CN116545568A - 一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法 - Google Patents

一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法 Download PDF

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CN116545568A CN202310555926.6A CN202310555926A CN116545568A CN 116545568 A CN116545568 A CN 116545568A CN 202310555926 A CN202310555926 A CN 202310555926A CN 116545568 A CN116545568 A CN 116545568A
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Abstract

本发明涉及时间戳添加技术领域，提出一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法，该***具有：主节点；若干个从节点。本发明通过主节点与从节点之间同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换，获取同步消息的发送时间T1、获取接收到同步消息的接收时间T2、发送延迟接收消息的发送时间T3和延迟接收消息的接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，以此对目标设备进行时钟调整，采用一对多的时间戳添加方式，无需为标设备设立单独的时钟产生装置，降低了硬件设备成本、便于后期维护、提高了***传输距离；同时，具有误差小、抗干扰能力强等优点。

Description

一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法
技术领域
本发明涉及时间戳添加技术领域，尤其是一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法。
背景技术
在短波信号技术的应用中，时间戳扮演了重要角色。为了能够准确地记录信号的接收时间，需要使用时间戳技术。通过时间戳记录接收短波信号的时间可以帮助接收者实现更精准地知道信号来源和内容，从而为后续的信号分析、处理和响应提供有利条件。其中，时间戳是指将当前的时间标识嵌入到接收到的短波信号中，以便在接收端对信号接收时间进行准确记录。
在航空和航海领域，向短波信号添加时间戳可以帮助记录船只、飞机的位置、速度和航行时间等信息，以便更好地实现航海和飞行控制。例如，在航空领域，引导航空器的雷达站通常向飞机发送目标跟踪数据，以便飞机向预定的飞行机场和目标点导航。该雷达站会给任何目标添加时间戳，以记录其跟踪时间和位置等信息，这有助于飞机掌握自己当前的位置和形势，及时调整飞行方向和速度，保证安全着陆。船舶上的制导***可以使用卫星通信或其他无线电源接收导航信号，这些信号会向船上引导器送出船只当前的位置、速度和行进方向等信息，并带上最新的时间戳。在紧急情况下，如果遭遇到海上意外事故，通过这些记录，我们能够快速调派救援船只及时开展救援行动，以保证船员的生命安全。
在天文和气象领域，向短波信号添加时间戳的应用非常广泛。短波信号可以帮助科学家们研究和探索地球和宇宙中的各种现象，比如利用短波雷达探测地球上的天气***，或者利用短波望远镜观察宇宙中的恒星和行星等。在这些研究过程中，添加时间戳可以帮助科学家精确掌握研究对象的状态和位置等信息，从而更好地实现对某一现象的跟踪和分析。例如，在气象学中，短波雷达的回波信号可以帮助科学家分析地球上的各种天气模式，而添加时间戳可以帮助科学家更好地跟踪不同天气现象的变化趋势，以便进行更加准确的预测和预报。
现有技术中具有硬添加方式和软添加方式：(1)硬添加方式通常指的是通过专门的硬件设备来记录并添加时间戳，如数字时钟、时延测量仪或者是GPS等设备，这些硬件设备可以获取高精度的时间戳，一般可以达到微秒甚至是纳秒级别的精度，同时具有较高的稳定性和可靠性。(2)软添加方式通常指的是在软件中通过代码逻辑来记录并添加时间戳，这种方式可以通过计算机***的内部时钟来获得最近的时间戳，该方式具备使用方便的优点，可以使用到广泛的应用场景中。
然而，现有技术中具有的硬添加方式和软添加方式，具有如下问题和缺陷：
(1)对于硬添加方式：硬件设备成本较高。要添加时间戳的硬件设备需要具备高精度和稳定性，这意味着这些设备通常会成本较高。硬件设备维护困难。硬件设备具有一定的使用寿命和易损性，因此，需要进行定期维护和检查保养，以确保其持续的高精度和稳定性。硬件设备传输距离局限性。在一些应用场景中，时间戳添加需要在远距离的设备之间进行传输，这往往会受到硬件设备传输距离的限制，在这种情况下，需要采取适当的手段进行传输扩展。
