CN109640389A - 一种时延补偿的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时延补偿的方法和装置。该方法包括：测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延；根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。该装置包括时延测量模块，用于测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延；时延补偿模块，用于根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。本发明通过测量传输路径的时延，在中间输出端或者接收端进行补偿，可以达到接收端与信号源的信号相位同步的效果，可以克服不同电路板上信号传输的线路延迟、各个中转电路的延迟等，对于时钟同步而言，可降低时钟同步对线路设计的依赖性。

Description

一种时延补偿的方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及时钟同步技术，尤其涉及一种时延补偿的方法和装置。

背景技术

5G通信迈向商用的步伐逐步加快，根据IMT-2020(5G)推进组5G承载工作组2018年6月发布的《5G承载需求分析》白皮书，在关键性能方面，“更大带宽、超低时延和高精度同步”等性能指标需求非常突出。国际电联已经提出通信设备端到端的相位同步精度需要达到130ns甚至10ns。

目前的时钟同步技术方案中，系统级的时钟分发多采用以下方案：系统的时钟参考源经由传输线路输入锁相环，锁相环生成系统各芯片的工作时钟，经由时钟分发电路输出到系统中各个芯片。

上述技术方案中，如图1所示，各级传输线路、时钟分发电路可能会带来几十纳秒甚至上百纳秒的延迟，尤其在复杂系统中，参考源、锁相环、时钟分发电路及业务处理芯片可能在不同的电路板上，通过传输电缆或者传输背板实现时钟分发，传输延迟会更大，已经不满足5G通信系统以及精确测量系统中时钟同步需要达到纳秒级的要求。

发明内容

本发明提供一种时延补偿的方法和装置，以实现自动补偿时延，从而提高本地系统时钟精度。

一方面，本发明提供一种时延补偿的方法，包括：

测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延；

根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。

其中，测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延，包括：

在所述接收端设置信号环回路径；

脉冲信号按照传输路径从信号源到接收端，并通过所述信号环回路径折返，按照所述传输路径返回到所述信号源；

测量所述脉冲信号从信号源发出到返回所述信号源的总时延；

总时延的二分之一为路径时延。

进一步的，测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延，包括：

对每个接收端，分别测量多个脉冲信号从信号源到接收端的多个路径时延，取平均值。

其中，根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿，包括：

根据所述路径时延，任一中间输出端提前发出下一个脉冲信号；

若所述脉冲信号为时钟信号，则所述中间输出端包括锁相环和时钟分发电路。

或者，根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行时钟相位补偿，包括：

根据所述路径时延，所述接收端提前开始处理业务。

另一方面，本发明提供一种时延补偿的装置，包括：

时延测量模块，用于测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延；

时延补偿模块，用于根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。

其中，所述时延测量模块包括：

信号环回路径，设置在所述接收端，用于将按照传输路径从信号源发送到接收端的脉冲信号折返，使所述脉冲信号按照所述传输路径返回到所述信号源；

时延计算单元，设置在信号源和中间输出端，用于测量所述脉冲信号从信号源发出到返回所述信号源的总时延，总时延的二分之一为路径时延。

进一步的，所述时延测量模块具体用于：

对每个接收端，分别测量多个脉冲信号从信号源到接收端的多个路径时延，取平均值。

进一步的，所述时延补偿模块设置于任一中间输出端，具体用于：

根据所述路径时延，提前发出下一个脉冲信号；

若所述脉冲信号为时钟信号，则所述中间输出端包括锁相环和时钟分发电路。

或者，所述时延补偿模块具体用于：

根据所述路径时延，所述接收端提前开始处理业务。

本发明通过测量传输路径的时延，在中间输出端或者接收端进行补偿，可以达到接收端与信号源的信号相位同步的效果，可以克服不同电路板上信号传输的线路延迟、各个中转电路的延迟等，降低时钟同步对线路设计的依赖性。

附图说明

图1为现有技术时钟分发的传输线路示意图；

图2是本发明实施例一中时延补偿的方法的流程图；

图3是本发明实施例二中时延补偿的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2是本发明实施例一中时延补偿的方法的流程图，本实施例可适用于系统级时钟同步的需求，该方法可以由相应的一种时延补偿的装置来执行，包括如下步骤：

S1，测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延。

先通过脉冲信号来测量路径时延。对每个接收端，分别测量多个脉冲信号从信号源到接收端的多个路径时延，取平均值。接收端即业务处理芯片等最终使用时钟脉冲信号的模块。由图1可知，传输线路分为多段，针对每个接收端，可以分别测量每一段的时延，求和得到整条传输线路的路径时延，也可以一次测量完整传输线路的全部时延。

