CN1207616A - 在同步分配式网络系统中保持时钟同步的方法和实施该方法的同步装置 - Google Patents

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Abstract

在同步分配式网络系统中使时钟同步的一种方法。在该时钟同步方法中,接收GPS(全球定位系统)的标准时间信息。当GPS标准时间信息的接收中断时,每次产生PPS时钟信号,对PPS(每秒脉冲)计数器的值与内部RTC(实时时钟)信号的秒信息进行比较。如果PPS计数器的值与RTC信号的秒信息不同,则校正RTC信号的信息。

Description

在同步分配式网络系统中保持时钟 同步的方法和实施该方法的同步装置
本发明涉及通信系统，具体说，涉及根据从GPS(全球定位系统)通信卫星接收的时间信息实现时钟同步的同步分配式网络系统。
一般，同步分配式网络系统使用GPS通信卫星提供的时间信息保持系统时钟之间的同步。由于GPS通信卫星提供的多种数据中的时间同步信息的原子钟般的精度，同步分配式网络系统接收来自GPS接收机的时间信息，并根据从该时间信息获得的时钟信号使整个系统同步。
图1示出一般同步分配式网络系统，这是采用GPS保持时钟同步的主要通信系统的框图。图1中，标号2和4表示节点N1和N2之间连接的主开关。主开关2连接具有一组用户RSC1-RSCn的分组通信单元10，并连接无线通路单元100。无线通路单元100执行与移动用户端150(MST1)的双向无线通信。这里，尽管无线通路单元100和另一无线通路单元110的发送和接收信号的频率彼此不同，但按照同步通信特性，应将它们的系统时钟同步，就像使用单一系统时钟一样。于是，为了根据精确的时间信息执行同步通信，无线通路单元100和110都应具有用于接收GPS信息的接收机。
然而，在某些情况下是不可能接收GPS卫星通信时间信息的。这些情况包括：将GPS接收机放在不能可靠接收GPS通信卫星时间信息的位置，GPS接收机坏了，或者放置设备的环境由于中断或在卫星通信中的轮询期间很难实施分组发送和接收。在这些情况下，采用了无线通路单元中的实时时钟(RTC)来保持同步通信。然而，由于RTC相对于GPS时间信息不准确，可引起节点之间的异步，因而很难保持同步通信。于是，需有一种方法，即使不能从GPS通信卫星取得时间信息，也能在同步分配式网络系统中精确保持时钟同步。
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种实时时钟校正方法。
本发明的另一目的在于提供一种方法，即使不能从GPS通信卫星接收时间信息，也能更精确地保持同步分配式网络系统中的时钟同步。
本发明再一目的是在同步分配式网络系统中提供一种用于保持时钟同步的方法，和用于实施该方法的装置。
本发明的又一目的是提供一种在GPS卫星通信中断期间按照接收的每秒脉冲(PPS)信号校正定时滑动误差的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种在同步分配式网络系统中的时钟同步方法。在该时钟同步方法中，接收GPS标准时间信息。当GPS标准时间信息的接收中断时，每当产生一个PPS时钟信号时，对PPS计数器的值与内部RTC信号中的秒信息进行比较。如果PPS计数值与RTC信号的秒信息不同，则对RTC信号的信息进行校正。
通过结合附图详细描述本发明的最佳实施例，将使本发明的上述目的和优点更为清楚，其中，
图1是一般同步分配式网络系统的框图；
图2是图1所示无线通路单元中实时时钟校正器的框图；
图3是控制本发明时间初始化的流程图；
图4是根据本发明的一个实施例控制PPS接收控制和RTC校正的流程图；
图5是图4中子程序的详细流程图。
现在结合附图详细描述本发明的最佳实施例。为了容易理解本发明，将把本发明限定为具体的实施例并以图示说明。然而，应该指出，本领域的任何技术人员以此说明，无需更具体，也能实现本发明。另外，这里不再对本领域中框的已知功能和操作进行详细描述，以免模糊本发明的主题。
图2是无线通路单元100和110每个中的RTC校正器的框图。RTC校正器105包括ROM103、RAM104、CPU101、本地时钟发生器102和每秒脉冲(PPS)接收机107。GPS接收机106通过天线106-1从GPS通信卫星接收时间信息，将该时间信息供给CPU101，并通过线路L1将PPS信号输出到PPS接收机107。根据标准时间每秒产生PPS信号，即使由于某些接收问题GPS接收机106不能接收时间信息也能获得PPS信号。PPS接收机107接收PPS信号，并将PPS时钟信号供给CPU101。本地时钟发生器102产生RTC信号，当发生定时滑移时，在CPU101的控制下，根据PPS时钟信号校正该RTC信号。CPU101判定该PPS时钟信号是否与RTC信号相同，当它们不相同时校正定时滑移。这样，因为根据PPS时钟信号校正本地时钟发生器102的RTC信号，因此即使不能从GPS通信卫星接收时间信息时，也能在同步分配式网络系统中更精确地保持时钟同步。