(2)对于软添加方式：源误差较大。软添加方法一般是使用计算机***的内部时钟来获取时间，这种方式的精度相对较低，时间戳存在一定的误差，极端情况下甚至可能达到几十毫秒的数量级。容易受到干扰。计算机***所处的外部环境和操作***的运行状况也会对时间戳的精度产生影响。例如，在不同的操作***或者版本中可能会导致时间戳的差异。
发明内容
为解决上述现有技术问题，本发明提供了一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法，旨在解决上述现有时间戳添加方式具有的问题和缺陷。
本发明的第一方面，提出了一种短波信号超高精度时间戳的添加***，所述***，具有：
主节点；
若干个从节点；
其中，所述主节点用于向目标从节点发送同步消息和跟进消息，并在接收到目标从节点发送的延迟接收消息时，向目标从节点发送延迟回复消息；
其中，所述跟进消息包括同步消息的发送时间T1，所述延迟回复消息包括延迟接收消息的接收时间T4；
其中，所述从节点用于向主节点发送延迟接收消息，并接收主节点发送的延迟回复消息；
其中，所述从节点用于根据同步消息的发送时间T1、获取接收到同步消息的接收时间T2、发送延迟接收消息的发送时间T3和延迟接收消息的接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，并对目标设备进行时钟调整。
可选的，主节点和若干个从节点采用光纤通信连接。
可选的，所述主节点，具有：
时钟参考源；
主交换机；
其中，所述时钟参考源输出参考时钟信号；
其中，所述主交换机根据参考时钟信号，获得发送时间T1和接收时间T4。
可选的，时钟参考源采用GPS计时机。
可选的，所述主交换机，具有：
同步消息发送单元；
跟进消息发送单元；
其中，所述同步消息发送单元向目标从节点发送同步消息，并获得向从节点发送同步消息的发送时间T1；
其中，所述跟进消息发送单元根据发送时间T1，生成跟进消息，并将跟进消息发送至目标从节点。
可选的，所述主交换机，还具有：
延迟接收消息接收模块；
延迟回复消息发送模块；
其中，所述延迟接收消息接收模块接收目标从节点发送的延迟接收消息，并获得接收到延迟接收消息的接收时间T4；
其中，所述延迟回复消息发送模块根据接收时间T4，生成延迟回复消息，并将延迟回复消息发送至目标从节点。
可选的，所述***，还具有：
若干个交换节点；
其中，所述交换节点配置为连接主节点和从节点的副交换机；
其中，所述副交换机用于主节点和从节点之间进行的同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换。
可选的，所述从节点，具有：
同步消息接收模块；
跟随消息接收模块；
延迟接收消息发送模块；
延迟回复消息接收模块；
其中，所述同步消息接收模块接收所述主节点发送的同步消息，获得接收到同步消息的接收时间T2；
其中，所述跟随消息接收模块接收所述主节点发送的跟进消息，获得主节点向从节点发送同步消息的发送时间T1；
其中，所述延迟接收消息发送模块生成延迟接收消息，并将延迟接收消息发送至主节点，获得发送延迟接收消息的发送时间T3；
其中，所述延迟回复消息接收模块接收所述主节点发送的延迟回复消息，获得接收到的延迟回复消息中的接收时间T4。
可选的，所述从节点，还具有：
时间差确定模块；
时钟调整模块；
其中，所述时间差确定模块根据从节点获得的发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，确定主节点和目标从节点之间的时间差；
其中，所述时钟调整模块根据主节点和目标从节点之间的时间差，进行目标从节点与主节点之间的第一时间同步，以及目标设备与目标从节点之间的第二时间同步。
可选的，确定主节点和目标从节点之间的时间差，具体为：
其中，offsetns为主节点和目标从节点之间的时间差，delayns为主节点和目标从节点之间的链路延迟。
可选的，所述从节点，还具有：
时钟数据恢复模块；
相位检测模块；
相位校正模块；
其中，所述时钟数据恢复模块获取主节点向从节点传输的消息中的数据恢复时钟；
其中，所述相位检测模块检测数据恢复时钟与从节点时钟的相位差；
其中，所述相位校正模块根据相位差对从节点时钟进行第一相位校正，以及对目标设备进行第二相位校正。
可选的，所述***采用兼容PTP_v2协议的WRPTP协议，实现主节点和从节点之间进行的同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换，以及时钟调整和相位校正等步骤。
本发明的第二方面，提出了一种短波信号超高精度时间戳的添加方法，所述方法，包括如下步骤：
S1：主节点向目标从节点发送同步消息，获取发送时间T1，并向目标从节点发送包括发送时间T1的跟进消息；
S2：目标从节点获取接收到的跟进消息中的发送时间T1和接收到同步消息的接收时间T2；
S3：目标从节点向主节点发送延迟接收消息，获取延迟接收消息的发送时间T3；
