一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法及装置，其方法包括：获取上级节点的同步信令和当前链路的状态参数；根据所述上级节点的同步信令得到同步信令调整信号，并根据所述当前链路的状态参数选取系统模式；根据所述同步信令调整信号更新第一时钟域以得到第一时钟；根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟；根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点。本发明专利技术提供的网络时钟同步方法提高了半稳态链路时钟同步的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法及装置
本专利技术属于通信
，具体涉及一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法及装置。
技术介绍
随着人类探索和利用外层空间能力的不断提升，通信网络技术正在从地面系统向近地空间和外层空间扩展。例如在临近空间浮空器部署高速通信转发系统，将卫星激光链路、浮空层其他载具上的测控、扫描甚至通信经过汇聚之后，利用无线链路转发到地面接收站。在空间通信系统中的地面或者空中节点有实时性业务需求，但这些设备未必具有卫星辅助定时能力，目前主要采用将转发设备作为时间服务器，以主时钟的形式通过无线链路上的定时同步协议，实现空中节点或地面节点之间的时间同步。现有的同步协议如IEEE1588、IEEE802.1AS，其高精度时钟同步都建立在相当可靠的通信链路，如光纤链路中，但如何在半稳态链路上建立高精度时间同步依然需要研究。目前，在临近空间、无人机、舰船、卫星等平台上，通常依托波束跟踪对准、前向纠错编码等技术建立无线通信链路，可保证链路在正常稳定工作时，能达到近似地面固定通信链路的信道质量参数；而在波束失准或受到干扰时，链路会经历短暂的质量震荡劣化，然后通过一些新的技术，如阵列天线技术等进行波束调整在此恢复较高的链路质量。然而，在上述半稳态通信链路通信过程中，由类似飞行器运动、平台姿态变化或外界干扰等因素等引起的瞬时链路抖动，会影响节点间时钟同步精度的稳定性。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法及装置。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法，包括：获取上级节点的同步信令和当前链路的状态参数；根据所述上级节点的同步信令得到同步信令调整信号，并根据所述当前链路的状态参数选取系统模式；根据所述同步信令调整信号更新第一时钟域以得到第一时钟；根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟；根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点。在本专利技术的一个实施例中，根据所述当前链路的状态参数选取系统模式，包括：根据所述当前链路的状态参数计算链路状态信息；若判断所述链路状态信息大于等于预设可靠传输门限，选取所述系统模式为同步模式；若判断所述链路状态信息小于所述预设可靠传输门限，选取所述系统模式为失锁模式。在本专利技术的一个实施例中，根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟，包括：响应于所述系统模式为同步模式，选择第一时钟域作为第二时钟域的参考源，以使所述第二时钟与所述第一时钟保持同步；响应于所述系统模式为失锁模式，选择所述第二时钟域自身晶振作为参考源，以使所述第二时钟维持前一时刻自身的时钟频率及相位。在本专利技术的一个实施例中，根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点，包括：根据所述系统模式对时钟加权函数进行参数设定，其中，所述时钟加权函数包括第一加权函数和第二加权函数；根据所述第一加权函数和所述第二加权函数对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权合成以得到本地合成时钟，并将所述本地合成时钟输出至下级节点。在本专利技术的一个实施例中，根据所述系统模式对时钟加权函数进行参数设定，包括：响应于所述系统模式为同步模式，设定所述第一加权函数的值为1，同时设定述第二加权函数的值为0；响应于所述系统模式为失锁模式，设定所述第一加权函数的值为0，同时设定所述第二加权函数的值为1。在本专利技术的一个实施例中，所述本地合成时钟的计算公式为：T＝f1(t)*T1+f2(t)*T2；其中，T表示本地合成时钟，T1和T2分别表示第一时钟和第二时钟，f1(t)和f2(t)分别表示第一加权函数和第二加权函数，并满足f1(t)、f2(t)均不小于0，且f1(t)+f2(t)＝1。本专利技术的另一个实施例提供了一种适用于半稳态链路的网络时钟同步装置，包括：数据获取模块，用于获取上级节点的同步信令和当前链路的状态参数；同步控制与计算模块，连接所述数据获取模块，用于根据所述上级节点的同步信令得到同步信令调整信号，并根据所述当前链路的状态参数选取系统模式；第一时钟生成模块，连接所述同步控制与计算模块，用于根据所述同步信令调整信号更新第一时钟域以得到第一时钟；第二时钟生成模块，连接所述同步控制与计算模块和所述第一时钟生成模块，用于根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟；时钟加权求和模块，连接所述同步控制与计算模块、所述第一时钟生成模块以及所述第二时钟生成模块，用于根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点。在本专利技术的一个实施例中，所述同步控制与计算模块包括：时间戳计算单元，连接所述数据获取模块和所述第一时钟生成模块；链路状态判断单元，连接所述数据获取模块；总线控制单元，连接所述时间戳计算单元、所述第一时钟生成模块以及所述链路状态判断单元；加权函数控制单元，连接所述时间戳计算单元和所述链路状态判断单元以及所述时钟加权求和模块。在本专利技术的一个实施例中，所述第一时钟生成模块包括第一数字锁相环DPLL1以及与所述第一数字锁相环DPLL1连接的第一时钟计算单元TOD1，所述第一数字锁相环DPLL1连接所述总线控制单元，所述第一时钟计算单元TOD1连接所述时间戳计算单元和所述时钟加权求和模块；所述第二时钟生成模块包括第二数字锁相环DPLL2以及与所述第二数字锁相环DPLL2连接的第二时钟计算单元TOD2，所述第二数字锁相环DPLL2连接所述总线控制单元，所述第二时钟计算单元TOD2连接所述第一数字锁相环DPLL1和所述时钟加权求和模块。在本专利技术的一个实施例中，所述时钟加权求和模块包括：第一时钟接收单元、第一加权函数生成单元、第二时钟接收单元、第二加权函数生成单元以及运算单元；其中，所述第一时钟接收单元连接所述第一时钟计算单元和所述第一加权函数生成单元；所述第二时钟接收单元连接所述第二时钟计算单元和所述第二加权函数生成单元；所述第一加权函数生成单元和所述第二加权函数生成单元均连接所述加权函数控制单元和所述运算单元。本专利技术的有益效果：1、本专利技术提供的适用于半稳态链路的网络时钟同步方法引入了双路时钟跟踪和双时间域的方法进行时钟同步，并采用时间加权合并的方式得到链路最终的输出时钟，既减小了单独链路跟踪时钟容易跟随链路变化引起时钟同步精度震荡，又避免了只采用本地保持时钟时无法及时跟踪链路质量恢复导致时钟同步质量损失；2、本专利技术提供的适用于半稳态链路的网络时钟同步方法通过适变的权值可以更精细地模拟真实状态网络时钟同步的情况，并且使用独立控制模块根据抖动时间的统计结果不断更改权值函数，为提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法，其特征在于，包括：/n获取上级节点的同步信令和当前链路的状态参数；/n根据所述上级节点的同步信令得到同步信令调整信号，并根据所述当前链路的状态参数选取系统模式；/n根据所述同步信令调整信号更新第一时钟域以得到第一时钟；/n根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟；/n根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于半稳态链路的网络时钟同步方法，其特征在于，包括：
获取上级节点的同步信令和当前链路的状态参数；
根据所述上级节点的同步信令得到同步信令调整信号，并根据所述当前链路的状态参数选取系统模式；
根据所述同步信令调整信号更新第一时钟域以得到第一时钟；
根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟；
根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点。


