CN101039145B

CN101039145B - 时钟的实现方法、装置

Info

Publication number: CN101039145B
Application number: CN2007100906815A
Authority: CN
Inventors: 胡骥
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: CN101039145A

Abstract

本发明涉及通信领域，本发明实施例公开了一种时钟的实现方法、装置，该方法包括：根据本地基准信号，生成本地系统时钟；监测该本地系统时钟与参考时钟的相位差；根据所监测得到的相位差调整本地系统时钟，使本地系统时钟与参考时钟同步。本发明实施例的技术方案可以实现在系统运行过程中，本地系统时钟对参考时钟的自动跟踪调整，有利于保证通信系统中各基站之间同步，保证通信系统的正常运行。

Description

时钟的实现方法、装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种时钟的实现方法、装置。

背景技术

目前的通信系统大部分为时间同步系统，特别在移动通信中，时间同步非常重要。在时间同步系统中，如果基站的本地系统时钟发生偏差，将造成通信网络基站间的时间不同步，而对通信质量造成影响，甚至导致用户通信中断、漫游困难等。

全球定位系统(Global Position System，GPS)是目前国际上精度较高、应用较广、成本较低的一种时间同步解决方案，不同地区的基站都可以通过接收GPS卫星信号作为参考时钟，实现基站与基站之间时间同步，从而实现通信系统内的时间同步。

本发明的发明人在进行本发明的创造过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

以码分多址((Code Division Multiple Access，CDMA)系统为例，对其进行具体描述：

CDMA系统时间同步系统，基站间的同步需要一个稳定的2秒(S)时钟，为了达到一个稳定的2S时钟，CDMA系统要求各基站本地系统时钟与GPS时钟同步，以实现各基站之间同步。具体是，基站产生2S本地系统时钟，在基站运行前，可以使用GPS时钟对2S本地系统时钟进行时间同步校准：使2S本地系统时钟与GPS时钟同步，使得通信系统实现时间的同步，在校准同步后使用2S本地系统时钟。

但是，虽然目前的本地系统时钟能够具有良好的短期稳定度，即在短期内的频偏误差较小，能够保证本地系统时钟在短时间内与校准时刻的状态(此状态与GPS的时钟同步)基本一致，但是如果经过长期的时间后，由于误差积累将会使得此时的本地系统时钟与校准时刻的本地系统时钟的状态(在该时刻与GPS时钟同步)相去甚远，而超过通信系统同步的误差范围，此时将会导致通信系统内的各基站的本地系统时钟不同步，而影响通信系统的正常运行。

其次，由于GPS时钟虽然具有长期的稳定度，但是其短期稳定度较差，如果各基站进行校准的时刻不一致，也会由于各基站的本地系统时钟所参考的GPS时钟的不一致，也会导致基站间的不同步。

发明内容

本发明实施例提供一种时钟的实现方法，实现通信系统的时间同步。

本发明实施例提供一种时钟的实现装置，实现通信系统的时间同步。

本发明实施例提供的时钟的实现方法，可以包括：

根据本地基准信号，生成本地系统时钟；

监测所述本地系统时钟与参考时钟的相位差；

在所述相位差大于等于预定的所述参考时钟的抖动上限时，根据所述相位差调整所述本地系统时钟，使所述本地系统时钟与所述参考时钟同步。

本发明实施例提供的时钟的实现装置，可以包括：本地系统时钟输出单元、相位差监测单元和调整单元。本地系统时钟输出单元根据本地基准信号，生成本地系统时钟。相位差监测单元监测所述本地系统时钟与参考时钟的相位差。第三判断单元，用于判断所述相位差监测单元确定的相位差是否小于预定的所述参考时钟的抖动上限；调整单元在所述第三判断单元判断相位差大于等于预定的所述参考时钟的抖动上限时，根据所述相位差调控所述本地系统时钟输出单元，使其生成的本地系统时钟与所述参考时钟同步。

由以上技术方案可以看出，由于本发明实施例技术方案可以通过监测本地系统时钟与参考时钟的相位差，并根据当前的本地系统时钟与参考时钟的相位差，来调整本地系统时钟的后续输出，使后续输出的本地系统时钟与参考时钟同步，实现了在系统运行过程中，本地系统时钟对参考时钟的自动跟踪调整，有利于保证通信系统中各基站之间同步，保证通信系统的正常运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的时钟的实现方法流程示意图；