S4：主节点获取接收到延迟接收消息的接收时间T4，并向目标从节点发送包括接收时间T4的延迟回复消息；
S5：目标从节点获取接收到的延迟回复消息中的接收时间T4；
S6：目标从节点根据发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，根据时间差，对目标设备进行时钟调整。
本发明的有益效果在于：提出了一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法，通过主节点与从节点之间同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换，获取同步消息的发送时间T1、获取接收到同步消息的接收时间T2、发送延迟接收消息的发送时间T3和延迟接收消息的接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，以此对目标设备进行时钟调整，采用一对多的时间戳添加方式，无需为标设备设立单独的时钟产生装置，降低了硬件设备成本、便于后期维护，提高了***传输距离，误差小、抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明所提供的一种短波信号超高精度时间戳的添加***的其一结构示意图；
图2为本发明所提供的一种短波信号超高精度时间戳的添加***的其二结构示意图；
图3为本发明所提供的一种短波信号超高精度时间戳的添加方法的流程示意图。
附图标记：
10-主节点；20-从节点；30-目标设备；40-交换节点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1，图1为本发明实施例提供的一种短波信号超高精度时间戳的添加***的结构示意图。
如图1所示，一种短波信号超高精度时间戳的添加***，具有：主节点10和若干个从节点20。
需要说明的是，主节点10为时间戳添加过程中的时钟参考源设备，该设备为整个***提供时间参考；从节点20为用于对目标设备30进行校准的设备，该设备通常为目标设备30CPU；目标设备30为被校准设备，该被校准设备可以是单个也可以是多个，且目标设备30可以是分散放置的。
在一些实施例中，主节点10和若干个从节点20采用光纤通信连接。由此，本申请可通过光纤传输链路建立主节点10和若干个从节点20与目标设备30之间的时钟环路，基于PTP_v2协议和时钟数据融合技术完成主从节点20的高精度时间同步。
本实施例通过光纤将所有目标设备30连接到一起，所有目标设备30以主节点10的时间参考源为参考，即一对多，无需为目标设备30设立单独的时钟产生装置，在降低了硬件设备成本的基础上，能够通过光纤传输链路，支持较远距离的时间同步，解决硬件设备传输距离的局限性。
其中，所述主节点10用于向目标从节点20发送同步消息和跟进消息，并在接收到目标从节点20发送的延迟接收消息时，向目标从节点20发送延迟回复消息；所述跟进消息包括同步消息的发送时间T1，所述延迟回复消息包括延迟接收消息的接收时间T4。
其中，所述从节点20用于向主节点10发送延迟接收消息，并接收主节点10发送的延迟回复消息；所述从节点20用于根据同步消息的发送时间T1、获取接收到同步消息的接收时间T2、发送延迟接收消息的发送时间T3和延迟接收消息的接收时间T4，确定主节点10和从节点20之间的时间差，并对目标设备30进行时钟调整。
本实施例中，主节点10与从节点20通过测量往返延迟来调整主节点10与从节点20以及从节点20与目标设备30的时间差，实现对目标设备30的时钟调整。具体而言，通过主节点10向从节点20发送同步消息的发送时间T1、从节点20接收到主节点10的同步消息的接收时间T2、从节点20向主节点10发送延迟接收消息的发送时间T3和主节点10接收到延迟接收消息的接收时间T4，来确定主节点10和从节点20之间的时间差。基于该时间差确定原理，本实施例可实现一个主节点10与多个从节点20之间一对多的时间戳添加，即，时间同步的过程，通过将所有设备以一个时钟为参考，统一了时钟标准，降低了受到干扰的可能。
实施例2：
在优选的实施例中，所述主节点10，具有：时钟参考源和主交换机。
需要说明的是，所述时钟参考源输出参考时钟信号；所述主交换机根据参考时钟信号，获得发送时间T1和接收时间T4。
其中，主节点10具有时钟参考源和主交换机，该时钟参考源用于为整个***提供时间参考，即，将这个***中的所有设备以该时钟参考源的时钟为参考，能够统一时钟标准；在实际应用中，该时钟参考源可采用GPS计时机。主交换机用于根据时钟参考源输出的参考时钟信号，获得发送时间T1和接收时间T2，以及通过主节点10与从节点20之间消息交换，让目标从节点20汇总发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，以确定主节点10和从节点20之间的时间差，实现时钟调整。
