[发明专利]基于高精度时间同步的方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于自定义的高精度时间同步调整实现高精度时间输出的装置和方法，其包括了输入时间差处理模块、时间同步粗调模块、系统时钟数字环模块、时间同步精调模块、时钟时间调整跟踪算法模块、高精度时间输出接口模块。通过输入时间戳采样模块获取输入时间信号和本地高精度时间输出模块输出信号相位采样，取得输入输出时间差数据，然后由时钟时间调整跟踪算法处理模块输出时钟跟踪控制数据，控制系统时钟数字锁相环实现系统时钟频率跟踪，同时输出时间调整控制数据对时间同步粗调模块进行时间调整，然后对粗调模块不能实现的小粒度的剩余调整量通过时间跟踪算法处理模块控制时间同步精调模块，从而实现高精度的时间相位同步。

技术领域

本发明涉及时间同步装置，具体涉及高精度时间同步输出的各种系统的时间同步装置。

背景技术

目前的各种基于时间同步的系统在各种行业有着广泛的应用，如通信系统、地铁系统、高铁系统、电力系统、智能医院、智能交通等。

随着信息技术和电子产品的发展和在各行各业的广泛应用，对时间同步的要求和需求也发生了深刻的转变。在通信系统中，如果没有精确的时间同步，通信系统将彻底中断，在3G无线通信系统，如果基站间误差大于正负1.5微秒，通信将只能在本基站内进行，不能进行越区切换等正常移动通信的功能，一些大数据高速下载的技术不能应用，整个网络的性能基本不能发挥或者瘫痪，造成重大通信中断事故，所以为了保障通信系统正常运行，需要提供精确的时间信息。

在地铁系统、高铁系统等轨道交通中，控制中心调度员、车站值班员、与行车相关的各部门及乘客需要统一标准的时间信息，其他各个系统，如信号系统、自动检票系统、视频监视系统、广播系统、乘客资信系统、火灾自动报警系统、安防系统、无线和有线的通信调度系统、故障记录系统等等都需要精确统一标准的时间信息，这对于保证轨道交通运行计时准确、提高运营效率起到非常重要的作用。

在电力系统中，电力通信调度网、电厂和变电站等场所都需要非常精确的时间同步控制。毫秒或微秒级的时间同步偏差会造成系统的中断，甚至电网的瘫痪，给客户和电力公司带来巨大的损失。因此，高精度的时间同步系统是保障电厂、变电站和电力通信畅通的必备条件。

目前世界上普遍使用的方法是通过时间同步系统下载GPS、北斗或格洛纳斯GLONASS的卫星导航系统的UTC(世界标准时间)并应用到每个需要精确时钟信号的通讯设备，来实现各种通讯设备的时间同步。

在上述各种系统内，各种被同步系统和设备需要的时间精度要求有不同差异，但是随着各种新技术和新标准的出现，对时间同步精度的要求也逐步提高，而且一些军用的特殊应用场景对时间同步精度要求更是苛刻。比如3G/4G网络对时间同步的精度是整网正负1.5微秒，单站应该要满足小于50纳秒的指标，而未来5G标准要求则是整网时间同步精度要求是小于正负130纳秒，但站点设备指标要小于5纳秒，而在一些军用的场景要求精度小于1纳秒。所以开发一套能够实现高精度时间同步输出的装置能够给很多应用提供合适的解决方案，同时也是一个既能满足需求又能降低成本的有效途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决高精度时间同步再生输入和输出，采用了一种自定义的时间同步调整方法来实现高精度时间输出。