图2为本发明实施例中对本地系统时钟调整的过程示意图；

图3为本发明实施例提供的时钟实现装置结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1为本发明提供的本地系统时钟的实现方法的一种实施方式，如图示，该方法可以包括：

步骤101：确定用于生成本地系统时钟的本地基准信号。

为了提高本地基准信号的精确性，保证本地系统时钟的触发信号的稳定度，以获得相对稳定的本地系统时钟，在本实施例中可以根据系统对用于生成本地系统时钟的本地基准信号的精确度要求，选用合适的晶振，来产生本地基准信号。

由于一般的晶振具有良好的短期稳定度，但是长期稳定度相对较差(在较长的时间段内的频偏较大)，为了提高本地基准信号的长期稳定度，本实施例可以选用可控的晶振：比如：压控恒温晶振VCOCXO，再利用长期稳定度很好的参考时钟(在本发明实施例中，以GPS的时钟为例进行说明)来校准可控晶振的输出，使其既具有较好的短期稳定度，也具有较好的长期稳定度。以下以应用最广的频率为10MHz的本地基准信号(即频率为10MHz时钟)为例，对使用GPS时钟对其进行校准进行具体说明：

首先，使用频率为10MHz的时钟对GPS时钟的秒信号间隔(1S时间间隔)进行计数，并记下该实际计数值，理论上在1S的时间间隔内，频率为10MHz的时钟的计数值应是10000000，获得实际计数值与理论计数值的偏差；然后，根据该计数值的偏差获取到该频率为10MHz的时钟的实际频率与该频率为10MHz的时钟理想频率的差值(等于时长1S内的实际计数值与理论计数值(10000000)的差值，简称频偏)；再然后，根据该频偏，计算一个控制电压，并把该控制电压输入到VCOCXO的电压控制端，调控VCOCXO的时钟输出，使其输出本地基准信号的频率逼近理想值。

进一步的，由于GPS时钟信号的短期稳定度较差，抖动较大，如果每一秒都调整本地基准信号输出，将会使得本来短期稳定度较好的本地基准信号跟踪GPS的时钟的抖动，为了避免该情况的发生，可以使用滤波的方式滤除GPS时钟的抖动对本地基准信号的影响。比如：

本实施例可以根据对本地基准信号的校准需要，确定参考时钟的抖动上限，并根据该抖动上限，使用合适的滤波方式，比如可以选用最小二乘法、自适应滑动平均滤波等方法，滤除GPS时钟抖动对本地基准信号的影响。在这里以自适应滑动平均滤波为例，进行详细的说明：

假设GPS偶数秒抖动上限(最大抖动)为0.5μS，根据上述的方法计算当前本地基准信号的实际周期与其理论值的差值，只要该次计算得到的差值大于或等于0.5μS，均在当次计算后，根据当次计算的差值，对该本地基准信号(即产生该信号的时钟，这里为频率为10MHz的VCOCXO)进行调整；如果该差值小于GPS偶数秒的抖动上限0.5μS，则在设定的多个周期内计算该本地基准信号的实际周期与其理论值的差值，比较所得的平均值与预定的差值上限的大小，只有该平均值大于或等于该预定的差值上限，再根据当前所得到的差值的平均值，对该本地基准信号进行调整。该预定的差值上限可以根据用户对本地基准信号的准确度的要求进行确定，该值一般大大小于GPS的时钟的抖动。

由上可见，在使用GPS时钟对本地基准信号进行校准时同时滤除GPS时钟抖动对调整的影响，如果当前的本地基准信号的频偏大于GPS时钟抖动时，说明当前本地基准信号的频偏很大，可以采用每次调整的方式进行调整；如果本地基准信号的频偏小于该GPS频偏时，则对多个秒信号计数得到的频偏进行求平均，只有该平均值大于或等于预定的差值上限(预定的频偏上限)时，才对本地基准信号进行调整，这样有利于在频偏较小时，避免该频偏误差由计数误差引起的情况，有利于计数误差的消除，能较大程度上保证本地基准信号的稳定性。可见该滤波处理，既能够保持了本地基准信号的短期稳定度的优点，避免了调整的GPS时钟信号的抖动对稳定度较好的本地基准信号的影响，又实现了利用长期稳定度较好的GPS信号对本地基准信号进行调整，使其同时能够具有较好的长期稳定度。

步骤102：生成本地系统时钟。

使用步骤101产生的本地基准信号作为产生本地系统时钟的激发信号，生成所需要的本地系统时钟。

这里可以利用目前在CDMA系统中应用最广的直接数字频率综合器(Direct Digital Frequency synthesis，DDS)来产生本地系统时钟。具体如下：