本实施例中，通过时钟参考源提供整个***的参考时钟信号，统一了整个***的时钟标准，同时，通过与主交换机的配合，向对应的目标从节点20发出满足时钟标准的发送时间T1和接收时间T4，以此根据主节点10发出的满足时钟标准的发送时间T1和接收时间T4，以及从节点20发出的不满足时钟标准的接收时间T2和发送时间T3的，实现基于往返延迟原理的时间差精确计算。
如图2所示，在优选的实施例中，所述***，还具有：若干个交换节点40。
需要说明的是，所述交换节点40配置为连接主节点10和从节点20的副交换机；所述副交换机用于主节点10和从节点20之间进行的同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换。
在本实施例中，通过光纤传输链路在主节点10、若干个交换节点40、若干个从节点20以及目标设备30之间建立时钟环路，能够实现传输距离更远的短波信号超高精度时间戳的添加***。同时，在实际应用中，主节点10和若干个交换节点40可以采用集中式管理，由于其他设备属于被校准对象，因此，只针对主节点10和交换节点40做维护即可，其一对多以及集中式管理的模式更方便于后期维护。
实施例3：
在优选的实施例中，所述主交换机，具有：同步消息发送单元和跟进消息发送单元。
需要说明的是，所述同步消息发送单元向目标从节点20发送同步消息，并获得向从节点20发送同步消息的发送时间T1；所述跟进消息发送单元根据发送时间T1，生成跟进消息，并将跟进消息发送至目标从节点20。
本实施例中，在进行基于往返延迟原理的时间差计算时，需首先由具有时钟标准的主节点10向目标从节点20发送同步消息，而目标从节点20不但要知晓接收同步消息的时间，还要知晓主节点10发送该同步消息的时间，因此，主节点10在发出同步消息后，需要紧跟着发出包括该同步消息发送时间T1的跟进消息。
由此，通过主节点10依次向从节点20发送的两个消息，构建第一个单方向上的延迟计算，该延迟由满足时钟标准的发送时间T1和不满足时钟标准的接收时间T2计算获得。
在优选的实施例中，所述主交换机，还具有：延迟接收消息接收模块和延迟回复消息发送模块。
需要说明的是，所述延迟接收消息接收模块接收目标从节点20发送的延迟接收消息，并获得接收到延迟接收消息的接收时间T4；所述延迟回复消息发送模块根据接收时间T4，生成延迟回复消息，并将延迟回复消息发送至目标从节点20。
本实施例中，在进行基于往返延迟原理的时间差计算时，构建了第一个单方向上的延迟计算后，还需要通过目标从节点20向主节点10发送延迟接收消息，以及通过主节点10向目标从节点20发送延迟回复消息，以此构建第二个单方向上的延迟计算。利用两个方向上构成的往返延迟来计算确定主节点10与从节点20之间的时间差。
实施例4：
在优选的实施例中，所述从节点20，具有：同步消息接收模块、跟随消息接收模块、延迟接收消息发送模块和延迟回复消息接收模块。
需要说明的是，所述同步消息接收模块接收所述主节点10发送的同步消息，获得接收到同步消息的接收时间T2；所述跟随消息接收模块接收所述主节点10发送的跟进消息，获得主节点10向从节点20发送同步消息的发送时间T1；所述延迟接收消息发送模块生成延迟接收消息，并将延迟接收消息发送至主节点10，获得发送延迟接收消息的发送时间T3；所述延迟回复消息接收模块接收所述主节点10发送的延迟回复消息，获得接收到的延迟回复消息中的接收时间T4。
本实施例中，由于执行时钟调整的主体是从节点20，因此，主节点10与从节点20之间进行的延迟计算，需要将两次延迟计算的时间信息(即发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3以及接收时间T4)汇总至从节点20。其中，发送时间T1通过跟进消息与同步消息一同传输至从节点20，接收时间T4通过主节点10将接收到延迟接收消息时的时间作为延迟回复消息传输至从节点20。由此，在从节点20，可根据发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3以及接收时间T4进行时间差确定。
在优选的实施例中，所述从节点20，还具有：时间差确定模块和时钟调整模块。
需要说明的是，所述时间差确定模块根据从节点20获得的发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，确定主节点10和目标从节点20之间的时间差；
具体而言，确定主节点10和目标从节点20之间的时间差，具体为：
其中，offsetns为主节点10和目标从节点20之间的时间差，delayns为主节点10和目标从节点20之间的链路延迟。
需要说明的是，所述时钟调整模块根据主节点10和目标从节点20之间的时间差，进行目标从节点20与主节点10之间的第一时间同步，以及目标设备30与目标从节点20之间的第二时间同步。
