優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法和系統的製作方法

2023-12-02 00:04:21

優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法和系統的製作方法
【專利摘要】一種用於優化與具有長期穩定性的第一基準時鐘源同步的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的系統，在各種情況下在初始時間和多個時間之間，通過面向數據包的網絡(9)將第一基準時鐘的時鐘數從第一基準時鐘源(21，22，23，24)發送給時鐘源(8)。通過校正在時鐘源(8)中接收的第一基準時鐘的時鐘數和在初始時間和第一基準時鐘的時鐘數被接收的各個時間之間的第一基準時鐘的時鐘數的差異，來調節時鐘源(8)的時鐘脈衝。另外，第二基準時鐘的用於數據包的時鐘數在單個時間與至少一個自由運行的第二基準時鐘源(111，112)的時鐘數一起被發送給時鐘源(8)。已知時鐘源(8)的第一基準時鐘和第二基準時鐘之間的最大差異。時鐘源(8)的時鐘和每個第二基準時鐘之間的差異限制於第一可調節閾值。
【專利說明】優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法和系統。
【背景技術】
[0002]在網絡、特別是具有高的實時需求的網絡中，例如，在總站(所謂的頭端)中，生成具有與在每種情況下不同的程序關聯的視頻數據和音頻數據的數字數據流以在數字無線電系統中傳輸，所使用的時鐘源與基準-時鐘源同步。在該背景下，全球定位系統(GPS)時間，其通過GPS衛星以一秒脈衝(每秒一個脈衝(PPS))的形式或者IOMHz基準時鐘的形式作為高精度時間信號被播送；或者網絡時間協議(NTP)，其通過面向數據包的網絡、優選地通過針對發送請求的客戶端的需求的網際網路傳輸來自NTP伺服器的協調世界時(UTC)時間的基準時間信息，它們被用作基準時鐘源。
[0003]如圖1所示，根據次伺服器S1J2JdPS4的需求，從主時間伺服器I1U2UjP I4(所謂的NTP伺服器)以數據包的形式發送基於基準時間的時間戳信息，該主時間伺服器lpl2、I3和I4與高精度基準時間源2p22、23和24(UTC基準時間源)相聯接。基於從發請求的次伺服器到NTP伺服器以及從NTP伺服器到發請求的次伺服器的傳輸時間，該傳輸時間取決於網際網路中數據流量的級別，則發請求的次伺服器接收所請求的時間，該請求的時間具有統計時延。該統計時延引起發請求的次伺服器中的時間不準確，必須通過合適的算法儘可能最小化。
[0004]在多個NTP伺服器的情況下，針對來自次伺服器3的發請求的時鐘濾波器41; 42和43的需求，根據圖2實施一種用於最小化所請求的時間的不準確性的可行方案。在次伺服器3的子計算機5中，利用NTP-算法從所有接收的時間中選擇對應於最小傳輸延遲的最小時間。最後，排除這樣的NTP伺服器:在所述NTP伺服器中，從時間請求到接收時間信息的傳輸時間有較大的統計波動和/或時間信息基本上錯誤。
[0005]通過集成在次伺服器3內的鎖相迴路6(所謂的鎖相迴路(PLL))實現該統計時延的進一步最小化，其中，所接收的時間，其代表從初始化時間到各自的傳輸時間計入NTP-伺服器內的關聯的基準時間源的時鐘脈衝且因此代表相位，與在次伺服器3的單獨的時間戳信息的接收時間處的關聯的基準時間源的所計算的時鐘脈衝進行比較和校正，該所計算的時鐘脈衝也代表相位。在鎖相迴路中，最小化該相位抖動或者相位噪聲通過在平均濾波器中對多個相位差求平均值來實施。在單獨的時間戳信息的接收時間時在次伺服器中計算的相關聯的基準時間源的時鐘數，通過添加在主伺服器的傳輸時間和次伺服器的接收時間之間的時間間隔中計算的相關的基準時間源的時鐘脈衝從接收的時鐘數得到。在主伺服器中的傳輸時間，被選擇近似作為被次伺服器所請求的時間的時間和在次伺服器中關聯的時間戳信息的接收時間之間的平均值。