将本地基准信号输入至DDS的频率输入端口，DDS内部的锁相环将该本地基准信号倍频到一个比较高的频率，设该频率为Fin，假设该DDS内部的频率控制字长为n位，可以根据函数式(1)，通过设置DDS的频率控制字M，使其输出频率为所需要的输出频率Fout₀：

Fout₀＝M*(Fin/(2ⁿ)..............(1)，

在此，既可以使该输出频率Fout₀为所需要的本地系统时钟频率，也可以使该输出频率Fout₀为一个确定的时钟频率。

一般的，可以使Fout₀为一个确定的时钟频率，再通过对该时钟频率Fout₀进行分频，获取最终需要的本地系统时钟。比如：

在CDMA系统中，该DDS的输出频率Fout₀一般约定为16FC，获取到该16FC后，再对该16FC进行分频，获取CDMA系统所需要的2S本地系统时钟。

由上可见，由于本发明实施例中本地基准信号能够具有较好的短期稳定度和长期稳定度，因此，可以使得本地系统时钟也具有良好的短期稳定度和长期稳定度。比如：在CDMA系统中，由于本地基准信号具有较好的短期稳定度和长期稳定度，使得DDS输出的16FC具有较好的短期稳定度和长期稳定度，而由该16FC分频得到的2S本地系统时钟也具有较好的短期稳定度和长期稳定度。

为了使得本发明实施例的本地系统时钟能够跟踪GPS信号，保持与GPS信号同步，在生成本地系统时钟之后，继续执行以下步骤，利用GPS时钟信号校准本地系统时钟。

步骤103：监测当前本地系统时钟与参考时钟的相位差。

可以采用定期或不定期的方式，监测获取当前本地系统时钟与参考时钟(GPS的时钟)的相位差。

该相位差可以为正值、负值或零。如果为正值，则表示该本地系统时钟超前于GPS时钟，如果该相位差为负值，则表示该本地系统时钟滞后于GPS时钟。如果为零，则表示本地系统时钟同步于GPS时钟。

对该相位差的监测可以使监测周期等于本地系统时钟的周期，也可以在本地系统时钟的上升沿或下降沿到来时，计算该上升沿或下降沿与参考时钟的上升沿或下降沿之间的相位差。具体可以根据本地系统时钟要求、和/或监测方便性而定。

以CDMA系统为例，该步骤具体为：比较2S本地系统时钟的上升沿与GPS时钟的偶数秒的上升沿的相位差。如果该2S本地系统时钟是使用16FC分频获取的话，在此为了计算方便起见，可以先计算2S本地系统时钟的上升沿与GPS时钟的偶数秒的上升沿之间的16FC个数n，再根据函数式(2)计算2S本地系统时钟的上升沿与GPS时钟的偶数秒的上升沿的相位差Td：

Td＝(n*1000000)/(16*1.288)μs.....(2)，

步骤104：根据相位差调整本地系统时钟。

根据步骤103中所得到的相位差，调整本地系统时钟，使得本地系统时钟与GPS时钟同步，从而保证通信系统的时间同步。

以下以使用DDS产生16FC，再对16FC分频产生2S本地系统时钟的情况为例(比如CDMA系统中)，对本步骤的具体实现进行举例说明：

首先可以根据函数式(3)，根据步骤103中获取的相位差Td，计算调整DDS的频率输出Fout’：

Fout’＝(2/(2-Td))*Fout₀................(3)，其中在CDMA系统中Fout₀等于16FC。

通过函数式(1)、(3)便可以计算出将DDS的输出频率由Fout₀调整为Fout’所需要向DDS输入的频率控制字M，使得在下一个2S本地系统时钟的上升沿与GPS的偶数秒上升沿对齐。

由函数式(3)可以看出，如果Td是一个很小的数值，Fout’接近Fout₀，这说明：如果本地系统时钟与GPS时钟之间的相位差不是很大的情况下，可以在一个2S周期内，将2S本地系统时钟调整至与GPS时钟同步。如果Td比较大，这时如果在一个2S周期内将2S本地系统时钟调整至与GPS时钟同步，可能会使DDS的输出Fout’与Fout₀偏差过大，超过通信系统允许的最大频偏，而对通信系统造成较大的干扰。

因此，当相位差Td比较大的时候，可以对DDS的输出频率Fout’进行多次调整，使得每次调整的输出频率Fout’与Fout₀偏差满足通信系统的要求：假如通信系统允许的频偏上限为X，2S本地系统时钟与GPS时钟的相位差为Td，则可以按照函数式(4)计算出需要进行N个2S周期才能完成2S本地系统时钟的同步调整：

