本发明专利技术公开了一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统，所述装置包括：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。本发明专利技术能够用本地时钟将秒脉冲转化为以1毫秒时间刻度的脉冲，按配置输出精度达毫秒级的任意时间刻度的时间间隔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及短波通信系统的信道同步
，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。
技术介绍
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Ippm甚至更高，因此I毫秒其最大误差不超过I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I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。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术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，依据本专利技术的一个方面，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I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NX Ims等于信道驻留时间。进一步地，本专利技术实施例所述装置中，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，本专利技术实施例所述装置中，所述基准时钟产生单元，具体包括逻辑单元LI，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Tl输出逻辑I ;计数器Cl，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I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Cl的计数值在(Γ998时，向定时器Tl输出逻辑I ;否则，输出逻辑O;定时器Tl，用于在所述逻辑单元LI和逻辑单元L2均输出逻辑I时，从本地时钟接收时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向所述时钟校准单元输出基准脉冲。进一步地，本专利技术实施例所述装置中，所述定时器Tl，具体用于每接收到一次本地时钟脉冲就将计时加1，并在接收到本地时钟脉冲的次数达到K/1000次时，输出基准脉冲，并重新开始从零计时，重复上述过程；其中，K为时钟频率。进一步地，本专利技术实施例所述装置中，所述时钟校准单元，具体用于以每秒为校准精度，在每秒内的第1、99毫秒时，将所述基准时钟产生单元发送的基准脉冲输出至所述时钟同步单元，在第1000毫秒时，将标准时钟源的标准秒脉冲发送至所述时钟同步单元，实现对本地时钟累积误差的校准。进一步地，本专利技术实施例所述装置中，所述时钟同步单元具体包括计时器C2，用于接收所述时钟校准单元输出的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值加I;逻辑单元L4，用于读取所述计数器C2的计数值，并将该计数值与开始时刻间隔X进行比较，当所述计数值与X相等时，判定当前时间与信道切换时间对齐，始终向定时器T2输出逻辑I ;其中，所述开始时刻间隔X为信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔；定时器T2，用于在所述逻辑单元L4输出逻辑I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，向装置后端的信道切换单元输出切换触发脉冲。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种短波信道同步切换控制系统，包括主控单元、信道切换单元、以及本专利技术所述的短波信道同步装置；所述主控单元，用于为所述短波信道同步装置和信道切换单元配置信道切换参数，并向所述短波信道同步装置发送开始指令；所述信道切换单元，用于根据所述短波信道同步装置发送的切换触发脉冲，输出信道切换指令，实现信道切换控制。优选地，本专利技术实施例所述系统中，所述主控单元为所述短波信道同步装置配置的信道切换参数至少包括信道驻留时间、以及信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔X ;所述主控单元为所述信道切换单元配置的信道切换参数至少包括以某设定的时间点为基准，利用标准时钟源提供的绝对时间换算得到的当前时间所对应的相对时间Tx。优选地，本专利技术实施例所述系统中，所述主控单元配置信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔X的方式包括时间间隔X=k*t-TX-l ;其中，t是信道驻留时间，k为满足x>0的最小整数；所述信道切换单元输出的切换指令包括切换的信道号；其中，所述信道号的计算方式包括/·'(7χ) = | 7x// |modY，其中，t为信道驻留时间、N为信道个数。本专利技术有益效果如下本专利技术所述装置和系统，能够通过标准时钟源提供的秒脉冲实现全系统各设备之间的精确校准，并能用本地时钟将秒脉冲转化为以I毫秒时间刻度的脉冲，按配置输出精度达毫秒级的任意时间刻度的 时间间隔；同时本专利技术还提供了基于这种短波信道同步装置的信道同步切换控制系统，能够在任意时间保障通信系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短波信道同步装置，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
1.一种短波信道同步装置，其特征在于，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I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NX Ims等于信道驻留时间。2.如权利要求1所述的短波信道同步装置，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述基准时钟产生单元，具体包括逻辑单元LI，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Tl输出逻辑I ;计数器Cl，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I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Cl的计数值在O 998时，向定时器Tl输出逻辑I ; 否则，输出逻辑O;定时器Tl，用于在所述逻辑单元LI和逻辑单元L2均输出逻辑I时，从本地时钟接收时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向所述时钟校准单元输出基准脉冲。4.如权利要求3所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述定时器Tl，具体用于每接收到一次本地时钟脉冲就将计时加1，并在接收到本地时钟脉冲的次数达到K/1000次时， 输出基准脉冲，并重新开始从零计时，重复上述过程；其中，K为时钟频率。5.如权利要求1至4任一项所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述时钟校准单元，具体用于以每秒为校准精度，在每秒内的第I 999毫秒时，将所述基准时钟产生单元发送的基准脉冲输出至所述时钟同步单元，在第1000毫秒时，将标准时钟源的标准秒脉冲发送至所述时钟同步单元，实现对本地时钟累积误差的校准。6.如权利要求1至4任一项所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述时钟同步单元具体包括计时器C2，用于接收所述时钟校准单元输出的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时， 将当前计数值加I ;逻辑单元L4，用于读...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，刘毅敏，朱振飞，张跃宝，王程林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：
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