2.根据权利要求1所述的网络时钟同步方法，其特征在于，根据所述当前链路的状态参数选取系统模式，包括：
根据所述当前链路的状态参数计算链路状态信息；
若判断所述链路状态信息大于等于预设可靠传输门限，选取所述系统模式为同步模式；
若判断所述链路状态信息小于所述预设可靠传输门限，选取所述系统模式为失锁模式。


3.根据权利要求2所述的网络时钟同步方法，其特征在于，根据所述系统模式选择第二时钟域的参考源以得到第二时钟，包括：
响应于所述系统模式为同步模式，选择第一时钟域作为第二时钟域的参考源，以使所述第二时钟与所述第一时钟保持同步；
响应于所述系统模式为失锁模式，选择所述第二时钟域自身晶振作为参考源，以使所述第二时钟维持前一时刻自身的时钟频率及相位。


4.根据权利要求3所述的网络时钟同步方法，其特征在于，根据所述系统模式对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权平滑合并，得到本地合成时钟并输出至下级节点，包括：
根据所述系统模式对时钟加权函数进行参数设定，其中，所述时钟加权函数包括第一加权函数和第二加权函数；
根据所述第一加权函数和所述第二加权函数对所述第一时钟和所述第二时钟进行加权合成以得到本地合成时钟，并将所述本地合成时钟输出至下级节点。


5.根据权利要求4所述的网络时钟同步方法，其特征在于，根据所述系统模式对时钟加权函数进行参数设定，包括：
响应于所述系统模式为同步模式，设定所述第一加权函数的值为1，同时设定述第二加权函数的值为0；
响应于所述系统模式为失锁模式，设定所述第一加权函数的值为0，同时设定所述第二加权函数的值为1。


6.根据权利要求4所述的网络时钟同步方法，其特征在于，所述本地合成时钟的计算公式为：
T＝f1(t)*T1+f2(t)*T2；
其中，T表示本地合成时钟，T1和T2分别表示第一时钟和第二时钟，f1(t)和f2(t)分别表示第一加权函数和第二加权函数，并满足f1(t)、f2(t)均不小于0，且f1(t)+f2(t)＝1。


7.一种适用于半稳态链路的网络时钟同步装置，其特征在于，包括：
数据获取模块(1)，用于获取上级节点的同步信令和当前链路的状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：白京，严东启，姚明旿，张金波，张航，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61