CN117119577A - 基于fh-tdma系统的时间同步方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种基于FH‑TDMA系统的时间同步方法、装置、设备和存储介质,该方法应用于主站,包括:若在定频模式下,连续两次成功接收定频确认帧,则确定主站的起始TOD值已同步至从站,切换至跳频模式;在第一发送时隙,采用第一频点,向从站发送第一跳频业务帧;在第一接收时隙,采用第二频点,接收第二跳频业务帧;确定是否存在第一阈值个连续的第一接收时隙,未成功接收第二跳频业务帧;若存在,则切换至定频模式,向从站发送携带主站的当前TOD值的定频握手帧,供从站根据主站的当前TOD值,更新从站本地TOD的起始TOD值。本发明通过两次定频握手实现快速时间同步,主从站采用的频点随机性强,抗干扰性能好。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域,尤其涉及一种基于FH-TDMA系统的时间同步方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
跳频(Frequency Hopping Spread Spectrum,FHSS)属于扩展频谱通信体制,其借助伪随机序列不断变换载波频率,以此扩展信号带宽达到扩展频谱的目的,卫星通信中的一种重要通信技术。时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)是一种共享传输资源的通信技术,其通过分配时隙的方式,让多个用户能够分时使用共同的传输媒体,从而实现信道资源的共享。FH-TDMA通信体制结合了跳频与TDMA的技术,兼具强通信安全性与高资源共享性的优点,在军民用通信领域均得到了广泛的重视。然而,FH-TDMA系统需要收发双方严格确保通信时刻及收发频点的一致性,这便要求系统必须具备精准的时间同步策略。
现有的跳频时间同步技术极少面向TDMA系统,且在低信噪比情况下时间同步效果受噪声影响较为严重。
因此,如何在FH-TDMA系统中有效快速的实现系统时间同步已成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,本发明提供一种基于FH-TDMA系统的时间同步方法、装置、设备和存储介质。
第一方面,本发明提供一种基于FH-TDMA系统的时间同步方法,应用于主站,包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始时间信息TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
可选地,所述第一频点为根据第一TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第一TOD值为所述第一发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;
所述第二频点为根据第二TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第二TOD值为所述第一接收时隙内M个跳频块分别对应的TOD值。
可选地,所述第一TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中发送时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述主站的起始TOD值,确定所述第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数M,确定所述第一发送时隙内各跳频块的起始时刻对应的TOD值,作为第一TOD值;
截取所述第一TOD值的低位P比特,作为所述第一TOD值对应的频点索引值。
可选地,所述第二TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中接收时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述主站的起始TOD值,确定所述第一接收时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第一接收时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数M,确定所述第一接收时隙内各跳频块对应的TOD值,作为第二TOD值;
截取所述第二TOD值的低位P比特,作为所述第二TOD值对应的频点索引值。
可选地,所述若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式,包括:
在所述第一发送时隙,通过定频频点,向从站发送所述定频握手帧;
确定是否存在连续两次成功接收所述从站发送的定频确认帧;所述定频确认帧与所述定频握手帧存在对应关系;
若存在,则确定所述主站和所述从站已完成预同步,并切换至跳频模式。
可选地,所述第一跳频业务帧由通过所述第一发送时隙内所有跳频块发送的数据段中的跳频数据组成;每个所述跳频块发送的数据段由所述跳频数据和首尾保护段构成。
可选地,所述第一跳频业务帧分为同步头、通信头部和高级在轨系统AOS传输帧三部分,所述通信头部包括卫星地址、终端地址、发送所述第一跳频业务帧的第一发送时隙中第一跳频块发送时刻对应的TOD值、预留区和循环冗余校验CRC校验位。
可选地,所述主站的当前TOD值是由所述主站本地TOD以所述主站的起始TOD值为初始值,按照所述TOD配置信息中TOD精度进行实时更新得到的。
第二方面,本发明还提供一种基于FH-TDMA系统的时间同步方法,应用于从站,包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
可选地,所述第三频点为根据第三TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第三TOD值为所述第二接收时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;
所述第四频点为根据第四TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第四TOD值为所述第二发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;。
可选地,所述第三TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中发送时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,确定所述第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数,确定所述第二接收时隙内各跳频块的起始时刻对应的TOD值,作为第三TOD值;
截取所述第三TOD值的低位P比特,作为所述第三TOD值对应的频点索引值;
所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值为基于参考第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值、主从站收发周期内总时隙个数N、以及一个时隙对应的TOD增量,确定的当前主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值;所述参考第一跳频业务帧为参考主从站收发周期内,成功接收的所述第一跳频业务帧;所述参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个成功接收所述第一跳频业务帧的主从站收发周期,且所述参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数小于所述第一阈值。
可选地,所述第四TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中接收时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,确定所述第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值,和一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数,确定所述第二发送时隙内各跳频块对应的TOD值,作为第四TOD值;
截取所述第四TOD值的低位P比特,作为所述第四TOD值对应的频点索引值;
所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值为基于参考第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值、主从站收发周期内总时隙个数N、以及一个时隙对应的TOD增量,确定的当前主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值;所述参考第一跳频业务帧为参考主从站收发周期内,成功接收的所述第一跳频业务帧;所述参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个成功接收所述第一跳频业务帧的主从站收发周期,且所述参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数小于所述第一阈值。
可选地,所述从站本地TOD保存的主站的起始TOD值根据当前主从站收发周期内成功接收的所述第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值进行更新。
第三方面,本发明还提供一种基于FH-TDMA系统的时间同步装置,应用于主站,包括:
第一定频模块,用于若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
第一发送模块,用于在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
第一接收模块,用于在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
第一确定模块,用于确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
第一切换模块,用于若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
第四方面,本发明还提供一种基于FH-TDMA系统的时间同步装置,应用于从站,包括:
第二定频模块,用于若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
第二接收模块,用于在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
第二发送模块,用于在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
第二确定模块,用于基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
