CN1309786A - 用于节点同步的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于同步网络(n)中至少一个节点(N₁－N₄)的方法和装置,节点(N₁－N₄)被用作例如面向分组的传输。产生稳定频率(fs)的服务器(C)和节点(N₁－N₄)分别测量稳定频率(fs)的周期数和由节点(N₁－N₄)产生的频率(f₁－f₄)的周期数。这些测量分别在电力网(PN)产生的信号的相位等于零的时刻开始和结束,所述电力网(PN)连接到服务器(C)和节点(N₁－N₄)。测量的结果被比较,并且节点(N₁－N₄)被相应地调整。测量可以由服务器(C)和节点(N₁－N₄)连续地执行。

Description

用于节点同步的方法和设备

发明的技术领域

本发明涉及网络中的一种方法和设备，其中在该网络中的节点产生一个频率，该频率需要与参考频率同步，以便在节点中获得精确的频率。

相关技术描述

按照现有技术，通信网络(比如移动网或者蜂窝网)由小区构成，其中每一个小区装备一个基站。每一个基站工作在一组具有各自载波频率的无线信道上。这些信道不同于相邻小区所用的信道，以避免干扰。

一组基站由一个基站控制器(BSC)控制，而一组基站控制器又由一个交换中心(MSC)控制。交换中心连接到各不相同的网络，比如移动网络(GSM、AMPS、NMT、UMTS)和公众交换电话网(PSTN)。

在网络中，基站控制器和基站之间的传输通常使用PCM-链路(脉冲编码调制链路)。

PCM-链路的频率被基站用作同步基站内本地频率的参考。PCM-链路的频率具有很高的长期稳定性，频偏通常小于0.05ppm(百万分之0.05)。

每一个基站被连接到给基站提供电力的电力网。

位于基站内的本地振荡器产生的本地频率通常被用作产生属于基站不同无线信道的载波频率的本地参考。

如果网络和基站之间的传输由以分组的形式发送的信息(也称为面向分组的信息)构成，而没有使用PCM-链路，则PCM-链路的频率就不能被基站用于同步基站内的本地频率。面向分组信息的一个例子是通过内联网/互联网传送的信息。在这种情况下，IP网络(互联网协议网络)被用来代替PCM-链路在相应单元之间传送面向分组信息。

当传送面向分组信息时，在基站内同步本地频率的一种众所周知的方法是在每一个基站中使用高稳定性的恒温式振荡器，这个振荡器同步于相应基站中的本地振荡器。

这种方法的问题是恒温式振荡器体积大，价格贵，而且它们需要操作成本昂贵的定期校准。

专利文件US4,602,340描述了一种用于通过读取在某地的时钟值并把读取到的信息格式化成为合适的连续形式，把编码的时间值或者其它信息的信号值分发遍布到设施现有的电气格状网络的系统。格式化的信息以调制形式经格状网络中的接地支线传送遍布到电气格状网络。

发明概述

本发明处理的问题是在网(也称为网络)中同步至少一个节点内的至少一个频率。

因而，本发明的一个目的是同步网络中至少一个节点内的至少一个频率。

问题的解决基本上是利用连接到节点的电力网产生的信号的相位作为定义稳定的时间间隔的参考，在此时间间隔内，在要同步的节点中至少执行一次频率测量。

进一步，使用至少一个连接到电力网上产生稳定频率的服务器，而且，当在要同步的节点中执行频率测量时，该服务器在相同的时间间隔内执行一次稳定频率的测量。

更具体地，是以下面的方式解决问题。

服务器和节点在定义好的时间间隔中至少分别执行一次对服务器产生的稳定频率周期数的测量和节点中本地振荡器产生的本地频率周期数的测量。

当测量将要开始时，服务器发送一个包括有关测量长度，即执行测量的时间间隔信息的消息到节点。当电力网PN产生的信号的相位等于预定的门限值时，服务器中和节点中的测量分别起始和停止。

服务器中稳定频率周期数的计算结果和节点中的本地频率周期数的计算结果被进行比较，并且节点中的振荡器被相应地做调整。

在本发明的一个可选的实施方案中，服务器和节点中的测量连续地被执行。

本发明提供的一个优点在于它建议了一种在节点中同步频率的简单而通用的方法。

另一个优点在于按照本发明的方法，即使在服务器和要被同步的节点之间存在相位差的情况下，也可以工作。

参考本发明示例化的实施方案及附图，本发明将会更详细地被描述。

附图简述

图1是按照本发明的包含不同网络的系统的示意图，

图2a和2b是用于说明按照本发明的一种方法的流程图，

图3是用于说明按照本发明的节点和时钟服务器的示意框图。

实施方案详述

图1显示了网(也称为网络)n中的多个节点N₁-N₄的示意图。网络n举例来说可以是互联网络或者是GSM、NMT、AMPS、UMTS之类的蜂窝网络。图1中作为例子显示了四个节点N1-N4，但当然网络n中可以放置更多或更少的节点。