在函数式(4)中调整数N等于：Td与X的比值的向上取整值，比如，Td/X等于21.1，则对21.1进行向上取整运算，N等于22。

在确定了调整数N(需要的N个2S周期)后，根据该N、Td，确定各次调整的相位值：

如果Td/X为整数的话，可以使各个周期调整的相位值均为X；如果Td/X不为整数的话，可以使其中(N-1)个周期调整的相位值均为X，而其中一个周期的调整的相位值为：Td-X*(N-1)。另外的，还可以使用其它的调整方案，只需要N个周期各周期调整的相位值的和等于Td，并且各次调整的相位值不大于X即可。

当本发明实施例方案用于CDMA基站时，CDMA基站规格中说明要求基站应该能够在GPS可用的情况下，提供正负3μs的误差的2S本地系统时钟，同时在GPS不可用的情况下，基站需要保持8小时内10μS的最大误差。因此当达到10μS误差时，相对误差为：10μS/2S＝5ppm。

如果通信系统允许的频偏上限为：0.05ppm，则调整GPS偶数秒与2S本地系统时钟相位误差在GPS抖动精度范围所需的时间为：5ppm/0.05ppm＝100个周期＝200S。如果通信系统允许的频偏上限更小，则需要更长的调整周期，反之则反。

图2所示为使用上述方法对本地系统时钟进行调整的过程示意图，如图示，假设在时刻201测得2S本地系统时钟21的上升沿与GPS时钟20的偶数秒的上升沿的相位差为u，那么，在2S本地系统时钟21的下一上升沿到来时(时刻202)开始进行调整，调整的周期次数可以参考函数式(4)确定，设需要经过N个周期的调整才能将2S本地系统时钟21调至与GPS时钟20同步。在每次调整后，2S本地系统时钟21的上升沿与GPS时钟20的偶数秒的上升沿的相位差相对于上一次调整时刻的相位差均缩小一定的数值，直到时刻20N完成N个周期的调整，在时刻20N，2S本地系统时钟21的上升沿与GPS时钟20的偶数秒的上升沿对齐，即本地系统时钟21与GPS时钟20同步。

由上可见，对于当前的相位差大于通信系统允许的最大相位差时，保证每次调整的相位在通信系统允许的最大相位差范围内，最后达到与GPS时钟同步。此时的本地系统时钟的精度由GPS时钟的精度决定。

由于在决定是否需要对本地系统时钟进行调整时，需要参考GPS时钟，而GPS时钟本身的短期稳定度较差，抖动较大，不能保证在测量时使用的GPS时钟偶数秒的准确性。为了滤除GPS时钟的抖动对调整本地系统时钟的影响，使得其对本地系统时钟的调整更加精确，因此可以参考步骤101中滤除参考时钟(可以为GPS时钟)对本地基准信号的影响的技术方案，滤除方式滤除GPS信号的抖动。具体如下：

假设GPS时钟的偶数秒抖动上限为0.5μS，如果当前本地系统时钟与GPS时钟的相位差不小于0.5μS，则在当次计算后，根据当前计算得到的相位差对本地系统时钟进行调整；如果该相位差小于0.5μS，则在预定的多个本地系统时钟周期内，计算该相位差，并求多次计算的相位差的平均值，直到该相位差的平均值大于预定的允许的相位差上限(该值一般远远小于GPS的抖动上限，在此设为0.005μS)后，再根据该相位差的平均值调整本地系统时钟。这样有利于避免本地系统时钟跟随GPS的短期抖动，能够使得本地系统时钟具有比GPS时钟(参考时钟)具有更高的精度，使得本地系统时钟具有较好的短期稳定度和长期稳定度。

如果在调整本地系统时钟时，采用了上述的滤除GPS的抖动对调整本地系统时钟的影响的技术手段，并且在需要调整本地系统时钟时，采用多次调整的手段使得调整更加平滑，那么只需要根据调整需要，同理参考函数式(4)确定调整需要的2秒周期数N，以及每次需要调整的相位值即可：

如果当前需要根据某个相位差进行调整时，则时钟的Td为该相位差；如果当前需要根据相位差的平均值时，式中的Td为该相位差的平均值。各次调整的相位值的确定同理可以参考上面描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可以包括如下步骤：根据本地基准信号，生成本地系统时钟；确定该本地系统时钟与参考时钟的相位差；根据该相位差，调整该本地系统时钟，使该本地系统时钟与参考时钟同步。这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

