[发明专利]一种基于定时信号提高时钟精度的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于定时信号提高时钟精度的方法及系统。

背景技术

随着通讯技术的迅速发展，通讯设备对于时间同步的要求越来越高，因此，时钟精度已经成为衡量通讯设备性能的一个关键指标。如图1所示为授时源设备10通过通讯网络20向被授时设备30提供时钟的模型示意图，通常，授时源设备10产生具有等时间间隔的定时信号，该定时信号通过通讯网络20传递到被授时设备30，被授时设备30接收该定时信号并对通过该定时信号调整可调时钟的频率，最终产生具有一定精度的时钟信号为通讯设备提供参考时钟。

定时信号中的相邻信号在理论上具有相等的间隔时间，然而，实际传递过程中，传输距离、网络设备、信号竞争等因素都可能影响其稳定性，因而定时信号到达被授时设备30时通常会成为高抖动信号。被授时设备30所接收的高抖动定时信号通常包含三种误差：固有误差、可知随机误差和不可知随机误差。其中，固有误差通常为固定延时，与信号传递的空间距离以及网络设备的处理状况直接相关；可知随机误差指被授时设备30能够感知的随机延时，一般产生于授时源设备10与通讯网络20之间的适配环节，授时源设备10可通过传输协议或其他方式将该误差值传递至被授时设备30；不可知随机误差指授时源设备10和被授时设备30都无法感知的随机延时，一般由通讯网络20中的白噪声、信号竞争、网络设备本身的时钟差异、环境温度变化等因素引起。

被授时设备30接收定时信号后，为了消除以上所述的各种误差，通常利用图2所示的锁相环40对时钟频率进行校正，以达到提高时钟精度的目的，锁相环40的工作机理通常包括鉴相环节41、滤波环节42、时钟校正环节43和分频环节44。其中，时钟校正环节43中对可调时钟的精度进行校正，该可调时钟是一个可以调节信号频率的系统，其输出时钟信号，并通过分频环节44获得与定时信号理论上频率相等的分频后信号，该分频后信号进入鉴相环节41与定时信号进行相位比较并输出鉴相差，该鉴相差通过滤波环节42产生一个校正信号，该校正信号反馈至时钟校正环节43对可调时钟进行调节，使之输出的时钟信号与授时源设备10提供的定时信号趋于同步。然而，利用锁相环40校正时钟信号时，可调时钟实时采集实时信号，并用该实时信号产生的鉴相差去校正后续的时钟信号，由于几乎每个信号都具有以上所述的三种误差，尤其是可知随机误差和不可知随机误差，因此取得的鉴相差也承载了一定程度的随机误差，显然不利于后续环节中对于时钟信号的校正，进而影响时钟精度。另外，如果定时信号为秒信号，滤波环节42中很难提供小于1赫兹的带通，进一步影响了时钟精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供了一种程序简单，有效减少定时信号中的误差、显著提高时钟精度的方法及其系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于定时信号提高时钟精度的方法，包括以下步骤：A：接收定时信号并从中提取一段连续的定时信号T；B：通过可调时钟输出的时钟信号测量所述定时信号T，并计算对应的同步偏差Δ_T；C：利用所述同步偏差Δ_T调节可调时钟的频率。

所述步骤B包括以下处理过程：对定时信号T进行分组并通过可调时钟输出的时钟信号测量每个信号组的时间跨度D_i，再根据D_i计算所述同步偏差Δ_T，其中i为自然数。

步骤B中还包括以下子步骤：B1：对所述定时信号T进行分组，每个信号组包含n+1个连续信号，所述信号组中首信号标记为T_i，尾信号标记为T_n+i；B2：通过可调时钟输出的时钟信号测量每个信号组中首信号T_i与尾信号T_n+i之间的时间跨度D_i；B3：根据所述时间跨度D_i计算所述同步偏差Δ_T。

所述步骤B1中的信号分组方式为随机分组。

所述步骤B1中的信号分组方式为间插分组。

所述间插分组的具体方式为，相邻信号组的首信号为相邻的定时信号。

还包括存在可知误差时对所述时间跨度D_i进行修正，得到修正时间跨度D′_i的处理过程。