[发明专利]一种具有学习功能的同步时钟保持系统和方法

说明书

本发明公开了一种具有学习功能的同步时钟保持系统和方法，属于时钟同步领域。该系统和方法主要解决同步系统在同步源丢失的一段时间内，难以保持较高的同步性能的问题。该系统由天馈单元接收卫星信号，由同步授时接收单元获得秒脉冲信号，由恒温晶振做基准生成数字锁相环的系统时钟，由数字锁相环单元生成同步时钟信号，同时还将频率调节字送给特性学习预测单元，特性学习预测单元根据调节字的特性方程做出预测，当同步源丢失后，该数字锁相环按照预测方程，生成同步时钟信号。该系统和方法主要应用于对同步性能要求较高且无法使用原子钟的系统中，可以明显改善同步源信号丢失后的同步性能。

技术领域

本发明涉及时钟同步领域，特别涉及在同步源信号丢失时如何保持同步性能的系统和方法。

背景技术

近年来，时钟同步技术取得了长足的发展，并且在科技、国防以及社会安全等方面也扮演者越来越重要的角色。时钟同步技术主要涉及两个方面的技术，一是钟源技术，另一个是锁相环技术。随着应用需求的提高和技术工艺的改进，钟源技术和锁相环技术也得到了快速的发展。

同步时钟保持功能是时钟同步技术的一项重要功能，同步时钟保持性能主要受制于晶振的稳定性，当锁相环输入信号丢失时，锁相环的输出完全依赖于晶振的稳定性。现阶段的技术发展水平对时钟精度和稳定度要求都大大提高，晶体钟源已经难以满足要求，原子钟技术开始得到了应用，但是原子钟的尺寸大、功耗高而且寿命短，限制了它在很多领域的应用。所以在晶体钟源的现阶段稳定性水平的基础上，采用一定的技术手段来纠正锁相环的输出，是一种行之有效的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种具有学习功能的同步时钟保持系统和保持方法。通过对时钟特性的不断学习，预测时钟频率变化曲线，当丢失同步源信息时，输出预测值，提高了同步性能，解决现有晶振无法有效、低成本的满足同步性能要求的问题。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现：

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用于生成数字锁相环的系统时钟，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，根据输出同步时钟信号的反馈信号与秒脉冲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，将温度信息发送给特性学习预测单元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。

其中，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；