由上可见，本发明实施例方法，可以实现本地系统时钟对GPS时钟的自动跟踪，保证通信系统中各基站之间同步，保证通信系统的正常运行。

进一步的，由于在产生本地基准信号过程中，可以使用滤波的方式滤除参考时钟(GPS时钟)的抖动，保证本地基准信号具有良好的短期稳定度和长期稳定度，从而保证由其所激发产生的本地系统时钟具有较好的短期稳定度和长期稳定度。

另外的，由于在对本地系统时钟的调整过程中，使用滤波的方式滤除参考时钟(GPS时钟)的抖动，避免对本地系统时钟的调整跟随参考时钟(GPS时钟)的抖动，增强调整的精确度，使得本地系统时钟具有较好的短期稳定度和长期稳定度。

图3为本发明实施例提供的时钟实现装置的一种优选实施方式的结构示意图，如图示，该装置可以包括：

本地基准信号输入单元301，用于向本地系统时钟输出单元302输入本地基准信号。

本地系统时钟输出单元302，根据本地基准信号输入单元301输入的本地基准信号，生成本地系统时钟。

该本地系统时钟输出单元302可以为DDS，本地系统时钟输出单元302的具体原理可以参见图1所示方法中的步骤102中的相应描述。

相位差监测单元303，用于监测本地系统时钟输出单元302生成的本地系统时钟与参考时钟的相位差，并可以在每监测得到一个相位差后，将该相位差传递至调整单元304，由调整单元304根据该相位差，对本地系统时钟进行相应的调整。其中该参考时钟可以为GPS时钟。

相位差监测单元303可以采用定期或不定期的方式，监测获取当前本地系统时钟与参考时钟的相位差。

该相位差既可以能为正值，也可能为负值或零。如果为正值，则表示该本地系统时钟超前于GPS时钟，如果该相位差为负值，则表示该本地系统时钟滞后于GPS时钟；如果该相位差为零，则表示该本地系统时钟同步于GPS时钟。

相位差监测单元303对该相位差的监测可以使监测周期等于本地系统时钟的周期，也可以在本地系统时钟的上升沿或下降沿到来时，计算该上升沿或下降沿与参考时钟的上升沿或下降沿之间的相位差。具体可以根据本地系统时钟要求、和/或监测方便性而定。

以CDMA系统为例，该相位差为：2S本地系统时钟的上升沿与GPS时钟的偶数秒上升沿的相位差。

调整单元304，用于根据相位差监测单元303监测得到的相位差，调控本地系统时钟输出单元302，使其生成的本地系统时钟与所述参考时钟同步。

比如：该调整单元304可以为DDS，其调控本地系统时钟输出单元302，使其生成的本地系统时钟与所述参考时钟同步，具体可以是，根据相位差监测单元303确定的相位差，参考图1所示的本发明实施例方法中步骤104中的原理，通过确定DDS频率控制字，调整DDS的输出，而调整本地系统时钟，使得本地系统时钟与参考时钟(可以为GPS时钟)同步。

由本地基准信号输入单元301所输入的本地基准信号的发生单元既可以设置在本实施例的时钟实现装置内，也可以设置在该装置外，如果设置在其内，则本实施例装置还可以包括：

本地基准信号输出单元314，用于生成本地基准信号。本地基准信号输入单元301将本地基准信号输出单元314所生成的本地基准信号输入至本地系统时钟输出单元302，以供生成本地系统时钟。

本地基准信号输出单元314可以但不限于使用晶振产生，比如可以根据实际要求选用短期稳定度良好的压控恒温晶振VCOCXO或其他等级更高的晶振实现。

为了保证从本地基准信号输入单元301输入的本地基准信号具有良好的短期稳定度和长期稳定度，从而保证由其所激发产生的本地系统时钟具有较好的短期稳定度和长期稳定度，可以对本地基准信号输出单元314的本地基准信号进行调整，使其输出的本地基准信号具有良好的短期稳定度和长期稳定度，该装置还可以包括：

频偏确定单元305，用于确定本地基准信号的频率与本地基准信号的理想频率的差值。其具体原理可以参考如图1所示的方法中步骤101中的相应描述，在此不作赘述。

本地基准信号校准单元306，用于根据频偏确定单元305确定的差值，确定控制电压，并将所述控制电压输入至本地基准信号输出单元314中，调整其输出，使本地基准信号输出单元314输出的本地基准信号接近理想值。