N₁-N₄的每一个节点被连接到分组网络IP，而分组网络又被连接到交换中心MSC。分组网络IP举例来说可以是互联网协议的网络。

如图1所示，交换中心MSC将网络n连接到其它网络n2、n3以及公众交换电话网PSTN。

每个节点N₁-N₄也被连接到为节点N₁-N₄提供电力的电力网PN上。

本地振荡器LO₁-LO₄位于每个节点N₁-N₄中，所述本地振荡器LO₁-LO₄产生举例来说10MHz的本地频率。本地频率在相应的节点N₁-N₄中又被用来作为产生多个载波频率的基准。载波频率举例来说相应于节点N₁-N₄中的无线信道。

如图1所示，作为一个例子，分组发送单元PC借助分组网络IP连接到节点N₁-N₄。分组发送单元PC用于发送面向分组信息到网络n中相应的节点N₁-N₄。

在图1中举例说明了分组发送单元PC发送面向分组信息到相应节点N₁-N₄的方法。面向分组信息也能够在节点N₁-N₄之间发送，更进一步地，在交换中心MSC和相应的节点N₁-N₄之间发送，但本例中未做描述。本发明可应用于各种各样的在网络n中发往或收自节点N₁-N₄的面向分组传送。

为说明本发明，面向分组传送在下面的例子中被进一步描述，但是，按照本发明的方法也被应用于发往或收自需要同步的相应节点N₁-N₄的其它种类的传输。例如，在时钟稳定性较差的情况下，本发明能够应用于ATM(异步传输模式)传输或者SDH/PDH(同步数字系列/准同步数字系列)传输。

具有稳定的参考频率f_s的时钟服务器C被连接到电力网PN和分组网络IP。时钟服务器C举例来说可以是一台装配有GPS接收机(全球定位系统)的个人计算机。

在下面将结合图1、2a、2b以及上述的例子来描述按照本发明的一种方法。

电力网PN产生具有频率比如50或60Hz的信号，而且，在本例中该信号相位等于零的时刻被用来作为时钟服务器C中参考频率f_s和网络n的节点N₁-N₄中本地频率f₁-f₄的测量起止参考点。据此，上述提及的相位被用作定义当上述信号的相位等于零时的稳定时间间隔的开始和结束参考，在此时间间隔期内，执行对时钟服务器C中参考频率f_s和节点N₁-N₄中本地频率f₁-f₄的测量。

这样做是为了在相应节点N₁-N₄中同步本地频率f₁-f₄。

为了定义稳定时间间隔的起止，上述提及的信号的相位并非必须等于零。按照本发明，接近零的门限值或者包含滞后功能的门限值也能够被用作触发测量起止的参考。为了简单，在下面描述的例子中门限值等于零。

图2a说明了按照本发明的方法的流程图。

在下述的例子中，假定节点N₁-N₄、电力网PN、分组网络IP、时钟服务器C、分组发送单元PC和交换中心MSC的位置如上所述。

假定有一个或几个分组发送单元PC和第一个节点N₁通信，其中第一个节点N₁中的本地频率f₁被同步，如本例中将要描述的。第一个节点N₁在网络n中的位置如图1所示，它被连接到分组网络IP和电力网PN。

当然，按照本发明的方法一次能够用于不止一个节点，即，如下所述通过使时钟服务器C一次向不止一个节点发送起始消息和结束报告，在同一时刻就能够同步不止一个节点N₁-N₄。为清楚起见，第一个节点N₁如下文例子所述被同步。

在步骤101中，时钟服务器C借助分组网络IP向第一个节点N₁发送一条起始消息。起始消息包含时间间隔信息，即经过电力网PN产生的信号的多少个周期执行一次第一个节点N₁中的本地频率f₁以及时钟服务器C中参考频率f_s的测量。

为了举例说明，上述测量时间间隔可以是电力网PN产生的信号的180000个周期。

当步骤103中时钟服务器C检测到电力网PN产生的信号的相位等于零时，在步骤105中执行时钟服务器C中参考频率f_s的第一次测量。

按照步骤107，在上述提及的时间间隔结尾，当测量参考频率f_s将结束时，时钟服务器C在步骤109中执行参考频率f_s的第二次测量。当电力网PN产生信号的相位等于零，并且在上述提及的时间间隔的结尾，执行第二次测量。

在步骤111中，时钟服务器C计算参考频率f_s第二次和第一次测量之间的差，从中获得参考频率f_s在上述提及的时间间隔期内所经过的周期数。该结果被包含于在步骤113中借助于分组网络IP发送到第一个节点N₁的结束报告中。

