CN102158950A - 时钟同步方法、系统、装置及基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种时钟同步方法，包括：在设备重启复位后，时钟同步系统周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值，判断所述频偏值是否小于门限值，若所述频偏值小于所述门限值，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，将所述校正信号输出给恒温晶体振荡器。本发明实施例还提供相应的系统、装置及基站。本发明的技术方案可以在基站重启复位时，提前停止预热等待，缩短基站的启动复位时间，提高基站的启动复位速度。

Description

时钟同步方法、系统、装置及基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种时钟同步方法、系统、装置及基站。

背景技术

基站的多种频率信号通常是利用恒温晶体振荡(Oven Controlled CrystalOscillator，OCXO)来提供的。恒温晶体振荡器简称恒温晶振，在短时间内具有很高的稳定度，但随着自身老化及环境变化，其固有频率会发生漂移。因此需要对恒温晶振进行动态调整，使其输出频率稳定在可接受的精度范围内。

现有基站通常利用时钟同步系统对恒温晶振输出的频率信号进行动态调整，使其输出的频率信号与时钟参考源输出的参考时钟信号保持同步。时钟同步系统的原理为：接收时钟参考源输出的参考时钟信号和恒温晶振反馈的频率信号并进行比较，根据比较的结果生成校正信号输出给恒温晶振使其输出的频率信号与参考时钟信号保持一致。

由于恒温晶振需要被预热至工作温度范围，保持在零温度系数点后，才会有稳定的输出，所以基站在上电启动后，需要等待恒温晶振充分预热至有稳定输出后才可以正常工作。恒温晶振的预热时间通常在5分钟左右。

现有时钟同步系统通常利用定时器预设一个预热等待时间，例如5分钟。基站在上电启动或重启复位后，其时钟同步系统并不立即生成校正信号；而是从上电启动或重启复位时开始计时，在达到预设的预热等待时间后，时钟同步系统才开始工作，生成校正信号输出给恒温晶振。

上述方式中，基站一旦重启复位，恒温晶振往往需要较长时间才能输出稳定的校正信号。

发明内容

本发明实施例提供一种时钟同步方法、系统、装置及基站。

一种时钟同步方法，包括：

在设备重启复位后，时钟同步系统周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值；

时钟同步系统判断所述频偏值是否小于门限值；

若所述频偏值小于所述门限值，时钟同步系统启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号；

时钟同步系统将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器。

一种时钟同步系统，包括：

鉴相器，与恒温晶体振荡器和时钟参考源连接，用于在设备重启复位后，周期性获取所述恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于所述时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值；

比较器，与所述鉴相器连接，用于判断所述频偏值是否小于门限值；

运算器，所述比较器连接，用于若所述比较器判断所述频偏值小于门限值，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器。

一种时钟装置，包括：

接收单元，时钟同步系统和恒温晶体振荡器；

所述接收单元，用于接收时钟参考源发出的参考时钟信号并将该参考时钟信号输出给所述时钟同步系统；

所述时钟同步系统，用于在时钟装置重启复位后，周期性获取所述恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于所述时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值，判断所述频偏值是否小于门限值，若是，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器；

恒温晶体振荡器，用于输出频率信号，还用于根据所述时钟同步系统输出的校正信号调整输出的频率信号，使输出频率信号与所述参考时钟信号同步。

一种基站，包括上述的时钟装置。

本发明实施例方法采用在基站重启复位后，周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值，一旦频偏值小于门限值，立即停止预热等待，启动时钟同步运算，生成校正信号的技术方案，可以在基站重启复位后，提前停止预热等待，缩短基站的启动复位时间，提高基站的启动复位速度。

附图说明

图1是现有技术中时钟模块的结构示意图；

图2是本发明实施例的时钟同步方法的示意图；

图3是本发明一个实施例的时钟同步系统的结构示意图；

图4是本发明另一实施例的时钟同步系统的结构示意图；

图5是本发明实施例的时钟装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种时钟同步方法、系统、装置及基站，方法包括：在设备重启复位后，周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值，一旦频偏值小于门限值，立即停止预热等待，启动时钟同步运算，生成校正信号输出给恒温晶体振荡器。采用该方法可以在设备重启复位后，提前停止预热等待，缩短设备的启动复位时间，提高设备的启动复位速度。

本发明实施例提供的时钟同步方法及系统，适用于所有采用恒温晶体振荡器输出频率信号(例如同步时钟信号)，并对启动时间有较高要求的设备，例如，基站，时钟源设备，控制器系统等。这些设备包括有时钟模块，该时钟模块包括：用于从时钟参考源获取参考时钟信号的接收单元，用于输出频率信号的恒温晶体振荡器，用于根据参考时钟信号校正恒温晶体振荡器，以使恒温晶体振荡器输出的频率信号与参考时钟信号同步的时钟同步系统。其中，所说的时钟参考源可以是卫星导航系统时钟、线路恢复时钟、IP(Intemet Protocol)时钟、后台智能传送服务(Background Intelligent Transfer Service，BITS)设备时钟或空口时钟等。

