CN104935329A - 一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及*** - Google Patents

一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及***，能够接收卫星参考信号和频率参考信号，再通过参考源倒换控制模块对本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块的控制，可以使得时间同步设备在参考源倒换时，输出时间信号的精度跳变小于10ns，满足《YD/T 2022-2009中华人民共和国通信行业标准》关于参考源倒换的技术要求。

Description

一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及***
技术领域
本发明属于时间同步领域，具体涉及一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及***。
背景技术
时间同步设备的外部参考源目前主要有卫星导航参考信号和地面参考信号。卫星导航参考信号提供1PPS时间参考信号，而地面参考信号通常为2048Kb/s或2MHz频率参考信号，个别情况下会有1MHz、5MHz或10MHz频率参考信号。
在移动通信***中，一直对时间同步的精度和可靠性有较高的要求，因此时间同步设备通常有多路参考源，既有卫星导航***提供的1PPS时间参考信号，又有地面频率参考信号。这样当时间同步设备的卫星模块出现故障后，时间同步设备需要根据故障信息，自动倒换到地面频率参考信号，从而保证时间同步设备的时间精度。
在移动通信***中，对参考源倒换时的时间同步设备精度要求很高，按照《YD/T 2022-2009中华人民共和国通信行业标准》的要求，对参考源倒换时的输出精度跳变要小于240ns。但时间同步设备在参考源发生倒换时，如果控制不好，时间同步设备输出信号的精度很容易产生较大的跳变，导致倒换时的时间同步设备输出信号精度大于240ns，从而影响整个移动通信***的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及***，能够解决时间同步设备参考源倒换时输出信号的精度跳变问题。
为了达到上述目的，一种时间同步设备多路参考源软倒换方法，包括以下步骤：
步骤0001：***上电初始化后，本地铷钟信号产生模块将高稳铷钟输出的10MHz正弦波信号整形成TTL电平方波后，输出10MHz方波信号给锁相环倍频模块，锁相环倍频模块将本地铷钟信号产生的10MHz方波信号通过数字倍频技术倍频成100MHz频率信号，发送给本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块；
步骤0002：本地鉴相1PPS产生模块检测是否有卫星参考信号输入，若有，执行步骤0012，并将卫星参考信号输入给第一相差运算模块，若无，执行步骤0022；
步骤0012：参考源倒换控制模块下发清零指令至本地鉴相1PPS产生模块，本地鉴相1PPS产生模块将接收到的100MHz频率信号分频成1Hz信号，同时1Hz信号上升沿与卫星参考信号1PPS上升沿对齐，再将1Hz信号输出到第一相差运算模块，同时本地鉴相1PPS产生模块还输出***1PPS信号到***1PPS输出模块，执行步骤0112；
步骤0112：***1PPS输出模块接收本地鉴相1PPS产生模块产生的1PPS信号，并根据卫星天馈线长度计算出馈线延时补偿值，然后对1PPS进行延时补偿后作为***1PPS输出；第一相差运算模块将卫星参考信号和本地鉴相1PPS产生模块输入的1Hz信号进行相位差进行计算，将计算结果发给铷钟控制模块，执行步骤1112；
步骤1112：铷钟控制模块根据相位差值以及参考源倒换控制模块下发的指令，得出铷钟的调整量，并将调整量反馈给本地铷钟信号产生模块，同时将铷钟控制模块内部数据上报给参考源倒换控制模块；
步骤0022：地面频率参考1PPS产生模块判断是否有频率参考信号输入，若有，执行步骤0122，并将地面频率参考1PPS产生模块将接收到的频率参考信号分频成1Hz信号输出给本地鉴频1PPS产生模块和第二相差运算模块，若无，执行步骤0222；
步骤0122：本地鉴频1PPS产生模块监测到有频率参考信号输入，参考源倒换控制模块下发清零指令至本地鉴频1PPS产生模块，本地鉴频1PPS产生模块将接收到的100MHz频率信号分频成1Hz信号，同时1Hz信号上升沿与鉴频1PPS信号上升沿对齐，本地鉴频1PPS产生模块将1Hz信号输出到第二相差运算模块，执行步骤1122；
步骤1122：第二相差运算模块将本地鉴频1PPS产生模块的1Hz信号与地面频率参考1PPS产生模块的1Hz信号进行相位差进行计算，将计算结果发给铷钟控制模块，执行步骤1112；
步骤0222：进入铷钟保持状态，并返回步骤0002。