第五方面,本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上第一方面所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,或实现如上第二方面所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法。
第六方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,或实现如上第二方面所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法。
第七方面,本发明还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,或实现如上第二方面所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法。
本发明提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法、装置、设备和存储介质,通过在定频模式下,主从站之间通过两次定频握手完成建链,将主站的TOD值同步至从站,实现快速同步,并按照同样的TOD配置信息,主从站各自按照TOD值确定对应的发送时隙及频点,和接收时隙及频点,使得主从站所采用频点的随机性增强,提升抗干扰性能。在主从站连续接收失败的时隙个数超过第一阈值的情况下,重新进行定频握手的过程,提高主从站通信的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的流程示意图之一;
图2是本发明实施例提供的一种FH-TDMA系统中时隙分配的示意图;
图3是本发明实施例提供的一种主站下行帧结构的示意图;
图4是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的流程示意图之二;
图5是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实施流程示意图之一;
图6是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实施流程示意图之二;
图7是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步装置的结构示意图之一;
图8是本发明实施例提供的一种主站结构示意图;
图9是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步装置的结构示意图之二;
图10是本发明实施例提供的一种从站结构示意图;
图11是本发明实施例提供的主站电子设备的实体结构示意图;
图12是本发明实施例提供的从站电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例中术语“和/或”,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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上,其它量词与之类似。
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,并不是全部的实施例。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。
图1是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的流程示意图之一,如图1所示,该方法应用于主站,包括:
步骤101、若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始时间信息TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
步骤102、在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
步骤103、在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
步骤104、确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
步骤105、若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
具体地,在跳频时分多址(Frequency Hopping-Time Division MultipleAccess,FH-TDMA)系统中,结合了跳频与TDMA的技术,兼具强通信安全性与高资源共享性的优点,然而,FH-TDMA系统需要收发双方严格确保通信时刻及收发频点的一致性,这便要求系统必须具备精准的时间同步策略。
利用本申请提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,可以在FH-TDMA系统中,对主从站之间实现快速准确的时间同步。
主站和从站均可工作在定频模式和跳频模式,且主站和从站各自有本地时间信息(Time Of Day,TOD),且该本地TOD进行实时更新。处于定频模式时,主站发送定频握手帧至从站,从站若成功接收该定频握手帧,则反馈定频确认帧至主站,在主站连续两次成功接收从站发送的定频确认帧时,确认该主站的起始时间信息(time of day,TOD)已成功同步至从站。这里的起始TOD值主要指当前主从站收发周期内主站的起始TOD值,包括主从站第一次完成建链,从主站获取的起始TOD值,和主从站建链并失步后,再次建链,从主站本地TOD获取的当前TOD值。这里的从站可能有一个或多个,也就是主站会向多个从站发送定频握手帧,如果该主站确认已连续成功接收某一个从站C反馈的定频确认帧,那么表示该主站和从站C通过两次定频握手已完成建链过程,从站C已成功同步(获得)该主站的起始TOD值,则该主站和从站C的通信可切换至跳频模式。当然在跳频模式下,所采用的是固定频点,具体的频点值可根据通信双方协商确定,可以在初始阶段设置主站和从站在定频模式时,所处的频点相同。其中,定频握手帧中包括主站的起始TOD值。
切换至跳频模式,主站需要按照对应的跳频频点,在对应的时隙发送跳频业务帧,从站需要按照对应的跳频频点,在对应的时隙接收跳频业务帧,而且主站在发送跳频业务帧的同时,从站应该在接收该跳频业务帧。即主站的发送时隙和从站的接收时隙,以及主站的接收时隙和从站的发送时隙需要对应。本申请中通过TOD配置信息,配置主从站收发周期内包括的时隙总个数N、每个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、和主从站收发周期内发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
可选地,所述主站的当前TOD值是由所述主站本地TOD以所述主站的起始TOD值为初始值,按照所述TOD配置信息中TOD精度进行实时更新得到的。
主站和从站各自都有本地TOD,并按照TOD精度进行实时更新。主站的当前TOD值是以主站的起始TOD值为初始值,按照TOD精度进行更新得到的。
其中,每个时隙内跳频块的总个数M用于表示在一个时隙中包括多少个跳频块,不同跳频块对应的跳频频点可能相同,也可能不同,而跳频块对应的跳频频点可以根据每个跳频块的TOD值进行确定,主从站收发周期内发送时隙的位置表示在一个主从站收发周期内发送时隙为第几个时隙;同样的,主从站收发周期内接收时隙的位置表示在一个主从站收发周期内接收时隙为第几个时隙。比如主从站收发周期内总时隙个数为5,发送时隙的位置为第2个时隙,接收时隙的位置为第4个时隙,主站M和从站D已在定频模式完成建链,从站D已获得主站M的起始TOD值,该从站D为与主站M完成建链的任一个从站。那么主站M在每个收发周期的第2个时隙发送跳频业务帧,对应的从站D也在第2个时隙接收该跳频业务帧。而从站D在第4个时隙向主站M发送跳频业务帧时,主站M则在第4个时隙接收从站D发送的跳频业务帧。
主站和从站都有相同的TOD配置信息,且主站和从站的起始TOD值相同,则主站和从站可以按照相同的方式确定收发时隙和跳频频点。不同的是,主站根据该TOD配置信息中发送时隙的位置,起始TOD值,以及主从站收发周期内总时隙个数N(N为正整数)、每个时隙内跳频块的总个数M(M为正整数),确定主站的第一发送时隙和在第一发送时隙内的M个跳频块的频点(频率值),这里第一发送时隙内的M个跳频块的频点可能为多个值,统一采用第一频点进行表示。而对于从站而言,根据相同的TOD配置信息中发送时隙的位置,确定的是从站的第二接收时隙,对应的在第二接收时隙内M个跳频块的频点也可能为多个值,统一采用第三频点表示。同理,主站根据该TOD配置信息中接收时隙的位置,起始TOD值,以及主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙内跳频块的总个数M,确定主站的第一接收时隙和在第一接收时隙内M个跳频块的频点,这里第一接收时隙内M个跳频块的频点可能为多个值,统一采用第二频点进行表示。而对于从站而言,根据相同的TOD配置信息中接收时隙的位置,确定的是从站的第二发送时隙,对应的在第二发送时隙内M个跳频块的频点也可能为多个值,统一采用第四频点表示。其中,M和N之间的大小关系没有限定。
在每个主从站收发周期内,主站在第一发送时隙,采用第一频点,向从站发送第一跳频业务帧,对应的从站在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧。当在第二发送时隙时,从站采用第四频点,向主站发送第二跳频业务帧,对应的主站在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧。
周期性地,主从站在跳频模式下进行跳频业务帧的收发,同时主站统计未成功接收从站发送的第二跳频业务帧的连续次数,如果该次数超过第一阈值,那么主站认为其和从站的链路可能存在不同步或者已经失步,将主站自身切换至定频模型,并向从站发送该主站的当前TOD值,供从站和主站重新完成建链,也就是将主站的当前TOD值同步至从站。主站和从站各自有本地TOD,且该本地TOD按照同样的TOD精度进行实时更新。这里TOD精度也是在TOD配置信息中配置,而TOD精度的值越小,表示TOD精度越高,对应的主从站进行时间同步和跳频同步时,对应的同步精度也越高。TOD精度的值,第一阈值的取值都可以根据实际应用场景设定不同的值,也可根据需求进行调整。
本发明提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,通过在定频模式下,主从站之间通过两次定频握手完成建链,将主站的TOD值同步至从站,实现快速同步,并按照同样的TOD配置信息,主从站各自按照TOD值确定对应的发送时隙及频点,和接收时隙及频点,使得主从站所采用频点的随机性增强,提升抗干扰性能。在主从站连续接收失败的时隙个数超过第一阈值的情况下,重新进行定频握手的过程,提高主从站通信的可靠性。
可选地,所述第一频点为根据第一TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第一TOD值为所述第一发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;
所述第二频点为根据第二TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第二TOD值为所述第一接收时隙内M个跳频块分别对应的TOD值。