图3、4和5是根据本发明校正定时滑移的流程图。图3是应用本发明的控制时间初始化的流程图。图4是根据本发明实施例的控制PPS接收和RTC校正的流程。图5是控制图4中子程序的详细流程图。图3，4和5中所示步骤的过程可用程序语言，比如C-语言，进行编程，并写入图2的ROM103中。因为ROM103起着非易失性的存储器作用，故写入的程序数据不会被擦去。
现在参考这些图说明本发明的操作。图2中，将一般为约256K字节的ROM和约128K字节的RAM分别用作ROM103和RAM104。CPU具有8位或更高位的数据总线，比如Intel“186”串联数据总线对于CPU101就足够了。对于本地时钟发生器102，可将“S653”用作石英振荡器，将National的“MM58274CN”用作振荡电路。用上述的元件实现图2的结构，并将图3、4和5的流程编程到本发明的实施例中。
当对无线通路单元100供电时，GPS接收机106以正常的接收状态接收GPS标准时间信息。CPU101将该时间信息转化为内部系统服务定时时钟信号，并初始化本地时钟发生器102的RTC信号。CPU101还初始化用于控制PPS接收机107的PPS信号计数器(PSC)，并设置初始数据。如后面将描述的，在图3的步骤中进行该初始化。进一步，在图4的步骤中，每次PPS时钟信号产生时，CPU101就校正RTC信号。并且在图5的步骤中执行详细的校正程序。
参看图3，在步骤300，当从GPS通信卫星正常接收时间信息时，初始化RTC信号。应当注意到，本发明公开了在执行GPS通信然后中断的情况下更精确地使时钟信号同步的技术。在步骤301中，将时间信息转换成年/月/日/时/分/秒的现在时间数据，即RTC信号。在步骤302，根据该转换的信息将本地时钟发生器102初始化。在步骤303，通过秒信息将PPS接收机107的PSC初始化。这里，PSC值表示[((时间/16)×3600)+(分×60)+秒]/更新时间。在步骤304，CPU101将RTC信号的时和分信息转换成完全的分信息，并根据该转换的完全分信息初始化PPS接收机107。在图3中的初始化之后，CPU101执行在图4步骤中的PPS接收机107的作业。
参看图4，因为PPS接收机107每秒产生PPS时钟信号，因而CPU101每秒操作PPS接收机107的PPS处理器。在步骤400中PPS接收机107开始工作时，在步骤401中读出秒信息并操作PPS处理器。在步骤402，当将PPS接收机107的PSC值增加到60时，更新总的分信息。使用总的分信息作为标准的原因是为了减少CPU101的负载，并为在时间校正中有效地转换时/分信息提供基准。在步骤403，将PSC值与秒信息比较以精确地校正RTC信号。如果在步骤403中无线通路单元100没有从通信卫星接收到时间信息，即，PSC值与秒信息不相同，则执行步骤404。如果它们是相同的，则在步骤405程序结束。
图5示出了步骤404的子步骤。其中CPU101执行步骤500-504，操作RTC处理程序，这是一个内部软件模块，即校正模块。当PPS处理器发出校正请求时，在步骤500开始校正程序。在步骤501，用PPS接收机107的PSC时钟信号再初始化RTC信号的秒时间。在步骤502，将RTC信号的时/分信息再转换成全分信息。在步骤503，用转换的总的分信息再初始化RTC信号的时/分信息。如完成了校正，则在步骤506程序结束。
在同步分配式网络系统中，即使不能从GPS通信卫星接收到时间信息，通过上述的校正也能很精确地保持时钟同步。
以上已参照具体实施例介绍了本发明，但应了解，本领域的技术人员可以作出各种修改，但仍应在本发明的精神和范围内。

Claims (3)

1.一种在同步分配式网络系统中使时钟同步的方法，包括以下步骤：
接收GPS(全球定位系统)标准时间信息；
当GPS标准时间信息的接收中断时，每次产生PPS(每秒脉冲)时钟信号，对PPS计数器的值与内部RTC(实时时钟)信号中的秒信息进行比较；
如果PPS计数器的值与RTC信号的秒信息不同，则校正RTC信号的信息。
2.在具有GPS接收机的同步分配式网络系统中的一种时钟同步装置，包括校正器，用于判定由PPS信号产生的时钟信号是否与RTC信号相同，如果两个时钟信号不同，则校正定时滑移。
3.根据权利要求2的在同步分配式网络系统中的时钟同步装置，其特征在于，所述的校正器包括用于储存实时校正程序的ROM(103)、用作任务存储器的RAM(104)、CPU、本地时钟发生器和PPS接收机。
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