具体包括如下实现步骤：

S11，在所述接收端设置信号环回路径。

在接收端设置可供脉冲信号折返的信号环回路径。脉冲信号按照传输路径从信号源到接收端，并通过所述信号环回路径折返，按照所述传输路径返回到所述信号源。

S12，测量所述脉冲信号从信号源发出到返回所述信号源的总时延；总时延的二分之一为路径时延。

脉冲信号经过一个往返传输，在发送和返回的传输路径上均产生了时延，由于脉冲信号是按原传输路径返回，所以其发送阶段和返回阶段分别产生的时延是相等的。返回的脉冲信号与发出的脉冲信号产生了相位差，该相位差就是脉冲信号往返传输的总时延，总时延的二分之一即发送阶段的路径时延，也是需要补偿的时间差。

S2，根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。

若所述传输路径传输的信号为时钟信号，则所述中间输出端包括锁相环和时钟分发电路，信号源则为时钟参考源。根据所述路径时延，任一中间输出端提前发出下一个脉冲信号，即锁相环或者时钟分发电路以所述路径时延为补偿量，对时钟信号进行相位补偿；或者，根据所述路径时延，所述接收端即业务处理芯片提前开始处理业务。提前的时间幅度等于所述路径时延。

通过提前发出脉冲信号或者提前处理业务，能使得最终在接收端的时钟与信号源的时钟是相位对齐的。

另外，该方法可以按周期或不定期执行，例如，按周期执行步骤S1，若路径时延发生改变，则相应改变步骤S2中相位补偿的幅度。

通过本实施所述的时延补偿方法，可以实现皮秒级别的时延测量，同时，锁相环电路等中间输出电路或者接收端都能够实现皮秒级别的相位延迟补偿，通过该方法，各个接收端的时钟同步精度可达到亚纳秒级别，最终实现接收端与信号源的相位同步，达到未来的通信系统、测试系统对高精度时钟同步的要求。

实施例二

本实施例提供时延补偿的装置，用于执行上述实施例的时延补偿的方法，具备执行该方法所必须的相应功能模块，以解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

图3是本发明实施例二中时延补偿的装置的结构示意图。如图3所示，该时延补偿的装置包括时延测量模块10和时延补偿模块20。

时延测量模块10，用于测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延。具体用于对每个接收端，分别测量多个脉冲信号从信号源到接收端的多个路径时延，取平均值。

时延补偿模块20，用于根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。具体包括：根据所述路径时延，任一中间输出端提前发出下一个脉冲信号；若传输的是时钟信号，则所述中间输出端包括锁相环和时钟分发电路。或者，根据所述路径时延，所述接收端提前开始处理业务。

具体的，时延测量模块10包括：

信号环回路径101，设置在所述接收端，用于将按照传输路径从信号源发送到接收端的脉冲信号折返，使所述脉冲信号按照所述传输路径返回到所述信号源。

时延计算单元102，用于测量所述脉冲信号从信号源发出到返回所述信号源的总时延，总时延的二分之一为路径时延。

该装置可应用于需要信号相位同步的设备中，特别是需要实现高精度时钟同步的设备。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种时延补偿的方法，其特征在于，包括：

测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延；

根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延，包括：

在所述接收端设置信号环回路径；

脉冲信号按照传输路径从信号源到接收端，并通过所述信号环回路径折返，按照所述传输路径返回到所述信号源；

测量所述脉冲信号从信号源发出到返回所述信号源的总时延；

总时延的二分之一为路径时延。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延，包括：

对每个接收端，分别测量多个脉冲信号从信号源到接收端的多个路径时延，取平均值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿，包括：

根据所述路径时延，任一中间输出端提前发出下一个脉冲信号；

若所述脉冲信号为时钟信号，则所述中间输出端包括锁相环和时钟分发电路。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行时钟相位补偿，包括：

根据所述路径时延，所述接收端提前开始处理业务。

6.一种时延补偿的装置，其特征在于，包括：

时延测量模块，用于测量脉冲信号从信号源到接收端的路径时延；

时延补偿模块，用于根据所述路径时延在接收端或任一中间输出端进行信号的相位补偿。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时延测量模块包括：

信号环回路径，设置在所述接收端，用于将按照传输路径从信号源发送到接收端的脉冲信号折返，使所述脉冲信号按照所述传输路径返回到所述信号源；

时延计算单元，用于测量所述脉冲信号从信号源发出到返回所述信号源的总时延，总时延的二分之一为路径时延。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时延测量模块具体用于：

对每个接收端，分别测量多个脉冲信号从信号源到接收端的多个路径时延，取平均值。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时延补偿模块设置于任一中间输出端，具体用于：

根据所述路径时延，提前发出下一个脉冲信号；

若所述脉冲信号为时钟信号，则所述中间输出端包括锁相环和时钟分发电路。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述时延补偿模块具体用于：

根据所述路径时延，所述接收端提前开始处理业务。