具体地,第一频点是主站利用第一发送时隙内M个跳频块,向从站发送第一跳频业务帧时采用的多个频率值,而第一发送时隙内M个跳频块中每个跳频块存在对应的TOD值,且均不相同,每个跳频块对应的TOD值可理解为该跳频块对应的时间起点,或者利用该跳频块发送第一跳频业务帧的起始时间点。第一发送时隙内多个跳频块对应的TOD值,可统称为第一TOD值,因为第一TOD值均不相同,利用该特点,在主站和从站分别统一预配置了频率索引表,该频率索引表用于表示不同频点索引值和不同频率值之间的对应关系,利用第一TOD值确定频点索引值,即利用第一发送时隙内每个跳频块对应的TOD值确定一个频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表的方式,可以确定每个跳频块对应的频率值,也就是确定了第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值构成的第一频点。这里第一发送时隙根据TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N和所述主从站收发周期中发送时隙的位置确定,比如一个主从站收发周期内总时隙个数为N=10,主从站收发周期中发送时隙的位置为第X1个时隙,X1≤N,比如X1取值为3,5,8时,那么在每个主从站收发周期内第3个时隙、第5个时隙和第8个时隙是主站的第一发送时隙。对应的在定频模式下,和该主站完成建链的从站的第二接收时隙和该主站的第一发送时隙对应。即从站的第二接收时隙为每个主从站收发周期内的第3个时隙、第5个时隙和第8个时隙。
同理,第二频点是主站利用第一接收时隙内M个跳频块,接收从站发送的第二跳频业务帧时采用的多个频率值,而第一接收时隙内M个跳频块中每个跳频块存在对应的TOD值,且均不相同,即第一接收时隙内的第二TOD值均不相同,每个跳频块对应的TOD值可理解为该跳频块对应的时间起点,或者起始发送该跳频块的时间点。第一接收时隙内多个跳频块对应的TOD值,可统称为第二TOD值,因为第二TOD值均不相同,利用该特点,主站和从站分别预配置了频率索引表,利用第二TOD值确定频点索引值,即利用第一接收时隙内每个跳频块对应的TOD值确定一个频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表的方式,可以确定每个跳频块对应的频率值,也就是确定了第一接收时隙内多个跳频块对应的第二频点。这里第一接收时隙根据TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N和所述主从站收发周期中发送时隙的位置确定,比如一个主从站收发周期内总时隙个数为N=10,主从站收发周期中接收时隙的位置为第X2个时隙,且X2≤N,X1≠X2,比如X2取值为4,7,10时,那么在每个主从站收发周期内第4个时隙、第7个时隙和第10个时隙是主站的第一接收时隙。对应的在定频模式下,和该主站完成建链的从站的第二发送时隙和该主站的第一接收时隙对应。即从站的第二发送时隙为每个主从站收发周期内的第4个时隙、第7个时隙和第10个时隙。
其中,根据第一TOD值确定频点索引值和根据第二TOD值确定频点索引值的具体方式可以有多种,只需要保证每个跳频块所对应的频点不同即可。比如第一种:直接将第一TOD值作为其对应的频点索引值,或直接将第二TOD值作为其对应的频点索引值;第二种:将第一TOD值进行取模运算的结果作为其对应的频点索引值,或将第二TOD值进行取模运算的结果作为频点索引值;第三种:将第一TOD值截取低P位的数值作为其对应的频点索引值,或将第二TOD值截取低P位的数值作为其对应的频点索引值。上述预配置的频率索引表可以是随机生成的,且主从站的预配置的频率索引表相同,这样可以增加发送频点和接收频点的随机性。
可选地,所述第一TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中发送时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述主站的起始TOD值,确定所述第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数M,确定所述第一发送时隙内各跳频块的起始时刻对应的TOD值,作为第一TOD值;
截取所述第一TOD值的低位P比特,作为所述第一TOD值对应的频点索引值。
具体地,主站和从站可以根据TOD配置信息,分别确定每个主从站收发周期内发送时隙和接收时隙,每个时隙对应的TOD增量,每个跳频块对应的TOD增量。并结合主站的起始TOD值,可以确定第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值等。
在每个主从站收发周期内,主站在第一发送时隙内发送第一跳频业务帧给从站,具体采用的第一频点,而该第一频点的具体确定方式为根据第一发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值,比如主站本地TOD精度为a,那么每秒TOD增量Ds可以表示为
假设主站的起始TOD值为T0,主从站收发周期为T秒,一个时隙TOD增量可表示为一个跳频块对应的TOD增量可表示为/>每个主从站收发周期内总时隙的个数为N,每个时隙持续T/N秒;而每个时隙内跳频块的个数为M,每个跳频块持续T/MN秒;主从站收发周期中发送时隙的位置为第X1个时隙,X1≤N,TOD精度为a,那么在第一个主从站收发周期内,第一发送时隙对应的TOD值,即第X1个时隙的起始时间点对应的TOD值可表示为:
其中,X1的取值可能有多个,比如X1取值为3,5,8时,主从站收发周期内总时隙的个数为10,对应的3个第一发送时隙的起始时间点对应的TOD值均可按照公式(1)确定,分别为
而在第一发送时隙内包括M个跳频块,每个跳频块都存在对应的TOD值,每个TOD值对应一个频点,即采用第一发送时隙内多个跳频块发送第一跳频业务帧时,对应采用了多个TOD值对应的频率值(第一频点),这里的第一频点为该第一发送时隙内M个跳频块对应的频率值,可理解为第一频点包括M个跳频块对应的频率值,比如第一发送时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为且Y1≤M。根据上述方式确定的第一发送时隙内每个跳频块对应的TOD值均不相同,这样可以将第一发送时隙内每个跳频块对应的TOD值作为频点索引值,查找主站预配置的频率索引表,确定每个跳频块对应的频率值,即确定了在第一发送时隙内采用的第一频点包括的多个频率值。第一发送时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为TY,假设该TY的值为十进制表示,将其转换为二进制后,截取低位P比特,作为所述第一TOD值对应的频点索引值。当然也可以直接将TY的值截取低位P比特,作为所述第一TOD值对应的频点索引值。
这里预配置的频率索引表在从站也已配置,且主站和从站预配置的频率索引表相同。
而对于第S个主从站收发周期,第一发送时隙的时间起点对应的TOD值,可表示为:
在第一发送时隙内包括M个跳频块,每个跳频块都存在对应的频率值,那么第一频点包括M个跳频块对应的频率值,比如第一发送时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为
且Y1≤M。根据该式确定的第一发送时隙内每个跳频块对应的TOD值均不相同,这样可以根据每个跳频块对应的TOD值确定频点索引值,并根据该频点索引值,查找主站预配置的频率索引表,确定每个跳频块对应的频率值,即确定了在第一发送时隙内采用的第一频点,该第一频点包括的多个频率值。和第一主从站收发周期中的处理方式相同,将第一发送时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值截取低位P比特,作为所述第一TOD值对应的频点索引值。
可选地,所述第二TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中接收时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述主站的起始TOD值,确定所述第一接收时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第一接收时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数M,确定所述第一接收时隙内各跳频块对应的TOD值,作为第二TOD值;
截取所述第二TOD值的低位P比特,作为所述第二TOD值对应的频点索引值。
具体地,根据第二TOD值确定频点索引值的方法可采用和第一TOD值确定频点索引值的方法相同。
第二频点为主站接收从站发送第二跳频业务帧时在第一接收时隙内采用的频率值,第一接收时隙根据TOD配置信息中接收时隙的位置和主从站收发周期内总时隙个数N确定,同样的,结合每个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度和主站的起始TOD值,可以确定每个第一接收时隙内多个跳频块对应的TOD值,比如在每个主从站收发周期内接收时隙的位置为X2,且X2≤N,X1≠X2,那么在第一个主从站收发周期内,第一接收时隙对应的TOD值,即第X2个时隙的起始时间段对应的TOD值可表示为:
其中,X2的取值可能有多个,比如X2的取值为4,7,10时,主从站收发周期内总时隙个数为10,对应的3个第一接收时隙的起始时间点对应的TOD值均可按照公式(3)确定,分别为
而在第一接收时隙内包括M个跳频块,每个跳频块都存在对应的频率值,即采用第一接收时隙内多个跳频块接收第二跳频业务帧时,对应采用了多个频率值(第二频点),这里的第二频点为该第一接收时隙内M个跳频块对应的频率值,可理解为第二频点包括M个跳频块对应的频率值,比如第一接收时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为 且Y1≤M。根据上述方式确定的第一接收时隙内每个跳频块对应的TOD值均不相同,这样可以根据该第一接收时隙内每个跳频块对应的TOD值,确定频点索引值,查找主站预配置的频率索引表,确定每个跳频块对应的频率值,即确定了在第一接收时隙内采用的第二频点包括的多个频率值。这里根据第一接收时隙内每个跳频块对应的TOD值,确定频点索引值,可以是直接将原始TOD值作为频点索引值,或对原始TOD值进行取模运算后的结果作为频点索引值,或截取原始TOD值的低P比特作为频点索引值。
而对于第S个主从站收发周期,第一接收时隙的时间起点对应的TOD值,可表示为:
在第一接收时隙内包括M个跳频块,每个跳频块都存在对应的频率值,那么第二频点包括M个跳频块对应的频率值,比如第一接收时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为
且Y1≤M。根据该式确定的第一接收时隙内每个跳频块对应的TOD值均不相同,这样可以将每个跳频块对应的TOD值作为频点索引值,查找主站预配置的频率索引表,确定每个跳频块对应的频率值,即确定了在第一接收时隙内采用的第二频点,该第二频点包括的多个频率值。
对于接收第一跳频业务帧的从站而言,采用同样的TOD配置信息以及从主站获得的起始TOD值,也可以确定从站的第二接收时隙,以及在第二接收时隙内采用的第三频点接收第一跳频业务帧,且满足在每个主从站收发周期内,从站的第二接收时隙和主站的第一发送时隙相同,从站在第二接收时隙内采用的第三频点也和主站在第一发送时隙内采用的第一频点相同。图2是本发明实施例提供的一种FH-TDMA系统中时隙分配的示意图。如图2所示,主从站收发周期为T,单位为秒。主从站收发周期被平均分成了N个时隙,每个时隙持续T/N秒;将每个时隙平均分成M个跳频块,每个跳频块持续T/MN秒。主/从站的每次接收流程/发送流程都将持续一个时隙。主站的发送时隙与从站的接收时隙相对应,即图中的时隙X;主站的接收时隙与从站的发送时隙相吻合,即图中的时隙Y。在每个时隙中,跳频块间的载波频率不同,跳频块内的频率保持不变。