下面，以基站为例进行说明。基站的时钟模块，用于输出与参考时钟信号同步的系统时钟信号，供基站的其它模块使用。不同制式的基站可根据通信协议的空口指标和当前组网场景选择适合的时钟参考源作为同步标准，对于空口指标严格的基站系统，可以选择使用卫星导航系统时钟参考源。

请参考图1，基站的时钟模块包括：

接收单元，例如卫星导航系统(Navigation Satellite System，GPS)接收机，用于接收卫星导航系统时钟参考源发出的GPS时钟信号，并将接收的GPS时钟信号输出给时钟同步系统；

时钟同步系统，用于接收GPS接收机输出的GPS时钟信号和恒温晶体振荡器输出的系统时钟信号并进行比较，根据比较的结果生成一个校正信号，将该校正信号输出给恒温晶体振荡器；

恒温晶体振荡器，用于输出多路系统时钟信号，并将其中一路系统时钟信号输出给时钟同步系统，还用于根据校正信号调整输出的系统时钟信号，使该系统时钟信号与GPS时钟信号保持同步。

其中，时钟同步系统具体包括：

鉴相器，用于周期性取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值；

运算器，用于根据鉴相器获取的频偏值生成校正信号；

数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)，用于将运算器生产的校正信号转换为一定电平的电压信号输出给恒温晶体振荡器，以校正恒温晶体振荡器输出的系统时钟信号，使该系统时钟信号与GPS时钟信号保持同步。

请参考图2，本发明实施例提供的时钟同步方法，包括以下步骤：

110、在设备重启复位后，时钟同步系统周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值。

所说的设备可以是基站、时钟源设备或者控制器系统等。设备中的时钟同步系统的两个输入端分别与时钟参考源和恒温晶体振荡器连接，在设备重启复位后，按一定周期获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号以及时钟参考源输出的参考时钟信号，并获取鉴相值，该鉴相值具体为：恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值。若所说的设备是基站，恒温晶体振荡器反馈的频率信号可以是基站系统时钟信号。其中，时钟同步系统可以每1秒钟获取一次鉴相值。

所说的时钟参考源是有稳定输出的参考源，可以是卫星导航系统时钟参考源。该卫星导航系统具体可以是：美国的全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)，欧洲的伽利略定位系统(Galileo Positioning System)，俄罗斯的格洛纳斯(Global Navigation Satellite System，GLONASS)卫星导航系统，或者中国的北斗卫星导航系统(BeiDou(COMPASS)Navigation SatelliteSystem)等。其中，在使用北斗卫星导航系统时钟参考源时，所采用的参考时钟信号具体可以是北斗使用标准外接时间接口秒脉冲加天时间(1pps+TOD(time of date))信号。所说的时钟参考源还可以是线路恢复时钟、IP时钟、BITS设备时钟或空口时钟等参考源。

120、时钟同步系统判断频偏值是否小于门限值，若是，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号。

本步骤中，时钟同步系统无需等待一个预设的预热等待时间例如5分钟后，才开始启动时钟同步工作；而是通过判断所获取的频偏值是否小于门限值来决定是否启动时钟同步工作。一旦频偏值小于门限值，则认为恒温晶体振荡器的输出稳定，则停止预热等待，执行时钟同步运算，根据运算结果生成用于校正恒温晶体振荡器输出的频率信号的校正信号。所说的门限值可以预先设定，例如设定为千万分之一(0.1ppm)，在频偏值小于0.1ppm时，可以认为恒温晶体振荡器的输出稳定。

可选的，在判断频偏值是否小于门限值之前还可以周期性对获取的频偏值进行滤波处理，以便将其中不符合设定标准的频偏值滤除。例如设定一个波动警戒值，在某一个或多个频偏值相对于平均频偏值的波动超过该警戒值时，认为这些频偏值是异常信号，进而滤除，以免影响后续判断结果的准确性。

进一步的，步骤120可以具体为：计算滤波周期内的平均频偏值，并判断平均频偏值是否小于门限值，若是，则停止预热等待，执行时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号。滤波周期可以预先设定，例如48秒钟。统计并计算滤波周期内获取的且经滤波处理的所有的频偏值的平均值进行判断，可以提高判断的准确性，避免异常信号的干扰。

130、时钟同步系统将校正信号输出给恒温晶体振荡器。

时钟同步系统可以将生成的校正信号转换为一定电平的电压信号，将该电压信号作为控制信号输出给恒温晶体振荡器，以校正恒温晶体振荡器输出的频率信号的频率，使该频率信号与参考时钟信号同步。

采用本发明实施的方法，当设备重启复位时，设备的时钟同步系统一旦检测到频偏值小于门限值即可以停止预热等待，而无需等到预设的预热等待时间结束，从而可以缩短启动复位时间，提高启动复位速度。

目前恒温晶体振荡器的预热时间为5分钟。而通常短时掉电复位后，恒温晶体振荡器1分钟内就可以有稳定输出。采用本发明实施例的方法，在有稳定输出后，即可以停止预热等待进行时钟同步，可减少约4分钟的启动复位时间。