对位于时钟服务器C中参考振荡器产生的参考频率fs在上述提及的时间间隔期内所经过的周期数执行测量的一个例子在下面被描述。在该例子中，假定有一个计数器(图中未表示出)被连接到参考振荡器。该计数器对参考频率f_s的周期数计数。

步骤105中，当如上所述对时钟服务器C中参考频率f_s执行第一次测量时，事实上，连接到参考振荡器的计数器的值会被检查。该值以下称为第一值，被记录在(举例来说)寄存器中

同样地，在步骤109中，当对时钟服务器C中参考频率f_s的第二次测量按以上描述执行时，计数器的值被检查。该值以下称为第二值，也被记录在上述寄存器中。

当电力网PN所产生信号的相位如上所描述的等于零时，即在上述时间间隔的起点和终点处，计数器的第一值和第二值被检查。

在步骤111中，时钟服务器C计算计数器第二值和第一值之间的差值，从中获得参考频率f_s在上述提及的时间间隔期内所经过的周期数。

在步骤115中，第一节点N₁接收在步骤101中从时钟服务器C发出的起始消息，图2a中以A1标记。在步骤117中，当电力网PN所产生信号的相位等于零时，第一节点N₁执行检测。当检测到上述提及的信号相位等于零时，第一节点N₁此时在步骤119中执行对本节点中本地振荡器LO₁产生的本地频率f₁的第一次测量。

在第一节点N₁中，作为一个例子，本地频率f₁的第一次测量是通过检查被连接到本地振荡器LO₁上的计数器(图中未显示)的值来执行的。该值以下称为第一值，被记录在寄存器中。该计数器对本地频率f₁的周期数计数。

当按照步骤121，测量本地频率要结束时，在上述提及的时间间隔结尾，第一节点N₁在步骤123中执行本地频率f₁的第二次测量。当电力网PN产生的信号的相位等于零，并且在上述提及的时间间隔结尾，执行第二次测量。

作为一个例子，本地频率f₁的第二次测量是通过检查上述提及的被连接到本地振荡器LO₁上的计数器的值来执行的。该值以下称为第二值，记录在上述提及的寄存器中。

在接下来的步骤125中，第一节点N₁计算本地频率f₁第二次和第一次测量之间的差。更明确地说，通过计算计数器的第二和第一值之间的差，从中获得本地频率f₁在上述提及的时间间隔期内所经过的周期数。在步骤127中，第一节点N₁从时钟服务器C收到结束报告。

在步骤129中，第一节点N₁比较来自时钟服务器C的结束报告中的结果和本地频率f₁在上述提及的时间间隔期内所经过的周期数的结果。

按照步骤131，如果来自时钟服务器C的结果不同于第一节点N₁中的结果，那么第一节点N₁在步骤133中调整第一节点N₁的本地振荡器LO₁。通过改变控制本地振荡器LO₁的电平完成对本地振荡器LO₁的调整，以便使本地频率f₁与服务器C中的参考频率f_s相等。

在按照本发明的另一个例子中，为了连续地同步第一节点N₁中本地频率f₁，第一节点N₁中的本地频率f₁被执行多次测量。这会在下面连同图2b一起描述。

在该例中，假定每分钟启动一次第一节点N₁中本地频率f₁和时钟服务器C中参考频率f_s的新的测量。该例中，在时钟服务器C中和在第一节点N₁中的每一次测量以电力网PN中信号的180000个周期的时间间隔执行。当然，按照本发明，这仅仅是一个例子，其它时间间隔长度也是可以的。

在步骤200中，第一计数器t初始设置为1。第一计数器t每分钟增加1。

该方法在步骤201中以时钟服务器C通过分组网络IP向第一节点N₁发送起始消息m_t开始。当起始消息第一次从时钟服务器C发送时，第一计数器t等于1，其中起始消息m_t等于m₁。

起始消息包含有关第一节点N₁中的本地频率f₁和时钟服务器C中的参考频率f_s以多长的时间间隔(即电力网PN产生的信号的多少个周期)执行测量的信息。正如上面所提到的，在本例中该时间间隔为电力网PN产生的信号的180000个周期。

另外，起始消息还包含有关第一计数器t状态的信息，以便节点N₁和时钟服务器C能够跟踪相应测量的次数。

也可以使用上面所提及的预定义长度的时间间隔，服务器C和第一节点N₁都知道这一长度，其中为了在时钟服务器C和第一节点N₁中启动一连串测量，按照本发明只须使用一次起始消息m_t。在这些示例中这样描述的用来启动每一次测量的起始消息m_t能更好地阐述按照本发明的方法。

在步骤203中，当时钟服务器C检测到电力网PN产生的信号的相位等于零，在步骤205中，对于测量序号t，时钟服务器C执行时钟服务器C中的参考频率f_s的第一次测量。