可选地,所述若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式,包括:
在所述第一发送时隙,通过定频频点,向从站发送所述定频握手帧;
确定是否存在连续两次成功接收所述从站发送的定频确认帧;所述定频确认帧与所述定频握手帧存在对应关系;
若存在,则确定所述主站和所述从站已完成预同步,并切换至跳频模式。
具体地,主站和从站都可工作在定频模式和跳频模式,在定频模式下,主站和从站完成建链,从站获得主站的起始TOD值,或者在主从站之间链路失步造成主从站之间的跳频业务帧连续多个接收失败的情况,则从站需要再次和主站进入定频模式,获取主站的当前TOD值,已保证主站和从站之间的预同步。
主站和从站在定频模式下完成建链的过程,也需要主站和从站分别按照TOD配置信息确定对应的发送时隙和接收时隙,同样的,主站的第一发送时隙和从站的第二接收时隙对应,主站的第一接收时隙和从站的第二发送时隙对应。
主站和从站处于定频模式时,对应的定频频点相同。按照主从站收发周期,主站周期性的在第一发送时隙,向从站发定频握手帧,该定频握手帧中包括主站的起始TOD值或主站的当前TOD值。
从站在对应的第二发送时隙向主站发送定频确认帧,主站在第一接收时隙接收从站在第二发送时隙发送的定频确认帧,并统计在第一接收时隙成功接收从站在第二发送时隙发送的定频确认帧的连续次数,如果连续两次成功接收,那么确定主站和从站完成预同步,即从站已获得主站的起始TOD值或当前TOD值,完成建链,并切换至跳频模式,在跳频模式下,通过在第一发送时隙,采用不同的频点向从站发送第一跳频业务帧。
假设主站开始处于定频模式,而从站处于跳频模式,同样的主站周期性向从站发送定频握手帧,由于从站处于跳频模式,那么不会返回对应的定频确认帧,从站统计连续失败接收主站的定频握手帧的次数,如果该次数超过第一阈值,那么从站确定其和主站已处于失步状态,切换为定频模式,这样,主站和从站同时都处于定频模式,进行定频握手帧和定频确认帧的收发,在主站确定连续两次成功接收从站发送的定频确认帧的情况下,切换至跳频模式。对应的从站在连续两次成功接收主站发送的定频握手帧的情况下,确定和主站完成建链,从站切换至跳频模式。
可选地,所述第一跳频业务帧由通过所述第一发送时隙内所有跳频块发送的数据段中的跳频数据组成;每个所述跳频块发送的数据段由所述跳频数据和首尾保护段构成。
具体地,图3是本发明实施例提供的一种主站下行帧结构的示意图。如图3所示,每个跳频块发送的数据段由跳频数据以及首尾两段保护段构成。其中,设置保护段的原因是防止跳频块间的频率切换中间态影响有效数据段的传输。
可选地,所述第一跳频业务帧分为同步头、通信头部和高级在轨系统AOS传输帧三部分,所述通信头部包括卫星地址、终端地址、发送所述第一跳频业务帧的第一发送时隙中第一跳频块发送时刻对应的TOD值、预留区和循环冗余校验CRC校验位。
具体地,主站和从站之间在一个时隙内完成一帧跳频数据的收发,每帧数据由同步头、通信头部以及高级在轨系统(Advanced Orbiting System,AOS)传输帧三部分构成。其中,同步头用于系统帧同步;通信头部中含有卫星地址、终端地址、本时隙首跳频块的TOD值、预留区以及通信头部循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)校验位;AOS传输帧包括用户传输链路层信息。将每帧数据平均分为M段,作为M个跳频块的跳频数据。
图4是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的流程示意图之二;如图4所示,该方法应用于从站,包括:
步骤401、若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
步骤402、在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
步骤403、在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
步骤404、基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
具体地,在FH-TDMA系统中,从站和主站均可工作在定频模式和跳频模式,且主站和从站各自有本地时间信息TOD,且该本地TOD进行实时更新。处于定频模式下的从站,接收主站发送的定频握手帧或第一跳频业务帧,根据主站执行基于FH-TDMA系统的时间同步方法的上述说明中可知,主站在定频模式下发送的定频握手帧,在跳频模式下发送的第一跳频业务帧,其中定频握手帧中携带主站的起始TOD值或当前TOD值,这里的起始TOD值主要指主站和从站之间未建立链路的情况下,第一次从主站获取的TOD值,当前TOD值主要指主站和从站建立过链路,但是因为某些原因断开了,或者主站和从站处于失步状态后,从站和主站之间重新建立链路,获取主站在建立链路的时刻,主站本地TOD当前的取值。
如果主站发送的是第一跳频业务帧,而从站在定频模式,那么从站就不可能给处于跳频模式的主站发送第二跳频业务帧,主站统计其存在连续第一阈值个第一接收时隙,未成功接收的从站发送的第二跳频业务帧,主站判断自身和从站之间的链路故障,或者主站和从站之间已失步,则主站会切换至定频模式,向从站发送定频握手帧。这样主站和从站都处于定频模式下,从站连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则确定已和主站完成建链,获得主站的起始TOD值或当前TOD值,同时将自身切换至跳频模式。
从站和主站预配置了同样的TOD配置信息,从站根据该TOD配置信息中主从站收发周期包括的总时隙个数N、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置,可以确定从站的第二接收时隙和第二发送时隙等,且第二接收时隙和主站确定的第一发送时隙对应相同,第二发送时隙和主站确定的第一接收时隙对应相同。从站确定第二发送时隙、第二接收时隙、第三频点和第四频点的方式和主站相同,在此不再赘述。
此外,从站还可以根据TOD配置信息中主从站收发周期包括的总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M,主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置,确定从站在每个第二接收时隙内多个跳频块分别对应的频率值,作为第三频点;以及在每个第二发送时隙内多个跳频块分别对应的频率值,作为第四频点。从站可能有一个或多个。在定频模式下,主站同样按照主从站收发周期发送定频握手帧,从站也是按照主从站收发周期接收,并通过判断连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,完成和主站的预同步之后,从站切换至跳频模式,并在根据TOD配置信息确定的第二接收时隙内采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧,此外,还在第二发送时隙采用第四频点,向主站发送第二跳频业务帧,从而实现从站和主站的跳频通信。从站统计未成功接收主站发送第一跳频业务帧的个数是否超过第一阈值,如果超过第一阈值,那么认为该从站和主站之间已失步,从站将从站自身切换至定频模式,等待主站发送的定频握手帧,而此时主站可能仍处于跳频模式,继续给从站发送第一跳频业务数据帧,从站在定频模式,不会向主站发送第二跳频业务帧,主站统计是否存在连续第一阈值个所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;如果存在,那么将主站自身切换至定频模式,这样主站和从站又再次回到定频模式,采用同样的方式,主站在第一发送时隙,采用定频频点向从站发送定频握手帧,从站在第二接收时隙,采用相同的定频频点接收定频握手帧,并在第二发送时隙,采用定频频点向主站反馈定频确认帧,从站确定连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,就完成和主站的建链(预同步),即获取了主站的当前TOD值,再切换至跳频模式,接收主站在第一发送时隙,采用第一频点发送的第一跳频业务帧。对于主站而言,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧时,切换至跳频模式,周期性的在第一发送时隙,采用第一频点,向从站发送第一跳频业务帧。通过本地TOD按照TOD精度进行实时更新,以及获取主站的起始TOD值或当前TOD值,主站和从站可以更精确的进行时间同步和跳频同步。
本发明提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,通过在定频模式下,主从站之间通过两次定频握手完成建链,将主站的TOD值同步至从站,实现快速同步,并按照同样的TOD配置信息,主从站各自按照TOD值确定对应的发送时隙及频点,和接收时隙及频点,使得主从站所采用频点的随机性增强,提升抗干扰性能。在主从站连续接收失败的时隙个数超过第一阈值的情况下,重新进行定频握手的过程,提高主从站通信的可靠性。
可选地,所述第三频点为根据第三TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第三TOD值为所述第二接收时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;
所述第四频点为根据第四TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第四TOD值为所述第二发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;。
具体地,第三频点是从站利用第二接收时隙内M个跳频块,接收主站发送的第一跳频业务帧采用的多个频率值,而第二接收时隙内M个跳频块中每个跳频块存在对应的TOD值,且均不相同,每个跳频块对应的TOD值可理解为该跳频块对应的时间起点,或者利用该跳频块接收第一跳频业务帧的起始时间点。第二接收时隙内多个跳频块对应的TOD值,可统称为第三TOD值,因为第三TOD值均不相同,利用该特点,在主站和从站分别统一配置了频率索引表,该频率索引表用于表示不同频点索引值和不同频率值之间的对应关系,利用第三TOD值确定频点索引值,即利用第一发送时隙内每个跳频块对应的TOD值确定一个频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表的方式,可以确定每个跳频块对应的频率值,也就是确定了第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值构成的第三频点。这里第二接收时隙根据TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N和所述主从站收发周期中发送时隙的位置确定,比如一个主从站收发周期内总时隙个数为N=10,主从站收发周期中发送时隙的位置为第X1个时隙,X1≤N,比如X1取值为3,5,8时,那么在每个主从站收发周期内第3个时隙、第5个时隙和第8个时隙是从站的第二接收时隙。这里的第二接收时隙和主站的第一发送时隙对应。