[0006]從DE 10 2009 057 362 Al得知頭端的時鐘源，其中，頭端的時鐘脈衝也與NTP-伺服器的長期穩定的基準時鐘同步。為了時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的同時增加，NTP-伺服器的長期穩定的基準時鐘內插有其他基準時鐘源的短期穩定的基準時鐘。[0007]進行平均和內插都需要一定的處理時間，在一定的處理時間之內，在次伺服器內發生時鐘源的時鐘脈衝的漂移，這引起時鐘源的通常在一個小時的延遲時間內的累積的幾十毫秒的時間偏移。在該背景下，環境溫度的變化引起時鐘源的相對快速的頻率改變，該改變通過只經歷延遲的求平均值被識別和校正。在頭端的實時應用的情況下，這會引起緩衝區的溢出或者零負載，其中待被傳輸的數字傳輸數據流的單個數據包被緩存，相應地，待被傳輸的數據包的損失或者傳輸間隙在不同情況下代表不可接受的操作條件。
[0008]因此，本發明的目標是提供用於時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的快速響應優化的方法和系統，該時鐘源的時鐘脈衝與長期穩定的基準時鐘同步。

【發明內容】

[0009]通過根據本發明的具有權利要求1特徵的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法、以及通過根據本發明的具有權利要求12的特徵的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的系統，來實現本發明。在各個的從屬權利要求中列出了有利的技術發展。
[0010]在根據本發明的方法中以及根據本發明的系統中，除了來自第一基準時鐘源的第一基準時鐘的時鐘數(所述時鐘數分別是在第一基準時鐘源中在初始時間和各個時間之間所計數的)藉助面向數據包的網絡被發送給時鐘源以及通過利用在初始時間和相應地發送的時鐘數在時鐘源中的接收時間之間在基準時鐘源中計數的時鐘脈衝來校正相應的所發送的時鐘數而在時鐘源中生成時鐘之外，第二基準時鐘源的第二基準時鐘的時鐘數被發送給所述時鐘源。
[0011]與第一基準時鐘源比較，第二基準時鐘源優選地是自由運行的，使得在各個時間分別計數的第二基準時鐘源的時鐘脈衝與第一基準時鐘源的時間校正的時鐘數無關。第二基準時鐘與時間校正的第一基準時鐘的最大偏差優選地是已知的和恆定的。因此，第二基準時鐘代表用於在時鐘源中根據第一基準時鐘的時鐘數所確定的第一基準時鐘(其由於發送而有時間延遲且因此是帶有誤差的)與在第一基準時鐘源中所產生的第一基準時鐘的最大偏差的通道。以這樣方式，在本發明的第一種實施方式中，通過以(使得滿足該條件的)高級的頻率控制或者時鐘脈衝控制方式控制時鐘源生成的時鐘脈衝，時鐘源生成的時鐘脈衝與第二基準時鐘脈衝之間的差，被限制為已知的第一基準時鐘或者第二基準時鐘之間的最大差值。
[0012]為了重建時鐘源中的第二基準時鐘，在第二基準時鐘源中的第二基準時鐘的各個計數的時鐘數被通過第二網絡以恆定周期性發送給時鐘源，所述第二網絡優選地是具有短傳輸時間的本地高速網絡。由於在時鐘源中的第二基準時鐘是根據分別從第二基準時鐘源接收的第二基準時鐘的各個時鐘源確定的，該各個時鐘源相對於在相關的發送時間的第二基準時鐘的時鐘數在統計上略微時間移位，故在時鐘源中確定的第二基準時鐘和在第二基準時鐘源中正確生成的第二基準時鐘之間得到輕微的偏差。由於時鐘源生成的時鐘脈衝和在時鐘源中確定的第二基準時鐘之間的差異限於在第一基準時鐘和增加第一可調節閾值的第二基準時鐘之間的最大差值，故考慮第二基準時鐘的這種偏差。
[0013]通過相位控制和/或頻率控制，來實施從所接收的第一基準時鐘的時鐘數生成時鐘源中的時鐘脈衝。在相位控制的情況下，接收的第一基準時鐘的時鐘數受到在時鐘源中確定的第一基準時鐘的時鐘數的控制，所確定的第一基準時鐘的時鐘數是在待被發送的第一基準時鐘的時鐘數的接收時間時在第一基準時鐘源中所計數的。如圖3所示的集成在用於匹配第一基準時鐘的時鐘數所需的相位控制中的頻率振蕩器的頻率，表示至少在校正的時間間隔內需要的在時鐘源中的時鐘脈衝的改變，並且從而表示在校正的時間間隔範圍內出現的時鐘源中目前生成的時鐘脈衝與校正後的第一基準時鐘脈衝之間的偏差。與此同時，第二基準時鐘代表在時鐘源中生成的當前時鐘脈衝與校正的第一基準時鐘脈衝之間的偏差的通道，因此，在本發明的第二中實施方式中，在時鐘源中生成的時鐘與和第二基準時鐘之間的差值被限制於第二可調節閾值。