一种时间同步设备多路参考源软倒换***，包括接收频率参考信号的地面频率参考1PPS产生模块以及接收卫星参考信号的本地鉴相1PPS产生模块和第一相差运算模块，地面频率参考1PPS产生模块将数据发送给本地鉴频1PPS产生模块和第二相差运算模块，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块均接收锁相环倍频模块的数据，锁相环倍频模块的数据接收本地铷钟信号产生模块的数据，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块分别将数据发送给第一相差运算模块和第二相差运算模块，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块均接收参考源倒换控制模块的控制，本地鉴相1PPS产生模块还将数据发送给***1PPS输出模块，参考源倒换控制模块与铷钟控制模块交换数据，第一相差运算模块和第二相差运算模块将数据发送给铷钟控制模块，铷钟控制模块将数据发送给本地铷钟信号产生模块。
与现有技术相比，本发明能够接收卫星参考信号和频率参考信号，再通过参考源倒换控制模块对本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块的控制，可以使得时间同步设备在参考源倒换时，输出时间信号的精度跳变小于10ns，满足《YD/T 2022-2009中华人民共和国通信行业标准》关于参考源倒换的技术要求。
附图说明
图1为时间同步设备多路参考源软倒换***的逻辑框图；
图2为参考源倒换控制的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1和图2，一种时间同步设备多路参考源软倒换方法，包括以下步骤：
步骤0001：***上电初始化后，本地铷钟信号产生模块将高稳铷钟输出的10MHz正弦波信号整形成TTL电平方波后，输出10MHz方波信号给锁相环倍频模块，锁相环倍频模块将本地铷钟信号产生的10MHz方波信号通过数字倍频技术倍频成100MHz频率信号，发送给本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块；
步骤0002：本地鉴相1PPS产生模块检测是否有卫星参考信号输入，若有，执行步骤0012，并将卫星参考信号输入给第一相差运算模块，若无，执行步骤0022；
步骤0012：参考源倒换控制模块下发清零指令至本地鉴相1PPS产生模块，本地鉴相1PPS产生模块将接收到的100MHz频率信号分频成1Hz信号，同时1Hz信号上升沿与卫星参考信号1PPS上升沿对齐，再将1Hz信号输出到第一相差运算模块，同时本地鉴相1PPS产生模块还输出***1PPS信号到***1PPS输出模块，执行步骤0112；
步骤0112：***1PPS输出模块接收本地鉴相1PPS产生模块产生的1PPS信号，并根据卫星天馈线长度计算出馈线延时补偿值，然后对1PPS进行延时补偿后作为***1PPS输出；第一相差运算模块将卫星参考信号和本地鉴相1PPS产生模块输入的1Hz信号进行相位差进行计算，将计算结果发给铷钟控制模块，执行步骤1112；
步骤1112：铷钟控制模块根据相位差值以及参考源倒换控制模块下发的指令，得出铷钟的调整量，并将调整量反馈给本地铷钟信号产生模块，同时将铷钟控制模块内部数据上报给参考源倒换控制模块；
步骤0022：地面频率参考1PPS产生模块判断是否有频率参考信号输入，若有，执行步骤0122，并将地面频率参考1PPS产生模块将接收到的频率参考信号分频成1Hz信号输出给本地鉴频1PPS产生模块和第二相差运算模块，若无，执行步骤0222；
步骤0122：本地鉴频1PPS产生模块监测到有频率参考信号输入，参考源倒换控制模块下发清零指令至本地鉴频1PPS产生模块，本地鉴频1PPS产生模块将接收到的100MHz频率信号分频成1Hz信号，同时1Hz信号上升沿与鉴频1PPS信号上升沿对齐，本地鉴频1PPS产生模块将1Hz信号输出到第二相差运算模块，执行步骤1122；
步骤1122：第二相差运算模块将本地鉴频1PPS产生模块的1Hz信号与地面频率参考1PPS产生模块的1Hz信号进行相位差进行计算，将计算结果发给铷钟控制模块，执行步骤1112；
步骤0222：进入铷钟保持状态，并返回步骤0002。
参见图1，一种时间同步设备多路参考源软倒换***，包括接收频率参考信号的地面频率参考1PPS产生模块以及接收卫星参考信号的本地鉴相1PPS产生模块和第一相差运算模块，地面频率参考1PPS产生模块将数据发送给本地鉴频1PPS产生模块和第二相差运算模块，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块均接收锁相环倍频模块的数据，锁相环倍频模块的数据接收本地铷钟信号产生模块的数据，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块分别将数据发送给第一相差运算模块和第二相差运算模块，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块均接收参考源倒换控制模块的控制，本地鉴相1PPS产生模块还将数据发送给***1PPS输出模块，参考源倒换控制模块与铷钟控制模块交换数据，第一相差运算模块和第二相差运算模块将数据发送给铷钟控制模块，铷钟控制模块将数据发送给本地铷钟信号产生模块。