作为一个例子，对参考频率f_s的第一次测量是通过检查被连接到时钟服务器C中参考振荡器上的计数器(图中未表示出)的值来执行的。该值以下被称为第一值，被记录在寄存器中。计数器对参考频率f_s的周期数计数。

在步骤207中，检查第一计数器t，并且如果它增加了1，即已过去了1分钟，时钟服务器C就会如上所述地在步骤201中继续借助分组网络络IP发送一个新的起始消息m_t到第一节点N₁。为了说明，新起始消息m_t等于第二次从时钟服务器C发送的起始消息m₂。

按照上述的步骤，时钟服务器C借助分组网络络IP一直发送新的起始消息m_t到第一节点N₁，大约每一次t按照步骤207增加1。

对于某一次测量，当相应测量的上述时间间隔已经结束并且按照步骤209对参考频率f_s的该次测量将结束时，则在步骤211中，时钟服务器C执行对参考频率f_s的第二次测量。上述时间间隔如上所述是电力网PN产生的信号的180000个周期。当电力网PN产生的信号的相位等于零并且已经经过了该信号的180000个周期时，执行第二次测量。

作为一个例子，对参考频率f_s的第二次测量的是通过检查上述被连接到参考振荡器上的计数器的值来执行的。该值以下被称为第二值，被记录在上述寄存器中。

如果按照步骤209上述时间间隔还没有结束，那么该方法转到步骤207并且检查第一计数器t。如果第一计数器t的值已经增加，该方法转到步骤201，其间新的起始消息m_t将从时钟服务器C发送。

可是，如果测量的时间间隔已经结束，则对于某一相应测量，时钟服务器C在步骤213计算参考频率f_s第二次测量和第一次测量之间的差值。更明确地说，对于相应测量，连接到参考振荡器上的计数器的第二值和第一值之间的差值被计算，其中，在上述时间间隔期内，对于这次测量的参考频率f_s所经过的周期数被获得。相应于这次测量，该结果包含在结束报告中，该结束报告在步骤215中借助分组网络IP发送到第一节点N₁。

在步骤217中，对于测量序号t，第一节点N₁收到起始消息，如图2b中以A₂标注。在步骤219中，第一节点N₁检测何时电力网PN产生的信号的相位等于零。于是，在步骤221中，对于测量序号t，当上述的信号相位被检测等于零时，第一节点N₁执行第一节点N₁中本地振荡器LO₁产生的本地频率f₁的第一次测量。

作为一个例子，对本地频率f₁的第一次测量是通过检查被连接到第一节点N₁中的本地振荡器LO₁上的计数器(图中未表示出)的值来执行。该值以下被称为第一值，被记录在寄存器中。计数器对本地频率f₁的周期数计数。

对于某一次测量，当相应测量的上述时间间隔已经结束并且按照步骤223对本地频率f₁的该次测量将结束时，则在步骤225中，第一节点N₁执行对本地频率f₁的第二次测量。当电力网PN产生的信号的相位等于零并且已经经过了该信号的180000个周期时，执行第二次测量。

作为一个例子，对本地频率f₁的第二次测量是通过检查上述被连接到本地振荡器LO₁上的计数器的值来执行。该值以下被称为第二值，被记录在上述寄存器中。

在接下来的步骤227中，对于某一相应测量，第一节点N₁计算本地频率f₁第二次测量和第一次测量之间的差值。更明确地说，对于相应测量，连接到本地振荡器LO₁上的计数器的第二值和第一值之间的差值被计算，其中，相应于这次测量，在上述时间间隔期内，本地频率f₁所经过的周期数被取得。

在步骤229中，对于相应的测量，第一节点N₁收到来自时钟服务器C的结束报告。

在步骤231中，对于相应的测量，第一节点N₁比较来自时钟服务器C的结束报告中的结果和本地频率f₁在上述时间间隔内所经过的周期数的结果。

按照步骤223，对于相应的测量，如果来自时钟服务器C的结果不同于第一节点N₁中的结果，那么如上所述，第一节点N₁在步骤235中调整第一节点N₁中的本地振荡器LO₁。

该方法继续到步骤207，并且如上所述，该方法在时钟服务器C和第一节点N₁中重复进行，以执行其余的测量。

电力网PN中相位差的某一误差可能导致时钟服务器C和第一节点N₁中测量结果的误差。相位差的误差依赖于时钟服务器C和第一节点N₁之间的距离，以及电力网PN的拓扑。作为一个例子，在瑞典的Enkping和Ringhals之间的电力网PN中大约得到5度，即1.5％的相位差的误差。

为了使这些测量误差最小化，时钟服务器C和第一节点N₁中的测量以长时间间隔执行，按照上面的例子，比如在电力网PN的信号的180000个周期之内。这相当于大约60分钟(1个周期=1/50秒180000个周期=3600秒)。