[0014]在本發明的第一變型中，第二基準時鐘在單獨的第二基準時鐘源中生成並且被傳輸給時鐘源。
[0015]在本發明的第二變型中，在一些第二基準時鐘源中，在各種情況下第二基準時鐘被生成並被傳輸給時鐘源。在時鐘源中，通過求所有接收到的第二基準時鐘的平均值確定第二基準時鐘。如果各個的第二基準時鐘源分別提供用於生成單個的第二基準時鐘的非溫度補償型頻率振蕩器，則在溫度改變的情況下單個的第二基準時鐘向同樣的方向漂移、並且通過第二基準時鐘源的多重設計對時鐘源中第二基準時鐘的精度未實現改進。與此相t匕，如果在各個的第二基準時鐘源中的頻率振蕩器都是溫度補償型的，則各個的第二基準時鐘的偏移僅僅受限於各個頻率振蕩器的相當不明顯的製造公差和補償精度，且在時鐘源中平均的第二基準時鐘提供顯著的較高的精度。
[0016]在面向數據包的網絡故障的情況下，即例如，從第一基準時鐘源到時鐘源的網絡的故障的情況下，通過給定數目的所接收的時鐘數的線性回歸，時鐘源中的第二基準時鐘從第二基準時鐘的接收的時鐘數被連續確定，並且通過將所確定的第二基準時鐘作為目標基準值，在頻率控制的框架內確定時鐘源的時鐘脈衝。
[0017]作為替選方案，在從第一基準時鐘源到時鐘源的面向數據包的網絡存在故障的情況下，第一基準時鐘源通過直到面向數據包的網絡發生故障時為止所接收的第一基準時鐘光源的時鐘數的線性回歸來確定，該第一基準時鐘作為在故障期間控制時鐘源的時鐘脈衝的頻率控制的目標頻率值。由於缺乏第一基準時鐘的短期穩定性和缺乏第一基準時鐘在面向數據包的網絡故障期間的時鐘數，故以這種方式生成的時鐘脈衝的精度與利用第二基準時鐘以頻率控制方式生成的作為目標頻率值時鐘脈衝相比明顯較低。
[0018]如果時鐘源的時鐘脈衝和第二基準時鐘的時鐘脈衝之間的間隔變得大於第三可調節閾值，g卩，如果明顯的間隔出現在時鐘源生成的時鐘脈衝(通常偏離第一基準時鐘)和在第一基準時鐘源中正確生成的第一基準時鐘脈衝之間，貝1J在本發明的第三種實施方式中，第一基準時鐘的時鐘數從第一基準時鐘源傳給時鐘源所採用的速率增加。通過這種方式，在時鐘源中的第一基準時鐘在相對短期間隔內被重建，並且因此，在時鐘源中生成的時鐘脈衝與正確的第一基準時鐘的漂移最小化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]根據本發明的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法和系統的各個實施方式和變型，在下面參考附圖進行詳細的描述。附圖中的圖示出:
[0020]圖1為通過網絡時間協議用於多個數據處理單元的時鐘同步的系統的電路框圖；
[0021]圖2為通過網絡時間協議用於一個數據處理單元的時鐘同步的系統的電路框圖；[0022]圖3為在鎖相環路中的相位和頻率隨著時間的變化圖；
[0023]圖4為在本發明的示例性實施方式中描述的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的系統的電路框圖；
[0024]圖5為示出如根據本發明示例性實施方式中描述的石英振蕩器基於溫度和石英的轉角的頻率改變的圖；
[0025]圖6為示出如根據本發明示例性實施方式中描述的在多個溫度補償型石英振蕩器生成的時鐘脈衝的平均值的情況下，時鐘脈衝的相對變化的圖；
[0026]圖7為示出如根據本發明示例性實施方式中描述的來自多個時鐘的分別具有不同的頻率漂移的累計的時鐘脈衝隨著時間的變化圖；
[0027]圖8A為本發明的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法的第一示例性實施方式的流程圖；
[0028]圖8B為本發明的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法的第二示例性實施方式的流程圖；以及