Claims (2)

1.一种时间同步设备多路参考源软倒换方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤0001：***上电初始化后，本地铷钟信号产生模块将高稳铷钟输出的10MHz正弦波信号整形成TTL电平方波后，输出10MHz方波信号给锁相环倍频模块，锁相环倍频模块将本地铷钟信号产生的10MHz方波信号通过数字倍频技术倍频成100MHz频率信号，发送给本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块；
步骤0002：本地鉴相1PPS产生模块检测是否有卫星参考信号输入，若有，执行步骤0012，并将卫星参考信号输入给第一相差运算模块，若无，执行步骤0022；
步骤0012：参考源倒换控制模块下发清零指令至本地鉴相1PPS产生模块，本地鉴相1PPS产生模块将接收到的100MHz频率信号分频成1Hz信号，同时1Hz信号上升沿与卫星参考信号1PPS上升沿对齐，再将1Hz信号输出到第一相差运算模块，同时本地鉴相1PPS产生模块还输出***1PPS信号到***1PPS输出模块，执行步骤0112；
步骤0112：***1PPS输出模块接收本地鉴相1PPS产生模块产生的1PPS信号，并根据卫星天馈线长度计算出馈线延时补偿值，然后对1PPS进行延时补偿后作为***1PPS输出；第一相差运算模块将卫星参考信号和本地鉴相1PPS产生模块输入的1Hz信号进行相位差进行计算，将计算结果发给铷钟控制模块，执行步骤1112；
步骤1112：铷钟控制模块根据相位差值以及参考源倒换控制模块下发的指令，得出铷钟的调整量，并将调整量反馈给本地铷钟信号产生模块，同时将铷钟控制模块内部数据上报给参考源倒换控制模块；
步骤0022：地面频率参考1PPS产生模块判断是否有频率参考信号输入，若有，执行步骤0122，并将地面频率参考1PPS产生模块将接收到的频率参考信号分频成1Hz信号输出给本地鉴频1PPS产生模块和第二相差运算模块，若无，执行步骤0222；
步骤0122：本地鉴频1PPS产生模块监测到有频率参考信号输入，参考源倒换控制模块下发清零指令至本地鉴频1PPS产生模块，本地鉴频1PPS产生模块将接收到的100MHz频率信号分频成1Hz信号，同时1Hz信号上升沿与鉴频1PPS信号上升沿对齐，本地鉴频1PPS产生模块将1Hz信号输出到第二相差运算模块，执行步骤1122；
步骤1122：第二相差运算模块将本地鉴频1PPS产生模块的1Hz信号与地面频率参考1PPS产生模块的1Hz信号进行相位差进行计算，将计算结果发给铷钟控制模块，执行步骤1112；
步骤0222：进入铷钟保持状态，并返回步骤0002。
2.一种时间同步设备多路参考源软倒换***，其特征在于：包括接收频率参考信号的地面频率参考1PPS产生模块以及接收卫星参考信号的本地鉴相1PPS产生模块和第一相差运算模块，地面频率参考1PPS产生模块将数据发送给本地鉴频1PPS产生模块和第二相差运算模块，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块均接收锁相环倍频模块的数据，锁相环倍频模块的数据接收本地铷钟信号产生模块的数据，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块分别将数据发送给第一相差运算模块和第二相差运算模块，本地鉴相1PPS产生模块和本地鉴频1PPS产生模块均接收参考源倒换控制模块的控制，本地鉴相1PPS产生模块还将数据发送给***1PPS输出模块，参考源倒换控制模块与铷钟控制模块交换数据，第一相差运算模块和第二相差运算模块将数据发送给铷钟控制模块，铷钟控制模块将数据发送给本地铷钟信号产生模块。
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