TDMA制式被多個(gè)主流衛(wèi)星通信協(xié)議所采用。TDMA制式的核心則是各個(gè)終端與主站的時(shí)鐘同步。時(shí)鐘同步的優(yōu)劣在很大程度上影響著系統(tǒng)的帶寬利用率。時(shí)鐘同步包含兩個(gè)方面——時(shí)鐘頻率同步和時(shí)間同步。

由于衛(wèi)星通信終端分布范圍廣，溫度、經(jīng)緯度和氣壓變化大，導(dǎo)致各個(gè)終端晶振初始頻率差交大，導(dǎo)致終端運(yùn)行過(guò)程中，溫度變化范圍較大，導(dǎo)致時(shí)鐘抖動(dòng)較大。若不進(jìn)行時(shí)鐘同步，則為避免由于時(shí)鐘抖動(dòng)導(dǎo)致的頻譜重疊，可采用較大的保護(hù)間隔，主站將終端發(fā)送包到達(dá)時(shí)刻與期望時(shí)刻的偏差，反饋給終端，終端根據(jù)反饋信息進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。這樣大大的浪費(fèi)了珍貴的衛(wèi)星帶寬資源，且穩(wěn)定性不高，特別在終端初次登錄時(shí)，由于主站并未獲得任何時(shí)刻偏差，需要較大的保護(hù)間隔和調(diào)整時(shí)間?；蛘咴谟布喜捎酶呔染д窕騁PS時(shí)鐘同步模塊，為終端提供高精度時(shí)鐘，但這樣又加大了終端成本。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題是，如何利用較少的衛(wèi)星帶寬資源快速地實(shí)現(xiàn)在衛(wèi)星通信中終端和主站之間時(shí)鐘同步，及提高收斂速度、精度和魯棒性。

用于解決課題的技術(shù)手段是，提出一種衛(wèi)星通信終端數(shù)字時(shí)鐘同步方法及裝置，采用全數(shù)字模式，達(dá)到主站時(shí)鐘與本地時(shí)鐘同步的目的。

本發(fā)明提出的一種衛(wèi)星通信終端數(shù)字時(shí)鐘同步方法，包括如下步驟：

根據(jù)主站在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)發(fā)送的時(shí)間信息，計(jì)算出主站時(shí)鐘和終端數(shù)字時(shí)鐘的頻率差，及根據(jù)頻率差利用頻率調(diào)整算法計(jì)算出一頻率調(diào)整值，并根據(jù)頻率調(diào)整值控制終端數(shù)字時(shí)鐘輸出頻率，以實(shí)現(xiàn)與主站時(shí)鐘的頻率同步；

實(shí)現(xiàn)與主站時(shí)鐘的頻率同步后，將獲取最新的主站時(shí)鐘與設(shè)定的鏈路延時(shí)相加得到主站時(shí)間，并將此時(shí)間加載至本地時(shí)間，實(shí)現(xiàn)本地時(shí)間與主站時(shí)鐘的時(shí)間同步。

進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法中對(duì)頻率同步持續(xù)調(diào)整，且時(shí)間同步僅進(jìn)行一次。

進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法中頻率調(diào)整算法包括二分法和比例積分控制算法，其中所述二分法控制模塊用于控制終端數(shù)字時(shí)鐘輸出頻率使頻率偏差收斂，在達(dá)到設(shè)定的二分法調(diào)整次數(shù)后切換為比例積分控制模塊控制終端數(shù)字時(shí)鐘輸出頻率使頻率差保持在設(shè)定的矯正范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于，所述方法中主站設(shè)定的時(shí)間間隔為30至64ms。

進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法中設(shè)定的矯正范圍為主站時(shí)鐘的1ppm范圍內(nèi)。

本發(fā)明提出的一種衛(wèi)星通信終端數(shù)字時(shí)鐘同步裝置，包括：

主站時(shí)間獲取模塊，用于獲取主站在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)發(fā)送的時(shí)間信息計(jì)算出主站時(shí)鐘，以及主站在頻率同步后的最新主站時(shí)鐘；