[发明专利]一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及短波通信系统的信道同步技术领域，尤其涉及一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统。

背景技术

短波电离层反射信道是一种时变的色散信道，其信道参数，如路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都是随频率、地点、时间不断变化的，因此在短波天波通信中，短波选频是传输成功的最重要前提。长期以来，利用短波频率长期预报进行选频，这种方法利用电离层结构和电离层参数的变化规律预测平均条件下的最佳频率，可以指导短波链路的设计。但将长期预报应用于具体链路和特定时间时，往往出现相当大的误差，导致可通率低和信道质量差等问题，极大阻碍了短波通信的发展。近年来，在短波通信链路上采用实时信道估值（RTCE）来实时预报频率信息和进行实时选频，从很大程度上克服了由于短波信道参数时变性所导致的通信质量低、不可靠等致命弊病。

实时信道估值技术针对特定链路，发出某种形式的探测信号，收端在一组规定信道上测量各种参数，通过实时处理被测数据，确定在这一组信道上传输某种通信业务时可能达到的通信质量指标，从而为通信线路提供了可靠的频率资源信息。因此实时信道估值技术无论是在独立的探测系统中采用，还是在通信系统中直接采用，都以信道扫描探测为基础。在异步系统中，要使收发两端能停留在相同的信道上，通常采取延长发送时间的办法来提高接收的可靠性，这样一来极大的降低了信道估值的实时性。因此，通常采用同步信道扫描探测的方式来实现实时信道估值。在信道同步问题中，如何保持信道切换时间的精确对准是需要解决的核心问题。

目前，对于超远距离的无线通信系统而言，最常使用的时间同步方式是利用全球GPS/北斗同步卫星，为系统内相隔遥远距离的各个设备提供统一的基准时钟源，各设备的时钟周期性和基准时钟进行同步。这种同步方式能够应用于实时信道估值系统的前提是，基准时钟和本地时钟的误差之和在信道切换时间准确度允许范围之内。信道切换之间的时间间隔是信道扫描探测中的每信道驻留时间，由探测信息长度、探测波形传输速率及硬件设备的切换能力决定，一般以毫秒记，需几百至几千毫秒，因此，信道切换时间需要准确到毫秒级。目前，GPS能够提供误差小于50纳秒的秒脉冲，本地时钟精度稳定度很容易达到1ppm甚至更高，因此1毫秒其最大误差不超过1纳秒，理论上能够提供足够准确的同步时钟。但是，每信道驻留时间通常不是整秒的整数倍，因此信道切换时间可能与整秒相差一定间隔，无法直接利用GPS秒脉冲来控制切换时间，也无法仅利用GPS秒脉冲产生以信道驻留时间为时间刻度信道切换间隔。因此，如何设计一种方案，使得其能够利用本地时钟将GPS秒脉冲切分至1毫秒刻度时钟，并能根据需要任意配置信道驻留时间，输出以信道驻留时间为时间刻度的时间间隔，保障通信系统内各设备同步切换到相同的信道上，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题的短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统。

具体的，依据本发明的一个方面，提供了一种短波信道同步装置，包括：

基准时钟产生单元，用于基于同步触发指令，接收本地时钟脉冲，并以1毫秒为刻度，向时钟校准单元发送基准脉冲；

时钟校准单元，用于利用标准时钟源发送的标准秒脉冲对本地时钟的累积误差进行校准，并将校准后的基准脉冲输出至时钟同步单元；

时钟同步单元，用于在当前时间与信道切换时间对齐时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，输出切换触发脉冲；其中，N满足N×1ms等于信道驻留时间。

进一步地，本发明实施例所述装置中，所述基准时钟产生单元，具体用于在初始上电后，检测是否接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲，若是，则开始接收本地时钟脉冲，并以毫秒为刻度，在每毫秒达到时，向所述时钟校准单元发送基准脉冲。

进一步地，本发明实施例所述装置中，所述基准时钟产生单元，具体包括：

逻辑单元L1，用于在接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲时，判定为接收到同步触发指令，向定时器T1输出逻辑1；

计数器C1，用于接收所述时钟校准单元校准后的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值与1做模1000相加得到新的计数值；

逻辑单元L2，用于在所述计数器C1的计数值在0~998时，向定时器T1输出逻辑1；否则，输出逻辑0；

定时器T1，用于在所述逻辑单元L1和逻辑单元L2均输出逻辑1时，从本地时钟接收时钟脉冲，并以1毫秒为刻度，向所述时钟校准单元输出基准脉冲。