[发明专利]时钟同步设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软件无线电中的时间同步技术，特别是涉及一种时钟同步设备及方法。

背景技术

随着人们需求的变化和通信技术的发展，出现了各种各样的无线通信制式与相应的通信设备，为了满足设备的互通问题，缩短开发周期，降低开发成本，人们提出了软件无线电的概念。软件无线电的核心思想是构造一个具有开放性的、标准化的、模块化的通用硬件平台，将各种通信功能通过软件在此硬件平台上实现。由于硬件平台可以随着器件的发展不断升级，同时可以通过增改软件的方式来实现新的通信功能，软件无线电的概念受到广泛关注。虚拟无线电的概念是1999年V.Bose等人提出的，它的目标是以通用计算机的计算能力代替专用器件来完成无线通信中的数字信号处理过程。与基于专用可编程器件架构的软件无线电相比，虚拟无线电系统具有开发成本低、周期短、升级快捷、配置灵活的特点，可支持现有的多种模式的无线网络，还可以通过扩展设计支持未来的网络模式。是更加“软件化”的软件无线电。

在虚拟无线电系统中，要求各组成模块时间同步。目前主要采用在系统中设定时钟源，通过发送时钟同步命令的方式实现同步，但因存在传输时延，待同步单元接收到的同步时间不够准确，且基于总线（例如高速PCIE总线）的传输时延即使在固定的两个节点之间也不是一个确定值，可见这种同步方法精度不够高。

目前也出现了一种高精度的时间同步方案，但该方案需要设置诸如全球定位系统接收机的同步设备，用于给系统中的每一个待同步单元通过专门的电路发送同步时间，使得每个待同步单元能够接收到精确的同步时间；改方案还可以在每个待同步单元中均设置GPS接收机，待同步单元通过GPS接收机完成精确时间同步，但成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种时钟同步设备及方法，用于解决现有技术中时钟源设备和待同步设备之间同步精度不够高以及成本较高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种时钟同步设备，包括：时钟源射频前端装置，其包括：第一时钟源，提供系统参考时钟信号脉冲；第一时钟寄存器，依据所述时钟源提供的系统参考时钟信号脉冲产生本地参考时钟；时间数据产生器，持续撷取当前时刻的所述本地参考时钟的低位，并依据预设的频率产生时间数据；时间数据包发送模块，持续收集所述时间数据，并在达到预设时间间隔将收集的时间数据发送至目标设备；数据包接收反馈模块，用以接收对时请求数据包，并在一预设的时间间隔后发送反馈数据包至目标设备；以及待同步射频前端装置，其包括：第二时钟源，提供本地可校准时钟信号脉冲；第二时钟寄存器，依据所述第二时钟源提供的本地可校准时钟信号脉冲产生本地时钟值；数据包收发模块，用以在接收到所述时间数据包发送模块发送的时间数据时发送对时请求数据包至所述时钟源射频前端设备，并将发送的时刻记录为第一本地时钟值，以及接收所述数据包接收反馈模块反馈的反馈数据包，并将接收的时刻记录为第二本地时钟值；时间校准量产生器，读取所述数据包收发模块接收的时间数据以及记录的第一、第二本地时钟值，计算出时钟频率校正量及本地时钟校正量校准所述第二时钟源和第二时钟寄存器。

优选地，所述时间校准量产生器包括：采集单元，持续读取所述数据包收发模块接收的时间数据以及记录的第一、第二本地时钟值，并依据预设时间间隔将读取的多次时间数据打包成时间数据集，以及将记录的多次第一、第二本地时钟值打包成第一本地时钟值集及第二本地时钟值集；时钟频率校正量计算单元，计算所述第一本地时钟值集与所述时间数据集的差并获取第一差值集，撷取所述第一差值集中最小的多个差值并计算该多个差值的均值为第一均值，统计预设次数的第一均值存储为第一均值集，计算当前第一均值与第一均值集的差值，并进行滤波处理获得时钟频率校正量；本地时钟校正量计算单元，计算所述第二本地时钟值集与所述第一本地时钟值集的差并获取第二差值集，撷取所述第二差值集中最小的多个差值并计算该多个差值的均值为第二均值，对所述第二均值进行滤波处理获得滤波值，计算所述滤波值的二分之一获得所述本地时钟校正量；以及校正单元，依据计算出的所述时钟频率校正量及本地时钟校正量校准所述第二时钟源和第二时钟寄存器。