按照本发明，该方法精确度的一个例子在下面描述。

这个例子中，假定电力网PN中的相位差的误差为2度，即2/360=0.56％。该相位误差在时钟服务器C和第一节点N₁之间引起0.0056×1/50=0.00011秒=0.11毫秒的时间差。

由于在时钟服务器C和第一节点N₁中，时间差出现在开始执行测量时和结束执行测量时，所以该时间差必须被计算两次。

该例中进一步假定测量时间间隔设置为60分钟，即3600秒。于是，获得的精确度是0.11×2ms/3600=O.0000000611％。

在上面的例子中，第一节点N₁中的本地振荡器LO₁不必在每一次比较测量结果之后就调整。在时钟服务器C和第一节点N₁中执行数次测量之后，会计算来自这些测量的结果的平均值。

例如，来自时钟服务器C中多次测量的结果(被第一节点N₁在相应的结束报告中接收到)，以及来自第一节点N₁中相应测量的结果，在第一节点N₁中被计算平均值。这些平均值在第一节点N₁中被比较，其中，第一节点N₁中的本地振荡器LO₁被相应地调整。

同样按照本发明，为了改进该方法，在第一节点N₁中，来自多次测量的结果能够在某种滤波器中被处理，例如，低通滤波器或者Kalman滤波器。

在本发明的另一个实施方案中，时钟服务器C对时钟服务器C和节点N₁-N₄中获得的结果执行处理，以达到同步，其中，时钟服务器C控制相应的节点N₁-N₄。这与以前的实施方案一起在下面描述。

在该例中，假设第一节点N₁中的本地频率f₁需要同步。当然，数个节点N₁-N₄能够在相同时间同步，但是为清楚起见在下面作为一个例子第一节点N₁被同步。

在下面的例子中还假设节点N₁-N₄、电力网PN、分组网络IP、时钟服务器C、分组传输单元PC和交换中心MSC的位置如上所述。

以如上所述的相同方法，当起始消息经分组网络IP发送到第一节点N₁时，时钟服务器C和第一节点N₁分别在稳定的时间间隔内执行对参考频率f_s和本地频率f₁的测量。如上所述，当电力网PN产生的信号的相位等于零时，定义该时间间隔的开始和结束。

所获得的本地频率f₁在上述时间间隔内已经经过的周期数的结果被包含在借助于分组网络IP从第一节点N₁发送到时钟服务器C的报告中。

时钟服务器C比较来自于第一节点N₁的结果和参考频率f_s在上述时间间隔内已经经过的周期数的结果。

如果来自第一节点N₁的结果不同于时钟服务器C中的结果，那么时钟服务器C向第一节点N₁发送一个调整消息。作为一个例子，调整消息包括关于为了使本地频率f₁等于时钟服务器C中的参考频率f_s而应该对第一节点N₁中的本地振荡器LO₁调整多少的信息。

以与图2b所述的相同方法，能够对第一节点N₁中本地频率f₁以及时钟服务器C中的参考频率f_s执行多次测量，以便连续同步第一节点N₁中的本地频率f₁。

进一步，时钟服务器C能够包括滤波器的功能，在其中，来自在时钟服务器C和第一节点N₁中执行的多次测量的结果能够被处理，以便改进按照本发明的方法，其中第一节点N₁中的本地振荡器LO₁被相应地调整。

作为一个例子，节点N包含接收器303、发送器305、测量单元307、本地振荡器LO 309、存储器单元311、滤波器单元313、计算单元315、比较器单元317、调整单元319、电源接线器321、检测器单元322和控制单元323，这些部件都显示在图3中。接收器303和发送器305连接到天线301。如图所示，所有单元通过数据总线300相互连接。

节点N中的测量单元307用于测量本地频率f₁，该本地频率f₁在节点N中用作产生多个载波频率的参考。

存储器单元311存储来自测量单元307的测量值、来自计算单元315的结果，以及如下描述的在某些情况下存储来自服务器C中计算单元415的结果。

节点N中的计算单元315计算举例来说在测量开始和结束时获得的、存储于存储器单元311中两次测量之间的差值，并且计算来自存储在存储器单元311中的多次测量的结果的平均值。

电源接线器单元321把节点N连接到电力网PN。

节点N中的检测器单元322检测电力网PN产生的信号的相位何时等于零。检测器单元322也执行本地频率f₁的周期的计算。

如图所示，在某些情况下，比较器单元317和滤波器单元313被放置在节点N中。

作为一个例子，比较器单元317用于测定是否如上所描述的，时钟服务器C发送的测量结果不同于存储在节点N中的存储器单元311中的相应测量结果。

调整单元319在需要的时候通过改变控制本地振荡器LO 309的电压来调整本地振荡器LO 309，以使本地频率f₁等于时钟服务器C中的参考频率f_s。

单元303、305、307、LO 309、311、313、315、317、319、321、322和323被连接到数据总线300上，通过该总线这些单元相互通信。按照本发明，节点N中的控制单元323通过数据总线300控制不同的单元，并且影响它们去执行所需要的操作。