为了滤除参考时钟的抖动对本地基准信号的影响，避免本地基准信号校准单元306在调整本地基准信号输出单元314时的调整使得本地基准信号输出单元314输出的本地基准信号跟随参考时钟的抖动，本发明实施例的装置还可以包括：

抖动确定单元307，用于确定参考时钟的抖动上限。

第一判断单元308，用于判断频偏确定单元305确定的差值是否小于所述抖动确定单元307确定的抖动上限，并将所述判断结论输入至所述本地基准信号校准单元306、频偏平均值确定单元309。

频偏平均值确定单元309，用于当第一判断单元308判断结论为：频偏确定单元305确定的差值小于所述参考时钟的信号的抖动上限时，在预定的本地系统时钟周期内，计算频偏确定单元305在各周期内确定的各差值的平均值，其中该差值为本地基准信号的频率与其理想频率的差值。

第二判断单元312，用于判断频偏平均值确定单元309确定的差值的平均值是否小于预定的差值上限，并将判断结论输入至所述本地基准信号校准单元306。其中该预定的差值上限一般远远小于参考时钟的抖动上限，用户可以根据本地系统时钟的精度要求进行设置。

在包含了抖动确定单元307、第一判断单元308、频偏平均值确定单元309、第二判断单元312的装置中的本地基准信号校准单元306可以根据第一判断单元308的判断结论，确定用于调整经由本地基准信号输入单元301输入的本地基准信号的控制电压，具体是，当判断结论为：当前时刻频偏确定单元305确定的差值大于或等于抖动确定单元307确定的抖动上限时，根据频偏确定单元305所确定的差值，确定该控制电压；否则，当第二判断单元312的判断结论为：频偏平均值确定单元309确定的平均值不小于所述差值上限时，根据频偏平均值确定单元309确定的平均值，确定该控制电压。

另外的，为了滤除参考时钟的抖动对调整单元304的影响，避免调整单元304在调整本地系统时钟输出单元302时，使得本地系统时钟输出单元302输出的本地系统时钟跟随参考时钟的抖动，能够使得产生的本地系统时钟的精度大于参考时钟的精度。本发明实施例装置还可以包括：

第三判断单元310，用于判断当前时刻相位差监测单元303确定的本地系统时钟与参考时钟的相位差与抖动确定单元307确定的抖动上限的大小关系，并将判断结论输入至所述调整单元。

相位差平均值确定单元311，用于当第三判断单元310获取的判断结论为：本地系统时钟与参考时钟的相位差小于所述抖动上限时，在预定的2S本地系统时钟周期内，计算各周期相位差监测单元303在各周期确定的相位差的平均值。

第四判断单元313，用于判断相位差平均值确定单元311确定的相位差是否小于所述相位差上限，并将判断结论输入至所述调整单元306。

调整单元304，还根据第三判断单元310、第四判断单元313的判断结论，调整本地系统时钟输出单元302生成的本地系统时钟：

当第三判断单元310的判断结论为：相位差监测单元303确定的相位差大于或等于抖动确定单元确定的抖动上限时，根据相位差监测单元303所确定的相位差，调整所述本地系统时钟；否则，当第四判断单元313的判断结论为：相位差平均值确定单元311确定的相位差的平均值大于或等于所述相位差上限时，根据相位差平均值确定单元311确定的平均值，调整所述本地系统时钟。

另外的，在调整单元304在调整本地系统时钟输出单元302生成的本地系统时钟时，如果相位差平均值确定单元311确定的相位差的平均值超过通信系统允许的最大频偏时，如果在一个本地系统时钟周期内将本地系统时钟调整到与参考时钟同步，可能会对通信系统造成较大的干扰，为了避免该种情况的发生，调整单元304可以包括：

调整次数确定单元3041，用于根据相位差监测单元303确定的相位差、或相位差监测单元311确定的相位差的平均值，结合预定的最大可调相位值，确定调整次数N：

其中，如果当前需要根据相位差监测单元303确定的相位差进行调整时，则时钟的Td为该相位差；如果当前需要根据相位差监测单元311确定的相位差的平均值时，式中的Td为该相位差的平均值。

单次调整相位值确定单元3042，用于根据所述相位差、或所述相位差的平均值以及所述调整次数N，确定各次调整的相位值，其中各次调整的相位值小于或等于预定的最大可调相位值。

