[发明专利]基于信道时延测试的卫星时钟自调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于信道时延测试的卫星时钟自调节方法，确切地说，涉及一种卫星通信场景中，针对时钟频率变化导致时钟计时发生偏移而采取的卫星时钟自调节或自校正的时钟守时方法，属于卫星时钟自守时的技术领域。

背景技术

在有线通信的场景中，在实施如时分复用业务TDM（Time Division Multiplexing）数据处理时，数据传输设备需要保证彼此通信的两端设备时钟能够同步。然而，因为两端的通信设备用作时钟源的时钟晶振不同，且受到设备外界环境其他因素的影响，这两个设备之间的时钟将产生计时不同步的现象。由于每个通信设备内部的时钟源的晶振器件在温度、气压或电磁辐射等因素影响下，晶振工作频率会发生变化。因此两通信设备间就会产生时间计时上的偏差。

特别是在卫星通信场景下，晶振受到温度、气压或电磁辐射等因素的影响程度要比地面场景更加明显。同时，由于通信手段的限制与影响，卫星通信常常遭到阻塞。所以仅仅依靠通信链路传输的时钟校准往往不能满足时钟同步的需求。因此，卫星时钟自守时技术就成为卫星时钟同步技术中不可或缺的一部分。

为保证通信设备之间的时钟实时同步的可靠性，需要采取时钟校准与时钟守时两方面技术来保证。目前，时钟校准技术主要用于时钟精确度较高的时钟设备，以授时方式对其进行时钟计数器的同步，如全球定位系统GPS（Global Positioning System）等。或者通过双向传输同步协议，求得通信两端时钟偏差并进行修正的手段，来维持设备的时钟计时准确，如精确时钟同步协议PTP（Precise time protocol）协议。但是，这些方法造价较高，且相应技术受到通信传输可达性的限制。再者，若单纯采用时钟校准技术，在时钟校准的间歇时间内，仍然不能保证通信设备的时钟计时同步。

尤其是在卫星通信系统中，在卫星与地面通信受阻或在其与其他卫星授时的间隔时间内，在卫星与地面站之间的时钟同步环节中，如何保证卫星时钟的守时精准，已经成为业内科技人员关注的焦点课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于信道时延测试的卫星时钟自调节方法，该方法是基于对固定信道时延测试的结果作为比对基准，对卫星通信的计时时钟进行自调节或自适应的同步调整。本发明能够降低“待调时钟源”与“标准时钟源”因频率抖动所导致的时钟计时偏差，且其操作步骤简单、造价低廉，实现容易，特别适合用于卫星时钟同步自守时需求的通信应用场景。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于信道时延测试的卫星时钟自调节方法，其特征在于：在卫星发射前，先在地面利用“标准时钟源”作为时钟计时器，对“测试信道”进行数据包的收发测试，得到“信道传输标准时延测试值”；再在卫星发射准备阶段，将“待调时钟源”和“测试信道”作为卫星附带装置而设置于卫星内，随卫星一起送入太空；并在卫星在太空运行期间，利用“待调时钟源”作为时钟计时器，对“测试信道”进行数据包的收发测试，得到“星上信道时延测试值”；然后，对从地面和太空分别利用相同的“测试信道”进行数据包传输时延测试的两个测试结果进行分析对比，获知当前在太空中的“待调时钟源”计时频率与地面的“标准时钟源”的计时频率的两者之比或两者的计时偏移量；最后，根据该两个时钟源的频率差与调整的时间间隔，确定需要调整的计时及工作频率差值，即对“待调时钟源”的当前计时值以及工作频率进行补偿调整，完成卫星时钟的计时调整。

本发明与其他时钟同步技术相比较的创新优势在于：其操作步骤非常简单，所需设备少，造价低廉，容易实现，并且实现方式与手段多样化，无需其他特殊设备辅助就能完成卫星时钟的守时目的。而且，计算难度低，影响卫星时钟计时的误差因素少。本发明也可以用于其他具有时钟同步需求的通信应用场景。

附图说明

图1是本发明基于信道时延测试的卫星时钟自调节方法操作步骤流程图。

图2是本发明卫星时钟自调节方法实施例测试装置的结构组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。