同理,第四频点是从站利用第二发送时隙内M个跳频块,向主站发送第二跳频业务帧时采用的多个频率值,而第二发送时隙内M个跳频块中每个跳频块存在对应的TOD值,且均不相同,每个跳频块对应的TOD值可理解为该跳频块对应的时间起点,或者利用跳频块发送第二跳频业务帧的起始时间点。第二发送时隙内多个跳频块对应的TOD值,可统称为第四TOD值,因为第四TOD值均不相同,利用该特点,主站和从站分别统一预配置了频率索引表,利用第四TOD值确定频点索引值,即利用第二发送时隙内每个跳频块对应的TOD值确定一个频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表的方式,可以确定每个跳频块对应的频率值,也就是确定了第二发送时隙内多个跳频块对应的第四频点。这里第二发送时隙根据TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N和所述主从站收发周期中发送时隙的位置确定,比如一个主从站收发周期内总时隙个数为N=10,主从站收发周期中发送时隙的位置为第X2个时隙,且X2≤N,X1≠X2,比如X2取值为4,7,10时,那么在每个主从站收发周期内第4个时隙、第7个时隙和第10个时隙是从站的第二发送时隙。该从站的第二发送时隙和该主站的第一接收时隙对应。
其中,根据第三TOD值确定频点索引值和根据第四TOD值确定频点索引值的具体方式可以有多种,只需要保证每个跳频块所对应的频点不同即可。比如第一种:直接将第三TOD值作为其对应的频点索引值,或直接将第四TOD值作为其对应的频点索引值;第二种:将第三TOD值进行取模运算的结果作为其对应的频点索引值,或将第四TOD值进行取模运算的结果作为频点索引值;第三种:将第三TOD值截取低P位的数值作为其对应的频点索引值,或将第四TOD值截取低P位的数值作为其对应的频点索引值。
可选地,所述第三TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中发送时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,确定所述第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数,确定所述第二接收时隙内各跳频块的起始时刻对应的TOD值,作为第三TOD值;
截取所述第三TOD值的低位P比特,作为所述第三TOD值对应的频点索引值;
所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值为基于参考第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值、主从站收发周期内总时隙个数N、以及一个时隙对应的TOD增量,确定的当前主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值;所述参考第一跳频业务帧为参考主从站收发周期内,成功接收的所述第一跳频业务帧;所述参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个成功接收所述第一跳频业务帧的主从站收发周期,且所述参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数小于所述第一阈值。
具体地,从站根据第三TOD值确定频点索引值的具体方式和主站有所不同,主要体现在确定从站的第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值,主站作为主同步方,其他的从站需要保持和主站的同步,虽然主站和从站都有各自的本地TOD,并按照相同的TOD精度进行更新,在实际运行中,仍可能存在从站本地TOD存储的当前TOD值,和主站本地TOD存储的当前TOD值不一致,因此,从站需要实时获取主站的当前TOD值,并根据该主站的当前TOD值,更新存储在从站本地TOD中的当前TOD值。
其中,从站基于TOD配置信息,确定一个时隙对应的TOD增量和一个跳频块对应的TOD增量,和主站的实现方式相同。在此不再赘述。基于此,从站确定第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值时,需根据从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值、主从站收发周期中接收时隙的位置、以及一个时隙对应的TOD增量确定,而这里的从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,是根据最近的主从站收发周期,成功接收的主站发送的第一跳频业务帧携带的主站的当前TOD值、以及当前主从站收发周期和上述最近的主从站收发周期间隔的周期个数,确定的TOD值;这里最近的主从站收发周期是离当前主从站收发周期最近的一个主从站收发周期,在该最近的主从站收发周期内,成功接收主站发送的第一跳频业务帧。比如从站需要确定当前主从站收发周期为第5个周期内的第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值;而离当前主从收发周期最近的一个成功接收第一跳频业务帧的主从站收发周期为第3个周期,从第3个主从站收发周期成功接收的第一跳频业务帧携带的主站的当前的TOD值为Tt3,那么第5个主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值可表示为Tt5=Tt3+2T;即更新从站本地TOD保存的主站的起始TOD值为Tt5。而且从站本地TOD也会按照TOD配置信息中的TOD精度,进行实时更新。
进一步地,根据该第5个主从站收发周期(当前主从收发周期)中发送时隙的位置,一个时隙对应的TOD增量,确定第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值。假设主从站收发周期为T秒,主从站收发周期中发送时隙的位置为第X1个时隙,X1≤N,TOD精度为a,一个时隙TOD增量可表示为那么第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值可表示为
而第二接收时隙内包括M个跳频块,每个跳频块都存在对应的TOD值,每个TOD值对应一个频点,即采用第二接收时隙内多个跳频块接收第一跳频业务帧时,对应采用了多个TOD值对应的频率值(第三频点),这里的第三频点为该第二接收时隙内M个跳频块对应的频率值,可理解为第三频点包括M个跳频块对应的频率值,比如第二接收时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为且Y1≤M。根据上述方式确定的第一发送时隙内每个跳频块对应的TOD值均不相同,这样可以将第二接收时隙内每个跳频块对应的TOD值作为频点索引值,查找主站预配置的频率索引表,确定每个跳频块对应的频率值,即确定了在第二接收时隙内采用的第三频点包括的多个频率值。第二接收时隙内第Y1个跳频块对应的TOD值可表示为TY,假设该TY的值为十进制表示,将其转换为二进制后,截取低位P比特,作为所述第三TOD值对应的频点索引值。这里预配置的频率索引表在主站和从站均已配置,且内容相同,此外,该预配置的频率索引表可以是随机生成的,只需要保障任一频点索引值和频点之间的对应关系唯一即可。
其中主站根据第一TOD值确定的频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表得到的多个频率值,是主站在第一发送时隙所采用的第一频点,而从站根据第三TOD值确定的频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表得到的多个频率值,是从站在第二接收时隙所采用的第三频点,且这里的第一发送时隙和第二接收时隙对应,第一频点和第三频点对应。
可选地,所述第四TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
所述第四TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中接收时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,确定所述第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值,和一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数,确定所述第二发送时隙内各跳频块对应的TOD值,作为第四TOD值;
截取所述第四TOD值的低位P比特,作为所述第四TOD值对应的频点索引值;
所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值为基于参考第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值、主从站收发周期内总时隙个数N、以及一个时隙对应的TOD增量,确定的当前主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值;所述参考第一跳频业务帧为参考主从站收发周期内,成功接收的所述第一跳频业务帧;所述参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个成功接收所述第一跳频业务帧的主从站收发周期,且所述参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数小于所述第一阈值。
具体地,从站根据第四TOD确定频点索引值的具体方式和从站根据第三TOD值确定频点索引值的具体方式类似,在此不再赘述。此外主站根据第二TOD值确定的频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表得到的多个频率值,是主站在第一接收时隙所采用的第二频点,而从站根据第四TOD值确定的频点索引值,并通过查找预配置的频率索引表得到的多个频率值,是从站在第二发送时隙所采用的第四频点,且这里的第一接收时隙和第二发送时隙对应,第二频点和第四频点对应。
示例性地,TOD配置信息中,主从站收发周期包括的总时隙个数N为5,每个时隙包括跳频块的总个数M为40,主从站收发周期中发送时隙的位置X为2,主从站收发周期中接收时隙的位置Y为5。假设主从站收发周期为1秒,则该FH-TDMA系统将1秒划分成5个时隙,每个时隙持续0.2秒;将每个时隙划分为40个跳频块,每个跳频块持续0.005秒,每个跳频块对应一个载波频率,可理解为上述说明中每个跳频块对应一个频点索引值,根据该频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的频率值,即为该跳频块对应的载波频率。主站的发送时隙为时隙2,接收时隙为时隙5;从站的接收时隙为时隙2,发送时隙为时隙5。系统主站和从站进入跳频模式后,在时隙2内,主站先后采用40种不同频率的载波对分块的基带信号进行调制发送,从站先后采用40种与主站对应频率的载波对信号进行接收解调;在时隙5内,从站先后采用40种不同频率的载波对分块的基带信号进行调制发送,主站先后采用40种与从站对应频率的载波对信号进行接收解调。
可选地,所述从站本地TOD保存的主站的起始TOD值根据当前主从站收发周期内成功接收的所述第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值进行更新。