作为一个例子，时钟服务器C包括显示在图3中的部件：检测器单元405、测量单元407、参考振荡器409、存储器单元411、计算单元415、计时器单元416、电源接线器417及控制单元419。如图所示，所有的单元都通过数据总线400相互连接。

检测器单元405检测电力网PN产生的信号的相位何时等于零。检测器单元405也执行对参考振荡器409产生的稳定参考频率fs周期的计算。

时钟服务器C中的测量单元407用于测量参考频率f_s。

存储器单元411举例来说用于存储来自测量单元407的测量值、来自计算单元415的结果，以及如上描述的在某些情况下存储来自节点N中计算单元315的结果。

计算单元415计算在测量开始和结束时获得的、存储于存储器单元411中的两次测量之间的差值，并且计算来自存储在存储器单元411中的多次测量的结果的平均值。

时钟服务器C中的计时器单元416用来处理如上所述的第一计数器t。

电源接线器417把时钟服务器C连接到电力网PN。

在某些情况下，比较器单元和滤波器单元被放置在时钟服务器C中，但是这一点未在图中表示。

在这种情况下，时钟服务器C中的比较器单元作为一个例子用于测定是否如上所描述的节点N发送的测量结果不同于存储在时钟服务器C的存储器单元411中的相应测量结果。

单元405、407、409、411、415、416、417和419被连接到数据总线400上，通过该总线这些单元相互通信。按照本发明，时钟服务器C中的控制单元419通过数据总线400控制不同的单元，并且影响它们去执行所需要的操作。

电力网PN产生的信号包括电压部分和电流部分。在上文中，该信号的相位等于零的时刻被用作在时钟服务器C和节点N₁-N₄中开始和停止测量的参考。更明确地讲，在上文中该信号电压部分的相位等于零的时刻被用作在时钟服务器C和节点N₁-N₄中开始和停止测量的参考，即作为在时钟服务器C和节点N₁-N₄中定义在其间执行测量的稳定时间间隔的参考。

本发明能够应用到各种需要精确频率的节点。基站就是一个例子。

在上面描述的本发明还可以以不脱离其精神和本质特征的其它特定形式实施。因此，本发明的范围由附加权利要求，而非前面的描述来指明，本实施方案在所有方面被认为是例证性的，而非限制性的，因而，来自权利要求等效意义和范围内的所有变化将被包含在其中。

Claims (42)

1．用于同步网络(n)中被连接到电力网(PN)和传输网(IP)上的至少一个节点(N₁-N₄)的方法，其中该方法包括如下的步骤：

在预定的时间间隔内，执行对服务器(C)产生的稳定频率(fs)的测量，所述服务器被连接到电力网(PN)和传输网(IP)上，在电力网(PN)产生的信号的相位等于门限值时该时间间隔开始和结束；

在上述时间间隔内，执行对节点(N₁-N₄)中本地频率(f₁-f₄)的测量；

比较在服务器(C)中获得的测量结果和在节点(N₁-N₄)中获得的测量结果；以及

如果在服务器(C)中获得的上述结果不同于在节点(N₁-N₄)中获得的上述结果，则调整节点(N₁-N₄)。

2．按照权利要求1的方法，其中进一步包括把起始消息从服务器(C)发送到节点(N₁-N₄)的步骤。

3．按照权利要求2的方法，其中进一步包括步骤：当上述时间间隔已经结束时，把包含从服务器(C)获得的测量结果的结束报告从服务器(C)发送到节点(N₁-N₄)。

4．按照权利要求2的方法，其中进一步包括步骤：当上述时间间隔已经结束时，把包含从节点(N₁-N₄)获得的测量结果的结束报告从节点(N₁-N₄)发送到服务器(C)。

5．按照权利要求3的方法，其中包括步骤：使节点(N₁-N₄)执行对上述从服务器(C)和节点(N₁-N₄)获得的结果的比较。

6．按照权利要求4的方法，其中包括步骤：使服务器(C)执行对上述从服务器(C)和节点(N₁-N₄)获得的结果的比较。

7．按照权利要求2、3、4、5或6的方法，其中进一步包括步骤：使起始消息包含关于服务器(C)中测量以及节点(N₁-N₄)中相应测量的上述时间间隔长度的信息。

8．按照权利要求7的方法，其中进一步包括步骤：使时间间隔等于电力网(PN)产生的信号的多个周期。

9．按照权利要求1-8中任何一项的方法，其中在服务器(C)和节点(N₁-N₄)中分别执行测量的步骤包含如下步骤：

检测电力网(PN)产生的信号的相位何时等于上述门限值；

当检测到电力网(PN)产生的信号的相位等于上述门限值时，分别执行对服务器(C)中稳定频率(f_s)和节点(N₁-N₄)中本地频率(f₁-f₄)的第一次测量；

在上述时间间隔结尾检测电力网(PN)产生的信号的相位何时等于上述门限值；以及

在上述时间间隔结尾，当检测到电力网(PN)产生的信号的相位等于上述门限值时，分别执行对服务器(C)中稳定频率(f_s)和节点(N₁-N₄)中本地频率(f₁-f₄)的第二次测量。