本实施例中，在从节点20根据发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3以及接收时间T4进行时间差的确定后，需利用该时间差先对从节点20自身时钟进行调整，在确保自身时钟与主节点10时钟参考源的时钟保持一致后，对目标设备30进行时钟调整，调整方式为将目标设备30的时钟时间调整为从节点20的时钟时间。
实施例5：
在优选的实施例中，所述从节点20，还具有：时钟数据恢复模块、相位检测模块和相位校正模块。
需要说明的是，所述时钟数据恢复模块获取主节点10向从节点20传输的消息中的数据恢复时钟；所述相位检测模块检测数据恢复时钟与从节点20时钟的相位差；所述相位校正模块根据相位差对从节点20时钟进行第一相位校正，以及对目标设备30进行第二相位校正。
本实施例中，除了对目标设备30进行时钟调整外，还包括了对目标设备30的相位同步。在本申请的短波信号超高精度时间戳的添加***中，***中的每个模块的时钟独立运行，所有模块形成一个时钟网络拓扑，每个模块都视为拓扑中的节点。
在此基础上，从节点20可通过设置的时钟数据恢复模块，利用时钟数据恢复技术(CDR)从主节点10与从节点20之间的数据链路中恢复时钟，获得数据恢复时钟。在此之后，使用相位检测器测量数据恢复时钟与本地时钟之间的相位差并校正时间戳，由此，保证整个网络的所有节点的时钟频率与主节点10一致，实现整个***的时间相位同步。
在一些实施例中，还可通过配置误差滤波电路来滤除节点内部锁相环中时钟恢复电路引起的抖动，以进一步提高时钟同步精度。
在一些实施例中，在多层结构的***中，获得的数据恢复时钟不仅是从节点20的时钟，也是下一层结构中子节点的参考时钟，进而实现多层结构下的时钟同步与相位同步。
在实际应用中，所述***采用兼容PTP_v2协议的WRPTP协议，实现主节点10和从节点20之间进行的同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换，以此实现超高精度的时钟调整和相位校正，解决了源误差问题。
在另一优选的实施例中，为了保证目标设备30时间戳的高精度要求，可利用主节点10与从节点20按照一定的时间间隔(以主节点10的时钟参考源为准)进行时钟调整和相位校正。由此，当不同基站或者是设备接收到短波信号后，使用校准后的本地时钟为其打上时间戳，由于校准参考WR时钟参考源模块，因此所有设备的时间尺度都会保持一致，精度可以达到纳秒。
本实施例提出了一种短波信号超高精度时间戳的添加***及方法，通过主节点与从节点之间同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换，获取同步消息的发送时间T1、获取接收到同步消息的接收时间T2、发送延迟接收消息的发送时间T3和延迟接收消息的接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，以此对目标设备进行时钟调整，采用一对多的时间戳添加方式，无需为标设备设立单独的时钟产生装置，降低了硬件设备成本、便于后期维护，提高了***传输距离，误差小、抗干扰能力强。
实施例6：
参照图3，图3为本发明实施例提供的一种短波信号超高精度时间戳的添加方法的流程示意图。
如图3所示，一种短波信号超高精度时间戳的添加方法，包括如下步骤：
S1：主节点向目标从节点发送同步消息，获取发送时间T1，并向目标从节点发送包括发送时间T1的跟进消息；
S2：目标从节点获取接收到的跟进消息中的发送时间T1和接收到同步消息的接收时间T2；
S3：目标从节点向主节点发送延迟接收消息，获取延迟接收消息的发送时间T3；
S4：主节点获取接收到延迟接收消息的接收时间T4，并向目标从节点发送包括接收时间T4的延迟回复消息；
S5：目标从节点获取接收到的延迟回复消息中的接收时间T4；
S6：目标从节点根据发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，根据时间差，对目标设备进行时钟调整。
本申请短波信号超高精度时间戳的添加方法的具体实施方式与上述短波信号超高精度时间戳的添加***各实施例基本相同，在此不再赘述。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“***”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。
在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如：“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。
在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述***，具有：
主节点；
若干个从节点；
其中，所述主节点用于向目标从节点发送同步消息和跟进消息，并在接收到目标从节点发送的延迟接收消息时，向目标从节点发送延迟回复消息；
其中，所述跟进消息包括同步消息的发送时间T1，所述延迟回复消息包括延迟接收消息的接收时间T4；