具体地,从站如果在当前主从站收发周期内成功接收第一跳频业务帧,那么根据该第一跳频业务帧中携带的主站的当前TOD值,对从站本地TOD保存的所述起始TOD值进行校准,也就是将第一跳频业务帧中携带的主站的当前TOD值更新从站本地TOD保存的所述起始TOD值。从而消除主站和从站的跳时误差,不需要额外的消除算法计算,减少了额外开销,节约系统资源。
为了更清楚的说明本发明提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,下面以具体的例子进行说明。
图5是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实施流程示意图之一,应用于主站,主从站在开始收发任务前已约定好定频握手的频点以及频率索引表,其中频率索引表为的地址深度为2P,每个地址下存储一个跳频频点,跳频频点在跳频范围内随机分布。主从站收发周期T为1秒。如图5所示,主站与从站保持时间同步的流程如下:
步骤501、实时更新主站本地TOD,并确认当秒内的发送时隙与接收时隙。主站本地TOD的更新间隔可设置为一个跳频块。
示例性地,设开始系统收发时,设当前秒时间起点所对应的TOD值为0,TOD精度为125us,位宽WTOD为48,则每秒TOD增量为8000,每时隙TOD增量为1600,每跳频块TOD增量为40,当前秒的TX1将以48比特二进制数据的形式填入帧结构中通信头部的对应位置,由主站在发送时隙下发给从站。每过0.005秒,主站本地TOD值增加40,主站当秒发送时隙时间起点所对应的TOD值为1601,接收时隙时间起点所对应的TOD值为6401,当主站本地TOD更新至上述TOD值时,主站则进入发送/接收状态。TOD位宽WTOD必须大于频点索引值所表示的地址占用的位宽,而且需要考虑设置合适的位宽,取值太小,可能造成二进制计数溢出后会归零,也不能太大,因为其表示的TOD值包括在通信头部中,位宽过大,对应的开销也大,有效的传输率较低。
步骤502、周期性的在发送时隙,通过约定的定频频点向从站发送含有起始TOD信息的定频握手帧。这里的起始TOD信息可设置为主站发送时隙时间起点所对应地TOD值。
示例性地,主站从当秒时间起点开始计时,经过0.2秒,在第2个时隙开始将通信头部含有当秒发送时隙时间起点所对应TOD值1601的定频握手帧下发给从站。
步骤503、周期性的在接收时隙,接收从站上发的定频确认帧;
步骤504、确定是否连续两次成功接收从站上发的定频确认帧,若成功接收,则进入步骤505;否则返回步骤501。
比如TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N为5,每个时隙内跳频块个数为40,发送时隙的位置为时隙2,接收时隙为时隙5,主站从当秒时间起点开始计时,经过0.8秒后,开始在第五个时隙上根据约定好的频点,接收从站上发的定频确认帧。若连续两次成功接收,即主站与从站已成功完成两次定频握手帧与定频确认帧的收发流程,表明握手已完成,切换至跳频模式,则进入步骤505;否则返回步骤501,重复上述流程。
步骤505、在跳频模式的当前主从站收发周期内,根据TOD精度保持主站本地TOD的实时更新,并确定当秒的发送时隙与接收时隙。
示例性地,以进入跳频业务帧收发状态的第一秒为例,设主从站在TOD为0时刻开始计时后的两秒内成功完成了定频握手,则当秒时间起点所对应的TOD值为16001,每过0.005秒,主站本地TOD值增加40。由此可推算出,主站当秒发送时隙时间起点所对应的TOD值为17601,接收时隙时间起点所对应的TOD值为22401,当主站本地TOD更新至上述TOD值时,主站则进入发送/接收状态。
步骤506、确定主站的发送时隙以及发送时隙内每个跳频块对应的频点,和接收时隙以及接收时隙内每个跳频块对应的频点。
示例性地,截取跳频块对应的TOD值的低位P比特,作为所述该TOD值对应的频点索引值。如前所述,主站当秒发送时隙时间起点所对应的TOD值为17601,则发送时隙内第1个跳频块起点所对应的TOD值为17601,取其低10比特为193,作为第1个跳频块的频率索引值;第2个跳频块起点所对应的TOD值为17641,取其低10比特为233,作为第2个跳频块的频率索引值。以此类推,即可计算得当秒发送时隙内40个跳频块的频率索引值。同样地,主站当秒接收时隙时间起点所对应的TOD值为22401,则接收时隙内第1个跳频块起点所对应的TOD值为22401,取其低10比特为897,作为第1个跳频块的频率索引值;第2个跳频块起点所对应的TOD值为22441,取其低10比特为937,作为第2个跳频块的频率索引值。以此类推,即可计算得当秒接收时隙内40个跳频块的频率索引值。
步骤507、根据发送时隙内M个跳频块对应的频点索引值,查找已预配置的频率索引表,获取各跳频块的频点。
示例性地,主从站已预配置的频率索引表,在该预配置的频率索引表中,以当秒发送时隙内第1个发送跳频块的频率索引值193为地址,查找得到匹配的频点f193,作为当秒发送时隙内第1个跳频块的发送频点;以当秒发送时隙内第2个跳频块的频率索引值233为地址,查找得到匹配的频点f233,作为当秒第2个跳频块的发送频点。以此类推,即可得到当秒发送时隙内40个跳频块的发送频点。
步骤508、在发送时隙,根据发送时隙内各跳频块对应的频点向从站下发含有TOD信息的跳频业务帧。这里的TOD信息可设置为主站发送时隙时间起点所对应地TOD值。
示例性地,主站将发送时隙首个跳频块的时间起点所对应的TOD值作为TOD信息进行通信头部的组帧,进而得到当秒的跳频业务帧。从当秒的时间起点开始计时,经过0.2秒进入发送时隙。在发送时隙各跳频块内,分别根据对应的频点对当秒的跳频业务帧进行调制,下发给从站。
步骤509、根据接收时隙内M个跳频块对应的频点索引值,查找预配置的频率索引表,获取各跳频块的频点。
示例性地,在预配置的频率索引表中,以当秒接收时隙内第1个跳频块的频点索引值897为地址,查找得到匹配的频点f897,作为当秒接收时隙内第1个跳频块的接收频点;以当秒接收时隙内第2个跳频块的频点索引值937为地址,查找得到匹配的频点f937,作为当秒接收时隙内第2个跳频块的接收频点。以此类推,即可得到当秒接收时隙内40个跳频块的接收频点。
步骤510、在接收时隙,采用各跳频块的接收频点,接收从站上发的跳频业务帧;
示例性地,主站进入接收时隙后,在接收时隙各跳频块内,分别根据对应的跳频频点接收从站上发的跳频业务帧。
步骤511、统计在接收时隙未成功接收的次数是否超过第一阈值,如果该次数超过第一阈值,则切换至定频模式,进入步骤501;如果没有超过第一阈值,则进入步骤512;
示例性地,若主站在当前收发周期内成功接收,则可转入下一个主从站收发周期,即进入步骤512;否则对未成功接收的次数近统计,用于判断主从站链路是否处于断开状态。假设第一阈值Q为20,主站在接收时隙未能成功接收从站上发的跳频帧,则判断连续失败接收的次数是否超过20。若未超过20,表明当秒的接收失败可能是由于信道环境恶化所导致的偶发错误,主从站链路状态尚可继续支持通信,进而继续接收,判断主从站是否已完成收发任务;若超过20,表明主从站间的通信链路已处于断开状态,切换至定频模式,需回到步骤501,重新进行定频握手。
步骤512、进入下一个主从站收发周期,继续接收从站上发的跳频业务帧,直至收发任务完成。
从站实现本申请实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实施流程与主站类似,只是在定频模式下,从站判断是否和主站完成建链时,是根据连续两次成功接收主站发送的定频握手帧确定的。从站确定和主站完成建链后,切换至跳频模式。在跳频模式下,基于接收到的主站下发的跳频业务帧中携带的TOD值,校正从站本地TOD实时更新得到的TOD值。
图6是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实施流程示意图之二,应用于从站,主从站在开始收发任务前已约定好定频握手的频点以及频率索引表,其中频率索引表为的地址深度为2P,每个地址下存储一个跳频频点,跳频频点在跳频范围内随机分布。主从站收发周期T为1秒。如图6所示,主站与从站保持时间同步的流程如下:
步骤601、实时更新从站本地TOD,并确认当前主从站收发周期内的发送时隙与接收时隙;
步骤602、周期性的在接收时隙,通过约定的定频频点接收主站发送的定频握手帧,解析出TOD信息,用于校正从站本地TOD值,并保持实时更新;
步骤603、周期性的在发送时隙,向主站上发定频确认帧,该定频确认帧是对主站下发的定频握手帧的反馈消息,用于告知主站该定频握手帧已成功接收;
步骤604、确定是否连续两次成功接收主站下发的定频握手帧;如果存在连续两次成功接收主站下发的定频握手帧,那么确定和主站之间完成建链,同时获得主站的起始TOD值,或当前TOD值,并切换至跳频模式,进入步骤605;如果不存在,那么返回步骤601;
步骤605、在跳频模式,根据TOD精度保持从站本地TOD的实时更新,并确定当前主从站收发周期内的发送时隙与接收时隙;
步骤606、根据当前主从站收发周期内接收时隙起点对应的TOD值,以及TOD配置信息,确定当前主从站收发周期内发送时隙/接收时隙内各跳频块对应的TOD值;
示例性地,当前主从站收发周期内接收时隙起点对应的TOD值,先确定当前主从收发周期的起始TOD值,再根据一个主从收发周期内接收时隙的位置,以及一个时隙对应的TOD增量,确定当前主从站收发周期内接收时隙起点对应的TOD值。当前主从收发周期的起始TOD值可以根据参考主从收发周期内成功接收主站发送的跳频业务帧中获取的主站的当前TOD值,该参考主从收发周期和当前收发周期间隔的周期数,以及每个主从收发周期的值确定,该参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个主从站收发周期成功接收主站发送的第一跳频业务帧,且间隔的周期数小于第一阈值。
步骤607、根据接收时隙内M个跳频块对应的频点索引值,查找预配置的频率索引表,获取各跳频块的频点;
步骤608、在接收时隙,根据接收时隙内各跳频块对应的频点接收主站下发含有TOD信息的跳频业务帧;
示例性地,从站进入接收时隙后,在接收时隙各跳频块内,分别根据对应的跳频频点对主站下发的跳频业务帧进行接收。
步骤609、是否在接收时隙成功接收主站下发的跳频业务帧;
示例性地,从站在接收时隙判断是否成功接收主站下发的跳频业务帧;若成功接收,则可转入TOD信息的解析与校验流程,即步骤610;否则进入步骤611,需判断主从站链路是否已长时间处于断开状态。
步骤610、解析出TOD值,校准从站本地TOD值并保持实时更新;
示例性地,从站在成功接收来自主站的跳频业务帧后,从通信头部中解析出当秒接收时隙时间起点所对应的TOD值,并以此值校准从站本地TOD。
步骤611、统计连续失败接收的主站下发的跳频业务帧;
步骤612、根据发送时隙内M个跳频块对应的频点索引值,查找预配置的频率索引表,获取各跳频块的频点;
示例性地,以当秒内第1个发送跳频块的频率索引值897为地址,从主从站约定的频率索引表地址897下取出频点f897,作为当秒第1个发送跳频块的发送频点;以当秒内第2个发送跳频块的频率索引值937为地址,从主从站约定的频率索引表地址937下取出频点f937,作为当秒第2个发送跳频块的发送频点。以此类推,即可得到当秒内40个发送跳频块的接收频点。
步骤613、在发送时隙,根据发送时隙内各跳频块对应的频点向主站上发跳频业务帧;