10．按照权利要求9的方法，其中包括步骤：使服务器(C)中的测量结果等于稳定频率(f_s)在上述时间间隔内所经过的周期数，以及使节点(N₁-N₄)中的测量结果等于本地频率(f₁-f₄)在上述时间间隔内所经过的周期数。

11．按照权利要求1-10中任何一项的方法，其中包括步骤：使本地频率(f₁-f₄)由放置在节点(N₁-N₄)中的振荡器(LO₁-LO₄)产生。

12．按照权利要求11的方法，其中调整节点(N₁-N₄)的步骤包括通过改变控制振荡器(LO₁-LO₄)的电压来调整节点(N₁-N₄)中的振荡器(LO₁-LO₄)以使本地频率(f₁-f₄)等于服务器(C)中的稳定频率(f_s)。

13．按照权利要求1-12中任何一项的方法，其中包括使上述门限值等于零的步骤。

14．用于同步网络(n)中被连接到电力网(PN)和传输网(IP)上的至少一个节点(N₁-N₄)的方法，其中该方法包括如下的步骤：

在预定的时间间隔内，执行对服务器(C)产生的稳定频率(f_s)的测量，所述服务器被连接到电力网(PN)和传输网(IP)上，在电力网(PN)产生的信号的相位等于门限值时该时间间隔开始和结束；

在上述时间间隔内，执行对节点(N₁-N₄)中本地频率(f₁-f₄)的测量；

比较在服务器(C)中获得的测量结果和在节点(N₁-N₄)中获得的相应测量结果；以及

对于相应的测量，如果在服务器(C)中获得上述结果不同于在节点(N₁-N₄)中获得的上述结果，则调整节点(N₁-N₄)。

15．按照权利要求14的方法，其中进一步包括把起始消息(m_t)从服务器(C)发送到节点(N₁-N₄)的步骤。

16．按照权利要求15的方法，其中起始消息(m_t)以预定的时间间隔从服务器(C)发送到节点(N₁-N₄)，其中起始消息(m_t)相应于一次测量。

17．按照权利要求15或16的方法，其中进一步包括步骤：当某一次测量的上述时间间隔已经结束时，把结束报告从服务器(C)发送到节点(N₁-N₄)，其中结束报告包含从服务器(C)获得的相应测量的结果和相应测量的标识。

18．按照权利要求15或16的方法，其中进一步包括步骤：当某一次测量的上述时间间隔已经结束时，把结束报告从节点(N₁-N₄)发送到服务器(C)，其中结束报告包含从节点(N₁-N₄)获得的相应测量的结果和相应测量的标识。

19．按照权利要求17的方法，其中包括步骤：使节点(N₁-N₄)执行对上述从服务器(C)和节点(N₁-N₄)获得的结果的比较。

20．按照权利要求18的方法，其中包括步骤：使服务器(C)执行对上述从服务器(C)和节点(N₁-N₄)获得的结果的比较。

21．按照权利要求15、16、17、18、19或20的方法，其中进一步包括步骤：使相应于一次测量的起始消息(m_t)包含关于服务器(C)中测量以及节点(N₁-N₄)中相应测量的上述时间间隔的长度信息。

22．按照权利要求21的方法，其中进一步包括步骤：使时间间隔是电力网(PN)产生的信号的多个周期。

23．按照权利要求14-22中任何一项的方法，其中在服务器(C)和节点(N₁-N₄)中分别执行测量的步骤包含如下步骤：

检测电力网(PN)产生的信号的相位何时等于上述门限值；

当检测到电力网(PN)产生的信号的相位等于上述门限值时，分别执行对服务器(C)中稳定频率(f_s)和节点(N₁-N₄)中本地频率(f₁-f₄)的第一次测量；

在上述时间间隔结尾检测电力网(PN)产生的信号的相位何时等于上述门限值；以及

在上述时间间隔结尾，当检测到电力网(PN)产生的信号的相位等于上述门限值时，分别执行对服务器(C)中稳定频率(f_s)和节点(N₁-N₄)中本地频率(f₁-f₄)的第二次测量。

