[发明专利]一种具有学习功能的同步时钟保持系统和方法

权利要求书

1.一种具有学习功能的同步时钟保持系统，包括：天馈单元(1)、同步授时接收单元(2)、数字锁相环单元(3)、系统时钟生成单元(5)、测温单元(6)，其特征在于，还包括特性学习预测单元(4)；

天馈单元(1)用于从卫星中接收授时信号，将授时信号发送给同步授时接收单元(2)；同步授时接收单元(2)用于将授时信号进行解析，得到秒脉冲信号，将秒脉冲信号发送至数字锁相环单元(3)；系统时钟生成单元(5)用于生成系统时钟，将系统时钟发送至数字锁相环单元(3)；数字锁相环单元(3)用于在正常模式下，根据输出的同步时钟信号的反馈信号与秒脉冲信号的相位差产生对应的频率调节字，根据频率调节字和系统时钟产生与秒脉冲信号同步的同步时钟信号，将同步时钟信号输出至外部，将频率调节字输出至特性学习预测单元(4)；数字锁相环单元(3)还用于在保持模式下，根据特性学习预测单元(4)输入的预测频率调节字生成同步时钟信号并输出；数字锁相环单元(3)还用于在保持模式下输出失锁前最后一个锁定状态下的频率调节字生成的同步时钟信号；测温单元(6)用于测量实时温度，将温度信息发送至特性学习预测单元(4)；特性学习预测单元(4)用于将设定时间内接收到的频率调节字进行去抖和滤波，并结合温度信息进行建模，达到预设学习时间后进行该时刻频率调节字的预测，将该时刻的预测频率调节字发送给数字锁相环单元(3)。

2.根据权利要求1所述的一种具有学习功能的同步时钟保持系统，其特征在于，特性学习预测单元(4)包括：去抖模块(7)、滤波模块(8)、建模模块(9)和预测模块(10)；

去抖模块(7)用于消除频率调节字的异常抖动，消除的方式为：

计算设定时间内接收到的频率调节字TW(i)的上门限值TW_上门限(i)和下门限值TW_下门限(i)：

式中，MAX1、MAX2、MIN1、MIN2分别为设定时间内收到的M个的频率调节字的最大值、次大值、最小值和次小值，±L为门限波动范围；i为接收到的频率调节字的序列，i为正整数；

若TW_下门限(i)≤TW(i)≤TW_上门限(i)，则将该频率调节字发送给滤波模块(8)，若TW(i)＜TW_下门限(i)或者TW(i)＞TW_上门限(i)，则丢弃；

滤波模块(8)用于采用N点平均滤波的方法对接收到的消除异常抖动的频率调节字进行平均滤波，将滤波后的频率调节字发送至建模模块(9)；滤波的方式为：式中，TWB(i)为滤波后的频率调节字；TWA(j)为滤波前的频率调节字，j为正整数；N为滤波的平均个数；

建模模块(9)用于根据滤波后的频率调节字和温度信息建立系统时钟生成单元关于内部恒温晶振的老化、温度的函数模型：

TWB(i)＝K×t(i)+Q×T(i)+θ(i)，式中，K为老化特性参数，t(i)为时间函数，Q为温度特性参数，T(i)为温度函数，θ(i)为噪声函数；达到预设学习时间后，根据已知时间t(i)，已知温度T(i)和滤波后的频率调节字TWB(i)，解出老化特性参数K和温度特性参数Q，将函数模型发送至预测模块(10)；

预测模块(10)用于根据函数模型计算该时刻的预测频率调节字并发送至数字锁相环单元(3)。