其中，所述从节点用于向主节点发送延迟接收消息，并接收主节点发送的延迟回复消息；
其中，所述从节点用于根据同步消息的发送时间T1、获取接收到同步消息的接收时间T2、发送延迟接收消息的发送时间T3和延迟接收消息的接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，并对目标设备进行时钟调整。
2.根据权利要求1所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述主节点，具有：
时钟参考源；
主交换机；
其中，所述时钟参考源输出参考时钟信号；
其中，所述主交换机根据参考时钟信号，获得发送时间T1和接收时间T4。
3.根据权利要求2所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述主交换机，具有：
同步消息发送单元；
跟进消息发送单元；
其中，所述同步消息发送单元向目标从节点发送同步消息，并获得向从节点发送同步消息的发送时间T1；
其中，所述跟进消息发送单元根据发送时间T1，生成跟进消息，并将跟进消息发送至目标从节点。
4.根据权利要求2所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述主交换机，还具有：
延迟接收消息接收模块；
延迟回复消息发送模块；
其中，所述延迟接收消息接收模块接收目标从节点发送的延迟接收消息，并获得接收到延迟接收消息的接收时间T4；
其中，所述延迟回复消息发送模块根据接收时间T4，生成延迟回复消息，并将延迟回复消息发送至目标从节点。
5.根据权利要求1所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述***，还具有：
若干个交换节点；
其中，所述交换节点配置为连接主节点和从节点的副交换机；
其中，所述副交换机用于主节点和从节点之间进行的同步消息、跟进消息、延迟接收消息和延迟回复消息的消息交换。
6.根据权利要求1所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述从节点，具有：
同步消息接收模块；
跟随消息接收模块；
延迟接收消息发送模块；
延迟回复消息接收模块；
其中，所述同步消息接收模块接收所述主节点发送的同步消息，获得接收到同步消息的接收时间T2；
其中，所述跟随消息接收模块接收所述主节点发送的跟进消息，获得主节点向从节点发送同步消息的发送时间T1；
其中，所述延迟接收消息发送模块生成延迟接收消息，并将延迟接收消息发送至主节点，获得发送延迟接收消息的发送时间T3；
其中，所述延迟回复消息接收模块接收所述主节点发送的延迟回复消息，获得接收到的延迟回复消息中的接收时间T4。
7.根据权利要求1所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述从节点，还具有：
时间差确定模块；
时钟调整模块；
其中，所述时间差确定模块根据从节点获得的发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，确定主节点和目标从节点之间的时间差；
其中，所述时钟调整模块根据主节点和目标从节点之间的时间差，进行目标从节点与主节点之间的第一时间同步，以及目标设备与目标从节点之间的第二时间同步。
8.根据权利要求1所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，确定主节点和目标从节点之间的时间差，具体为：
其中，offsetns为主节点和目标从节点之间的时间差，delayns为主节点和目标从节点之间的链路延迟。
9.根据权利要求1所述的短波信号超高精度时间戳的添加***，其特征在于，所述从节点，还具有：
时钟数据恢复模块；
相位检测模块；
相位校正模块；
其中，所述时钟数据恢复模块获取主节点向从节点传输的消息中的数据恢复时钟；
其中，所述相位检测模块检测数据恢复时钟与从节点时钟的相位差；
其中，所述相位校正模块根据相位差对从节点时钟进行第一相位校正，以及对目标设备进行第二相位校正。
10.一种短波信号超高精度时间戳的添加方法，其特征在于，所述方法，包括如下步骤：
S1：主节点向目标从节点发送同步消息，获取发送时间T1，并向目标从节点发送包括发送时间T1的跟进消息；
S2：目标从节点获取接收到的跟进消息中的发送时间T1和接收到同步消息的接收时间T2；
S3：目标从节点向主节点发送延迟接收消息，获取延迟接收消息的发送时间T3；
S4：主节点获取接收到延迟接收消息的接收时间T4，并向目标从节点发送包括接收时间T4的延迟回复消息；
S5：目标从节点获取接收到的延迟回复消息中的接收时间T4；
S6：目标从节点根据发送时间T1、接收时间T2、发送时间T3和接收时间T4，确定主节点和从节点之间的时间差，根据时间差，对目标设备进行时钟调整。
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