步骤614、连续失败接收次数是否超过第一阈值;如果该次数超过第一阈值,则切换至定频模式,进入步骤601;如果没有超过第一阈值,则进入步骤605;
根据步骤611中对连续失败接收主站下发的跳频业务帧的次数的统计值和第一阈值进行比较,如果超过该第一阈值,那么表示主站和从站之间的链路已处于断开状态,需要重新建链,从站切换至定频模式,获取主站的当前TOD值,完成预同步,即进入步骤601。如果未超过第一阈值,那么表示可能是由于信道环节恶化所导致的偶发错误,主从站链路状态尚可继续支持通信,进而进入下一个主从站收发周期,即进入步骤605。
步骤605、进入下一个主从站收发周期,继续接收主站下发的跳频业务帧,直至主从站的收发任务完成。
图7是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步装置的结构示意图之一,如图7所示,该装置应用于主站,包括:
第一定频模块701,用于若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为所述主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
第一发送模块702,用于在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
第一接收模块703,用于在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
第一确定模块704,用于确定是否存在连续第一阈值个所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
第一切换模块705,用于若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD的起始TOD值;所述主站本地TOD和所述从站本地TOD均按照同样的TOD精度进行实时更新;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步装置,可以执行上述任一实施例执行主体为主站的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其实现原理以及有益效果与基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实现原理及有益效果类似,可参见基于FH-TDMA系统的时间同步方法的实现原理及有益效果,此处不再进行赘述。
图8是本发明实施例提供的一种主站结构示意图,如图8所示,包括:中控模块、发送模块以及接收模块。
所述中控模块包括本地TOD实时更新模块、跳频逻辑控制模块、发送时隙控制模块、发送频点计算模块、接收时隙控制模块、接收频点计算模块共计六个子模块。本地TOD实时更新模块负责主站本地TOD的实时计算与更新,并为其他模块提供实时TOD信息;发送时隙控制模块与接收时隙控制模块根据TOD信息推算出当秒发送时隙与接收时隙的起止时间,并划分跳频块;跳频逻辑控制模块根据接收模块传递的解调解帧状态反馈,确定当秒主站的定跳状态,即确定当秒主站为定频模式或跳频模式;发送频点计算模块与接收频点计算模块分别根据发射跳频块所对应的TOD值与接收跳频块所对应的TOD值,结合当秒的定跳状态,计算当秒的发送频点与接收频点,传递给发送模块与接收模块。
发送模块负责主站的发送流程。发送模块包含组帧调制模块、上变频模块以及射频处理三个子模块。组帧调制模块将待传递的下行信息以及中控模块所提供的主站本地TOD信息根据特定帧格式进行组帧,并对数据帧进行基带成型得到基带信号;上变频模块根据中控模块提供的发送时隙信息与发送频点,对基带信号进行数字上变频,得到发送中频信号;射频处理模块对发送中频信号进行射频上变频处理,得到最终的发送射频信号,发送给从站。
接收模块负责主站的接收流程。接收模块包含射频处理模块、下变频模块以及解调解帧模块三个子模块。射频模块对从站上发的射频信号进行射频下变频处理,得到接收中频信号;下变频模块对接收中频信号根据中控模块提供的接收时隙信息与接收频点进行下变频,得到接收基带信号;解调解帧模块则对接收基带信号进行解调,并通过校验得知解调是否成功,以此作为反馈信息传递给中控模块,同时根据帧结构完成解帧,得到从站上发的上行信息。
图9是本发明实施例提供的基于FH-TDMA系统的时间同步装置的结构示意图之二,如图9所示,该装置应用于从站,包括:
第二定频模块901,用于若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则确定已获取主站的起始时间信息TOD值,切换至跳频模式;
第二接收模块902,用于在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
第二发送模块903,用于在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
第二确定模块904,用于基于未成功接收所述第一跳频业务帧的个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
图10是本发明实施例提供的一种从站结构示意图,如图10所示,包括:中控模块、发送模块以及接收模块。
中控模块包括本地TOD实时更新模块、跳频逻辑控制模块、发送时隙控制模块、发送频点计算模块、接收时隙控制模块、接收频点计算模块共计六个子模块。本地TOD实时更新模块负责从站本地TOD的实时计算,根据接收模块成功解析出的主站TOD信息对从站本地TOD进行校准,为其他模块提供实时TOD信息;发送时隙控制模块与接收时隙控制模块根据TOD信息推算出当秒发送时隙与接收时隙的起止时间,并划分跳频块;跳频逻辑控制模块根据接收模块传递的解调解帧状态反馈,确定当秒从站的定跳状态,即确定从站为定频模式还是跳频模式;发送频点计算模块与接收频点计算模块分别根据发射跳频块所对应的TOD值与接收跳频块所对应的TOD值,结合当秒从站的定跳状态,计算当秒的发送频点与接收频点,传递给发送模块与接收模块。
接收模块负责从站的接收流程。接收模块包含射频处理模块、下变频模块以及解调解帧模块三个子模块。射频模块对主站下发的射频信号进行射频下变频处理,得到接收中频信号;下变频模块对接收中频信号根据中控模块提供的接收时隙信息与接收频点进行下变频,得到接收基带信号;解调解帧模块则对接收基带信号进行解调,并通过校验得知解调是否成功,以此作为反馈信息传递给中控模块,同时根据帧结构完成解帧,得到主站起始TOD值或当前TOD值,以及下行信息,并将TOD信息提供给中控模块。
发送模块负责从站的发送流程。发送模块包含组帧调制模块、上变频模块以及射频处理三个子模块。组帧调制模块将待发送给主站的上行信息根据特定帧格式进行组帧,并对数据帧进行调制得到基带信号;上变频模块根据中控模块提供的发送时隙信息与发送频点,对基带信号进行数字上变频,得到发送中频信号;射频处理模块对发送中频信号进行射频上变频处理,得到最终的发送射频信号,发送给主站。
图11是本发明实施例提供的主站电子设备的实体结构示意图,如图11所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)1110、通信接口(Communications Interface)1120、存储器(memory)1130和通信总线1140,其中,处理器1110,通信接口1120,存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信。处理器1110可以调用存储器1130中的逻辑指令,以执行基于FH-TDMA系统的时间同步方法,该方法包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始时间信息TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为所述主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
确定是否存在连续第一阈值个所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD的起始TOD值;所述主站本地TOD和所述从站本地TOD均按照同样的TOD精度进行实时更新;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
此外,上述的存储器1130中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图12是本发明实施例提供的从站电子设备的实体结构示意图,如图12所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)1210、通信接口(Communications Interface)1220、存储器(memory)1230和通信总线1240,其中,处理器1210,通信接口1220,存储器1230通过通信总线1240完成相互间的通信。处理器1210可以调用存储器1230中的逻辑指令,以执行基于FH-TDMA系统的时间同步方法,该方法包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则确定已获取主站的起始时间信息TOD值,切换至跳频模式;
在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
基于未成功接收所述第一跳频业务帧的个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
此外,上述的存储器1230中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上,所述计算机程序被处理器执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,该方法包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始时间信息TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
或,若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法所提供的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,该方法包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始时间信息TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
或,若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (16)
1.一种基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,应用于主站,包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始时间信息TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
2.根据权利要求1所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第一频点为根据第一TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第一TOD值为所述第一发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;