[0029]圖SC為本發明的用於優化時鐘脈衝的短期穩定性的方法的第三示例性實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]在圖4中示出了根據本發明的用於優化關於在過程計算機、優選地在無線電臺的頭端中的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的系統的示例性實施方式。
[0031]通常通過過程計算機實現，即通過具有用於實時實現信號處理功能的足夠大的計算能力的伺服器實現無線廣播電臺的總站(頭端)7，在該總站中，多個視頻數據流和音頻數據流被加密且組合形成單個數字的、加密的傳輸數據流。
[0032]頭端7的伺服器通過內部時鐘源8進行時鐘控制，與基準時鐘源(例如NTP-伺服器使用的GPS-時間或者UTC-時間)相比，內部時鐘源8提供比較低的精確度。採用市售伺服器，這通常在± IOOppm的數量級內。時鐘源的這種低精確度導致由時鐘源生成的時鐘脈衝的漂移，即時鐘變化，這引起:與基準時鐘源的基準時鐘時間相比，在一個小時的運行時間內，時鐘源的時鐘時間發生幾十毫秒的數量級的不精確性。時鐘源的絕對時鐘時間的這種不精確性，對於頭端的實時運行而言是不可接受的，因為具有來自時鐘源的時間戳的被加密的傳輸數據流的數據包在各個發射器的緩存器內被緩存太長時間因而導致緩存器的溢出、或者在各個發射器的緩存器內被緩存得太短時間因而導致緩存器的零負載。這兩種情況都引起不期望的操作幹擾。
[0033]為了增大內部時鐘源8的精確度，使該時鐘源8的時鐘脈衝與基準時鐘源的基準時鐘同步。如上面已經提到的，為此目的，從初試化時間開始在給定的呼叫時間，分別在單獨的NTP-伺服器I1或NTP-伺服器I2中計數的基準時間源或者基準時間源22的時鐘周期數，使用來自多個NTP-伺服器I1或者NTP-伺服器12的網絡時間協議(NTP)的方法，通過面向數據包的網絡9、優選通過網際網路被傳輸給頭端7，該多個NTP-伺服器I1或者NTP-伺服器I2分別與高精度基準時間源或者高精度基準時間源22 (用於UTC基準時間)聯接。關於網絡時間協議(NTP)的方法的細節，參考David L.Mills的「Internet Time protocol:The Network Time Protocol，，(IEEE Transactions on Communications,第 39 卷，第 10 期，1991年10月，第1482頁到第1493頁)，其內容相應地成為本專利申請的一部分。
[0034]與在一個或多個演播室內生成的每個節目分別相關聯的各個視頻數據流和音頻數據流，以不同的數據格式(例如，用於未壓縮的數字視頻數據的串行數字接口(SDI)、用於預壓縮的數字視頻數據的異步串行接口(ASI)、以及用於數字音頻數據的音頻工程協會3(AES3))從各個演播室傳輸到頭端7。則這些數據流填入在關聯的輸入適配器IO1或輸入適配器IO2中形成數據包，輸入適配器被定位成靠近頭端7並且與以± Ippm數量級的相對高精度的時鐘源Il1或時鐘源Il2聯接，該數據包通過本地高速網絡12、優選地通過內聯網傳輸給頭端7。
[0035]以相似的方式，頭端7生成的傳輸數據流利用其各個數據包通過本地高速網絡
13、優選地通過內聯網被傳輸給定位成靠近頭端7的輸出適配器14，該輸出適配器14具有± Ippm數量級的高頻率穩定性的時鐘源15，在輸出適配器14中，輸入的傳輸數據流的數據包從網際網路協議(IP)數據格式被轉換為合適的數據格式(例如，異步串行接口(ASI))，以傳輸給各個發射器。
[0036]在下面的部分，根據本發明的用於優化在過程計算機、優選地在無線電臺的頭端中的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的方法的第一實施方式，將會基於圖8A中的流程圖並且參照根據本發明的對應的圖4的電路框圖的系統而呈現。