24．按照权利要求23的方法，其中包括步骤：对于相应的测量使服务器(C)中的测量结果等于稳定频率(f_s)在上述时间间隔内所经过的周期数，以及对于相应的测量使节点(N₁-N₄)中的测量结果等于本地频率(f₁-f₄)在上述时间间隔内所经过的周期数。

25．按照权利要求24的方法，其中进一步包括如下步骤：

在滤波器中处理来自在服务器(C)中执行的预定义数量的测量的结果；

在滤波器中处理来自在节点(N₁-N₄)中执行的预定义数量的相应测量的相应结果；

使比较服务器(C)和节点(N₁-N₄)在相应测量中获得的上述结果的步骤包括比较来自滤波器的用于相应预定义数量测量的上述结果的步骤；

如果对于相应测量，服务器(C)中上述结果不同于节点(N₁-N₄)中的上述结果，则使调整节点(N₁-N₄)的步骤包括：如果来自滤波器的用于相应预定义数量测量的上述结果互不相同则调整节点(N₁-N₄)的步骤。

26．按照权利要求25的方法，其中包括使节点(N₁-N₄)包含滤波器的步骤。

27．按照权利要求25的方法，其中包括使服务器(C)包含滤波器的步骤。

28．按照权利要求26或27的方法，其中包括使滤波器是平均值滤波器、低通滤波器或者Kalman滤波器的步骤。

29．按照权利要求14-28中任何一项的方法，其中包括步骤：使本地频率(f₁-f₄)由放置在节点(N₁-N₄)中的振荡器(LO₁-LO₄)产生。

30．按照权利要求29的方法，其中调整节点(N₁-N₄)的步骤包括：通过改变控制振荡器(LO₁-LO₄)的电压来调整节点(N₁-N₄)中的振荡器(LO₁-LO₄)以使本地频率(f₁-f₄)等于服务器(C)中的稳定频率(f_s)。

31．按照权利要求14-30中任何一项的方法，其中包括使上述门限值等于零的步骤。

32．在网络(n)中被连接到电力网(PN)和传输网(IP)的设备，其中在开始和结束于电力网(PN)产生的信号的相位等于门限值时刻的预定义时间间隔内，在该设备中至少执行一次对本地频率(f₁-f₄)的测量，其中该设备包括：

用于接收来自网络(n)的信号的接收器装置(303)；

用于把信号发送到网络(n)的发送器装置(305)；

用于测量本地频率(f₁-f₄)的测量装置(307)；

用于产生本地频率(f₁-f₄)的振荡器装置(LO309)；

用于计算在测量开始和结束时获得的存储于存储器装置(311)中的两次测量之间差值的计算装置(315)；

用于存储由测量装置(307)执行的测量和来自计算装置(315)的结果的存储装置(311)；

用于调整振荡器装置(LO 309)的调整装置(319)；

用于检测电力网(PN)产生的信号的相位何时等于门限值，以及用于计算本地频率(f₁-f₄)周期的检测器装置(322)；以及

用于控制上述装置的控制装置(323)。

33．按照权利要求32的设备，其中进一步包括：

用于处理来自多次测量的结果的滤波器装置(313)；以及

用于判定相应测量的结果是否不同的比较器装置(317)。

34．按照权利要求32或33的设备，其中计算装置(315)计算来自几次测量的结果的平均值。

35．按照权利要求32、33或34的设备，其中上述的时间间隔是电力网(PN)产生的信号多个周期。

36．按照权利要求32、33、34或35的设备，其中所述调整装置(319)改变控制振荡器(LO₁-LO₄)的电压。

37．按照权利要求36的设备，其中所述门限值等于零。

38．在网络(n)中被连接到电力网(PN)和传输网(IP)上的服务器设备，其中在开始和结束于电力网(PN)产生的信号的相位等于门限值时刻的预定义时间间隔内，在该服务器设备中至少执行一次对参考频率(f_s)的测量，其中该服务器设备包括：

用于测量参考频率(f_s)的测量装置(407)；

用于产生参考频率(f_s)的振荡器装置(409)；

用于计算在测量开始和结束时获得的存储于存储器装置(411)中的两次测量之间差值的计算装置(415)；

用于存储由测量装置(407)执行的测量和来自计算装置(415)的结果的存储器装置(411)；

用于检测电力网(PN)产生的信号的相位何时等于门限值，以及用于计算参考频率(f_s)的周期的检测器装置(405)；以及

用于控制上述装置的控制装置(419)。

39．按照权利要求38的服务器设备，其中进一步包括：

用于处理来自多次测量的结果的滤波器装置；以及

用于判定相应测量的结果是否不同的比较器装置。

40．按照权利要求38或39的服务器设备，其中计算装置(415)计算来自几次测量的结果的平均值。

41．按照权利要求38、39或40的服务器设备，其中上述的时间间隔是电力网(PN)产生的信号的多个周期。

42．按照权利要求41的服务器设备，其中所述门限值等于零。

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