请参考图3，本发明实施例提供的时钟同步系统200，包括：

鉴相器210，与恒温晶体振荡器和时钟参考源连接，用于在设备重启复位后，周期性取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值。

比较器220，与所述鉴相器210连接，用于判断频偏值是否小于门限值。

运算器230，所述比较器220连接，用于若所述比较器220判断频偏值小于门限值，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器。

请参考图4：

在一个实施例中，该时钟同步系统200还可以包括：

过滤器240，与所述鉴相器210和比较220器连接，用于按周期对鉴相器210定时获取的频偏值进行滤波处理，将滤波处理后的频偏值输出给所述比较器。

进一步的，该时钟同步系统的比较器可以具体用于，计算滤波周期内的平均频偏值，并判断平均频偏值是否小于门限值。

再进一步的，该时钟同步系统200还可以包括：

数模转换器250，与所述运算器230和恒温晶体振荡器连接，用于将运算器230生产的校正信号转换为电压信号输出给恒温晶体振荡器。

需要说明的是，比较器220、运算器230以及过滤器240可以集成在一个时钟运算装置中。进一步的，该时钟运算装置可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中。

在基站中采用本发明实施的时钟同步系统，当设备重启复位时，可以在检测到频偏值小于门限值立即停止预热等待，而无需等到预设的预热等待时间结束，从而可以缩短启动复位时间，提高启动复位速度。

请参考图5，本发明实施例还提供一种时钟装置，用在基站、时钟源设备或者控制器系统等设备中，包括：

接收单元400，用于接收时钟参考源发出的参考时钟信号并将该参考时钟信号输出给时钟同步系统；

恒温晶体振荡器300，用于输出频率信号，还用于根据时钟同步系统输出的校正信号调整输出的频率信号使该频率信号与参考时钟信号同步；

上述实施例提供的任一种时钟同步系统200，用于在设备重启复位后，周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值；判断所述频偏值是否小于门限值；若所述频偏值小于所述门限值，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，并将校正信号输出给恒温晶体振荡器。

其中，接收单元具体可以是GPS接收机，用于接收卫星导航系统时钟参考源发出的GPS时钟信号，并将接收的GPS时钟信号输出给时钟同步系统。

本发明实施例提供的时钟装置，用在基站、时钟源设备或者控制器系统等设备中，当设备重启复位时，可以在检测到频偏值小于门限值时立即停止预热等待，而无需等到预设的预热等待时间结束，从而可以缩短启动复位时间，提高启动复位速度。

本发明实施例还提供包括上述时钟装置的基站。该种基站具有启动复位时间短，速度快的优点。以上对本发明实施例所提供的时钟同步方法、系统以及基站进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种时钟同步方法，其特征在于，包括：

在设备重启复位后，时钟同步系统周期性获取恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值；

时钟同步系统判断所述频偏值是否小于门限值；

若所述频偏值小于所述门限值，时钟同步系统启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号；

时钟同步系统将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟同步系统判断所述频偏值是否小于门限值之前还包括：

时钟同步系统周期性对获取的所述频偏值进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时钟同步系统判断所述频偏值是否小于门限值包括：

计算滤波周期内的平均频偏值；

判断所述平均频偏值是否小于门限值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器包括：

将所述校正信号转换为电压信号输出给恒温晶体振荡器。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：

所述时钟参考源具体为卫星导航系统时钟参考源。

6.一种时钟同步系统，其特征在于，包括：

鉴相器，与恒温晶体振荡器和时钟参考源连接，用于在设备重启复位后，周期性获取所述恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于所述时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值；

比较器，与所述鉴相器连接，用于判断所述频偏值是否小于门限值；

运算器，与所述比较器连接，用于若所述比较器判断所述频偏值小于门限值，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

过滤器，与所述鉴相器和比较器连接，用于按周期对所述鉴相器获取的频偏值进行滤波处理，将滤波处理后的频偏值输出给所述比较器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述比较器，具体用于计算滤波周期内的平均频偏值，并判断所述平均频偏值是否小于门限值。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

数模转换器，与所述运算器和恒温晶体振荡器连接，用于将所述运算器产生的校正信号转换为电压信号输出给所述恒温晶体振荡器。

10.一种时钟装置，其特征在于，包括：

接收单元，时钟同步系统和恒温晶体振荡器；

所述接收单元，用于接收时钟参考源发出的参考时钟信号并将该参考时钟信号输出给所述时钟同步系统；

所述时钟同步系统，用于在时钟装置重启复位后，周期性获取所述恒温晶体振荡器反馈的频率信号相对于所述时钟参考源输出的参考时钟信号的频偏值，判断所述频偏值是否小于门限值，若是，启动时钟同步运算，根据运算结果生成校正信号，将所述校正信号输出给所述恒温晶体振荡器；

恒温晶体振荡器，用于输出频率信号，还用于根据所述时钟同步系统输出的校正信号调整输出的频率信号，使输出频率信号与所述参考时钟信号同步。

11.一种基站，其特征在于，包括权利要求10所述的时钟装置。

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