所述第二频点为根据第二TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第二TOD值为所述第一接收时隙内M个跳频块分别对应的TOD值。
3.根据权利要求2所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第一TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中发送时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述主站的起始TOD值,确定所述第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第一发送时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数M,确定所述第一发送时隙内各跳频块的起始时刻对应的TOD值,作为第一TOD值;
截取所述第一TOD值的低位P比特,作为所述第一TOD值对应的频点索引值。
4.根据权利要求2所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第二TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中接收时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述主站的起始TOD值,确定所述第一接收时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第一接收时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数M,确定所述第一接收时隙内各跳频块对应的TOD值,作为第二TOD值;
截取所述第二TOD值的低位P比特,作为所述第二TOD值对应的频点索引值。
5.根据权利要求1所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第一跳频业务帧由通过所述第一发送时隙内所有跳频块发送的数据段中的跳频数据组成;每个所述跳频块发送的数据段由所述跳频数据和首尾保护段构成。
6.根据权利要求5所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第一跳频业务帧分为同步头、通信头部和高级在轨系统AOS传输帧三部分,所述通信头部包括卫星地址、终端地址、发送所述第一跳频业务帧的第一发送时隙中第一跳频块发送时刻对应的TOD值、预留区和循环冗余校验CRC校验位。
7.根据权利要求1所述的FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述主站的当前TOD值是由所述主站本地TOD以所述主站的起始TOD值为初始值,按照所述TOD配置信息中TOD精度进行实时更新得到的。
8.一种基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,应用于从站,包括:
若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置;所述M和N为正整数。
9.根据权利要求8所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第三频点为根据第三TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第三TOD值为所述第二接收时隙内M个跳频块分别对应的TOD值;
所述第四频点为根据第四TOD值确定的频点索引值,查找预配置的频率索引表得到的多个频率值;所述第四TOD值为所述第二发送时隙内M个跳频块分别对应的TOD值。
10.根据权利要求9所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第三TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中发送时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,确定所述第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第二接收时隙的起始时刻对应的TOD值、一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数,确定所述第二接收时隙内各跳频块的起始时刻对应的TOD值,作为第三TOD值;
截取所述第三TOD值的低位P比特,作为所述第三TOD值对应的频点索引值;
所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值为基于参考第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值、以及发送所述参考第一跳频业务帧的参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数,确定的当前主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值;所述参考第一跳频业务帧为参考主从站收发周期内,成功接收的所述第一跳频业务帧;所述参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个成功接收所述第一跳频业务帧的主从站收发周期,且所述参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数小于所述第一阈值。
11.根据权利要求9所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述第四TOD值确定的频点索引值,对应的确定方法包括:
基于所述TOD配置信息中主从站收发周期内总时隙个数N、每个时隙包括跳频块的总个数M和TOD精度,确定一个时隙对应的TOD增量,和一个跳频块对应的TOD增量;
基于TOD配置信息中所述主从站收发周期中接收时隙的位置、一个时隙对应的TOD增量以及所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值,确定所述第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值;
基于所述第二发送时隙的起始时刻对应的TOD值,和一个跳频块对应的TOD增量、和一个时隙包括跳频块的总个数,确定所述第二发送时隙内各跳频块对应的TOD值,作为第四TOD值;
截取所述第四TOD值的低位P比特,作为所述第四TOD值对应的频点索引值;
所述从站本地TOD保存的所述主站的起始TOD值为基于参考第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值、主从站收发周期内总时隙个数N、以及一个时隙对应的TOD增量,确定的当前主从站收发周期的起始时刻对应的TOD值;所述参考第一跳频业务帧为参考主从站收发周期内,成功接收的所述第一跳频业务帧;所述参考主从站收发周期为离当前主从站收发周期最近的一个成功接收所述第一跳频业务帧的主从站收发周期,且所述参考主从站收发周期和当前主从站收发周期间隔的周期数小于所述第一阈值。
12.根据权利要求8所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,其特征在于,所述从站本地TOD保存的主站的起始TOD值根据当前主从站收发周期内成功接收的所述第一跳频业务帧携带的所述主站的当前TOD值进行更新。
13.一种基于FH-TDMA系统的时间同步装置,其特征在于,应用于主站,包括:
第一定频模块,用于若在定频模式下,连续两次成功接收从站发送的定频确认帧,则确定所述主站的起始TOD值已同步至所述从站,切换至跳频模式;所述起始TOD值为主站本地TOD,在当前主从站收发周期的起始时刻所对应的TOD值;
第一发送模块,用于在第一发送时隙,采用第一频点,向所述从站发送第一跳频业务帧;所述第一频点为所述第一发送时隙内多个跳频块对应的频率值;所述第一跳频业务帧携带所述主站的当前TOD值,用于更新从站本地TOD;
第一接收模块,用于在第一接收时隙,采用第二频点,接收从站发送的第二跳频业务帧;所述第二频点为所述第一接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
第一确定模块,用于确定是否存在第一阈值个连续的所述第一接收时隙,未成功接收所述第二跳频业务帧;
第一切换模块,用于若存在,则切换至定频模式,向所述从站发送携带所述主站的当前TOD值的定频握手帧,用于供所述从站根据所述主站的当前TOD值,更新所述从站本地TOD;
所述第一发送时隙、所述第一接收时隙是基于TOD配置信息和所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期内总时隙个数N、一个时隙内跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
14.一种基于FH-TDMA系统的时间同步装置,其特征在于,应用于从站,包括:
第二定频模块,用于若在定频模式下,连续两次成功接收主站发送的定频握手帧,则保存主站的起始时间信息TOD值至从站本地TOD,切换至跳频模式;
第二接收模块,用于在第二接收时隙,采用第三频点,接收主站发送的第一跳频业务帧;所述第三频点为所述第二接收时隙内多个跳频块对应的频率值;
第二发送模块,用于在第二发送时隙,采用第四频点,向主站发送的第二跳频业务帧;所述第四频点为所述第二发送时隙内多个跳频块对应的频率值;
第二确定模块,用于基于未成功接收所述第一跳频业务帧的所述第二接收时隙个数是否超过第一阈值,确定切换至定频模式或保持在跳频模式;
所述第二接收时隙、所述第二发送时隙是基于TOD配置信息和获取的所述主站的起始TOD值确定的,所述TOD配置信息包括主从站收发周期包括的总时隙个数N、一个时隙包括跳频块的总个数M、TOD精度、所述主从站收发周期中发送时隙的位置以及接收时隙的位置。
15.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,或实现如权利要求8至12中任一项所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法。
16.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行权利要求1至7中任一项所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法,或执行权利要求8至12中任一项所述的基于FH-TDMA系统的时间同步方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202310891221.1A CN117119577A (zh) | 2023-07-19 | 2023-07-19 | 基于fh-tdma系统的时间同步方法、装置、设备和存储介质 |
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