在此，如果Td/X为整数的话，可以使各个周期调整的相位值均为X；如果Td/X不为整数的话，可以使其中(N-1)个周期调整的相位值均为X，而其中一个周期的调整的相位值为：Td-X*(N-1)。另外的，还可以使用其它的调整方案，只需要N个周期各周期调整的相位值的和等于Td，并且各次调整的相位值不大于X即可。

操作单元3043，用于根据各次调整的相位值，进行调整次数N次调整，调整本地系统时钟输出单元302，使经过调整次数N次调整后，其输出的本地系统时钟与所述参考时钟同步。

需要说明的是，在本发明实施例装置中的相位差监测单元303、频偏确定单元305、频偏平均值确定单元309、相位差平均值确定单元311可以集成在一个计算处理模块中；同时的，第一判断单元308、第三判断单元310也可以集成在一个判断处理模块中，甚至本发明实施例所述的各单元都可以集成在一个处理模块中。

还需要说明的是，本实施例的时钟实现装置既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本实施例装置既可以作为独立的产品销售或使用，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

总之，由上可见，使用本发明实施例的技术方案，可以实现本地系统时钟对参考时钟的自动跟踪，保证通信系统中各基站之间同步，保证通信系统的正常运行。

进一步的，使用本发明实施例的技术方案可以在调整本地基准信号过程中，滤除参考时钟(GPS时钟)的抖动对调整的影响，保证本地基准信号具有良好的短期稳定度和长期稳定度，从而保证了由其所激发产生的本地系统时钟具有较好的短期稳定度和长期稳定度。

另外的，使用本发明实施例的技术方案可以在对本地系统时钟的调整过程中，滤除参考时钟(GPS时钟)的抖动对本地系统时钟的影响，避免本地系统时钟跟随参考时钟(GPS时钟)的抖动，从而增强调整的精确度，使得本地系统时钟具有较好的短期稳定度和长期稳定度。

以上对本发明实施例所提供的一种时钟的实现方法、装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其原理；同时，对于本领域的一般技术人员，在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种时钟的实现方法，其特征是，包括：

根据本地基准信号，生成本地系统时钟；

监测所述本地系统时钟与参考时钟的相位差；

2.根据权利要求1所述的时钟实现方法，其特征是，所述根据相位差调整所述本地系统时钟的步骤具体包括：

根据函数式：确定调整次数，其中Td为所述相位差，t0为预定的最大可调相位值，N为调整次数；

根据所述相位差和所述调整次数，确定各次调整的相位值，其中所述各次调整的相位值小于或等于所述预定的最大可调相位值；

依次根据各次调整的相位，调整所述本地系统时钟。

3.根据权利要求1或2所述的时钟实现方法，其特征是，在生成所述本地系统时钟步骤之前，还包括：

确定所述本地基准信号的实际频率与理想频率的差值；

根据所述差值确定控制电压，并根据所述控制电压校准所述本地基准信号。

4.根据权利要求3所述的时钟实现方法，其特征是，所述确定本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值的步骤具体包括：

使用所述本地基准信号在所述参考时钟的确定时段内计数，确定实际计数值；

确定所述实际计数值与所述计数值的理论值的差值；

根据所述实际计数值与所述理论值的差值，确定所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值。

5.根据权利要求4所述的时钟实现方法，其特征是，根据所述差值确定控制电压，具体包括：

确定所述参考时钟的抖动上限以及预定的差值上限，其中所述预定的差值上限为：预定的所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值的最大值；

判断所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值是否小于所述参考时钟的抖动上限，如果不小于，则根据所述差值，确定所述控制电压；否则，

确定预定数目的所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值的平均值，如果所述平均值不小于所述差值上限，则根据所述差值的平均值，确定所述控制电压。

6.根据权利要求1或2所述的时钟实现方法，其特征是，还包括：

在所述相位差小于预定的所述参考时钟的抖动上限时，确定预定数目的所述本地系统时钟与所述参考时钟的相位差的平均值，如果所述平均值大于等于预定的相位差上限，则根据所述相位差的平均值，调整所述本地系统时钟。

7.根据权利要求1或2所述的时钟实现方法，其特征是，所述根据本地基准信号生成本地系统时钟的步骤具体包括：

将所述本地基准信号输入至直接数字频率综合器时钟频率端口；

所述直接数字频率综合器根据所述本地基准信号激发，输出所述本地系统时钟。

8.根据权利要求7所述的时钟实现方法，其特征是，所述直接数字频率综合器输出所述本地系统时钟，具体包括：

所述直接数字频率综合器输出一个时钟信号；

对所述时钟信号分频，生成所述本地系统时钟。

9.根据权利要求1或2所述的时钟实现方法，其特征是，所述参考时钟为：全球定位系统的时钟。

10.一种时钟实现装置，其特征是，包括：

本地系统时钟输出单元，用于根据本地基准信号，生成本地系统时钟；

相位差监测单元，用于监测所述本地系统时钟与参考时钟的相位差；第三判断单元，用于判断所述相位差监测单元确定的相位差是否小于预定的所述参考时钟的抖动上限；调整单元，用于在所述第三判断单元判断相位差大于等于预定的所述参考时钟的抖动上限时，根据所述相位差调控所述本地系统时钟输出单元，使其生成的本地系统时钟与所述参考时钟同步。

11.根据权利要求10所述的时钟实现装置，其特征是，所述时钟实现装置还包括：

本地基准信号输入单元，用于向所述本地系统时钟输出单元输入所述本地基准信号。

12.根据权利要求10所述的时钟实现装置，其特征是，所述调整单元包括：

调整次数确定单元，用于根据所述相位差、以及预定的最大可调相位值，确定调整次数；

单次调整相位值确定单元，用于根据所述相位差、以及所述调整次数，确定各次调整的相位值，其中所述各次调整的相位值小于或等于所述预定的最大可调相位值；

操作单元，用于根据所述调整次数及各次调整的相位值，调控所述本地系统时钟输出单元，使经过所述调整次数调整后，其输出的本地系统时钟与所述参考时钟同步。

13.根据权利要求10、11或12所述的时钟实现装置，其特征是，所述时钟实现装置还包括：

本地基准信号输出单元，用于输出所述本地基准信号。

14.根据权利要求13所述的时钟实现装置，其特征是，所述时钟实现装置还包括：

频偏确定单元，用于确定所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值；

本地基准信号校准单元，用于根据所述频偏确定单元确定的差值，确定控制电压，并将所述控制电压输入所述本地基准信号输出单元；

所述本地基准信号输出单元，其根据所述控制电压，输出本地基准信号。

15.根据权利要求14所述的时钟实现装置，其特征是，所述时钟实现装置还包括：

抖动确定单元，用于确定所述参考时钟的抖动上限；

第一判断单元，用于判断所述频偏确定单元确定的差值是否小于所述抖动确定单元确定的抖动上限，并将判断结论输入至所述本地基准信号校准单元及频偏平均值确定单元；

频偏平均值确定单元，用于当所述第一判断单元判断结论为：所述差值小于所述抖动上限时，计算预定数目的所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值的平均值；

第二判断单元，用于判断所述频偏平均值确定单元确定的差值的平均值是否小于预定的差值上限，并将判断结论输入至所述本地基准信号校准单元，其中所述预定的差值上限为：预定的所述本地基准信号的实际频率与其理想频率的差值的最大值，其小于所述参考时钟的抖动上限；

所述本地基准信号校准单元，其根据所述第一判断单元、第二判断单元的判断结论，确定所述控制电压：

当所述第一判断单元的判断结论为：所述频偏确定单元确定的差值不小于所述参考时钟的信号的抖动上限时，根据所述频偏确定单元差值，确定所述控制电压；否则，当所述第二判断单元的判断结论为：所述频偏平均值确定单元确定的平均值不小于所述差值上限时，根据所述频偏平均值确定单元确定的所述差值的平均值，确定所述控制电压。

16.根据权利要求10、11或12所述的时钟实现装置，所述时钟实现装置还包括：

相位差平均值确定单元，用于当所述第三判断单元判断结论为：所述相位差监测单元确定的相位差小于所述抖动上限时，计算预定数目的所述本地系统时钟与所述参考时钟的相位差的平均值；

第四判断单元，用于判断所述相位差平均值确定单元确定的相位差是否小于预定的相位差上限，并将判断结论输入至所述调整单元，其中所述预定的相位差上限为：预定的所述本地系统时钟与参考时钟的相位差的最大值，其小于所述参考时钟的抖动上限；

所述调整单元，其对所述本地系统时钟输出单元的调控还包括，根据所述第四判断单元的判断结论进行调控：

当所述第四判断单元判断结论为：所述相位差平均值确定单元确定的相位差的平均值大于或等于所述相位差上限时，根据所述相位差平均值确定单元确定的相位差的平均值，调控所述本地系统时钟输出单元。

17.根据权利要求10、11或12所述的时钟实现装置，其特征是，所述本地系统时钟输出单元为：直接数字频率综合器。