[0037]在第一方法步驟S10，在至少一個第一基準時鐘源中，優選地根據圖4，在NTP-伺服器I1或NTP-伺服器I2內，時鐘生成器或者時鐘生成器22的時鐘脈衝、即UTC時間的時鐘脈衝，從確定的初始時間或者約定的初試化時間開始在各種情況下以圖4未示出的計數器計數。如果單個的NTP-伺服器I1或者NTP-伺服器I2在給定的時間接收來自關聯的集成在頭端7內的時鐘濾波器S1或者時鐘濾波器32的時間請求，則此時與相應的NTP-伺服器I1或NTP-伺服器I2相關聯的計數器的計數狀態被讀出，並且以數據包形式作為時間戳信息被發送以用於通過面向數據包的網絡9發送。
[0038]具有時間戳信息的每個數據包接收在關聯的時鐘濾波器S1或時鐘濾波器32中之後，關聯的時鐘濾波器S1或時鐘濾波器32確定每個數據包的發送時間，該每個數據包包括作為時間戳信息的在發送時間時的相關聯的第一基準時鐘源I1或者I2的時鐘數，該發送時間作為包含時鐘數的數據包的接收時間與通過關聯的時鐘濾波器S1或者時鐘濾波器32的關聯的時間請求的發送時間的平均值。均值形成僅僅表示近似值。發送時間的更精確的結果通過以下獲得:(以相當短的時間間隔)從關聯的時鐘濾波器S1或者時鐘濾波器32對相關聯的基準時鐘源I1或者基準時鐘源I2實施多次時間請求以及在適當選擇的平均函數中考慮這些時間請求。
[0039]附加地，通過NTP-算法，例如已經提到的NTP-算法，在關聯的發送時間時第一基準時鐘源I1或者I2的最正確時鐘數，選自在各種情況下在相關聯的發送時間時從各自的時鐘濾波器或時鐘濾波器32接收的相關聯的第一基準時鐘源I1或者I2的時鐘周期數。此夕卜，在時鐘濾波器S1或時鐘濾波器32或者在NTP-算法中，在包括時鐘周期數的數據包的接收時間時的關聯的第一基準時鐘源I1或者I2的時鐘周期數通過以下而在頭端7中進行確定:通過確定在關聯的傳輸時間時在頭端7內接收的關聯的第一基準時鐘源I1或者I2的時鐘周期數，在NTP-伺服器I1或NTP-伺服器I2中具有時鐘周期數的數據包的每一傳輸時間和在頭端7中具有時鐘周期數的數據包的接收時間之間的第一基準時鐘的可確定的時鐘周期數的周圍。
[0040]在下一個方法步驟S20，在至少一個輸入適配器U1或者輸入適配器122中，在每種情況下將第二基準時鐘源Il1或Il2分配至至少一個輸入適配器12i或者輸入適配器122，在計數器中計數由第二基準時鐘源Il1或Il2生成的第二基準時鐘的時鐘周期，計數器與各個輸入適配器或122相關聯且在圖4中未示出。在循環時間，所計數的通過各個第二基準時鐘源Il1或Il2生成的第二基準時鐘的時鐘周期數，通過第二網絡12(優選地快速的高速網絡)被傳輸給頭端7。通過與方法步驟SlO類似，在頭端7中確定包括各個第二基準時鐘源Il1或第二基準時鐘源Il2的時鐘周期數的各個數據包的發送時間。
[0041]在下一方法步驟S30，在相位控制6的框架內，基於在各種情況下在相應的接收時間所接收的所選擇的第一基準時鐘源I1或者I2的時鐘周期數以及在數據包(該數據包具有在所選擇的第一基準時鐘源I1或者I2中的第一基準時鐘的時鐘周期數)的關聯的相應接收時間時當前所計數的時鐘周期數，通過將相應的所接收到的所選擇的第一基準時鐘源I1或者第一基準時鐘源I2的時鐘周期數與在包含相關聯的時鐘周期數的數據包的接收時間時所確定的所選擇的第一基準時鐘源I1或者第一基準時鐘源I2的時鐘周期數之間的差值控制為零，而生成時鐘源8的時鐘脈衝。
[0042]在下一個方法步驟S40，從接收到的來自第二基準時鐘源Il1或者第二基準時鐘源Ii2的時鐘周期數以及包括每個基準時鐘源Ii1或者基準時鐘源Ii2各自的時鐘周期數的數據包的所確定的發送時間，來確定第二基準時鐘。如果所確定的第二基準時鐘不是恆定的，則在各種情況下通過相對大數量的所接收的時鐘數的優選地線性回歸來確定線性化的第二基準時鐘。然而，在本發明的第一變型中在各種情況下僅僅使用一個基準時鐘源，在本發明的第二變型中使用多個基準時鐘源Il1或者基準時鐘源112。已經非常接近圖7中描述的正確的第二基準時鐘的具有較高的頻率精度的第二基準時鐘，通過各個線性化或非線性的第二基準時鐘的平均化而實現。
[0043]各個基準時鐘源Il1或者Il2的頻率振蕩器優選是溫度補償型的。因此，未呈現出基於對應於圖5的環境溫度的非溫度補償型頻率振蕩器的相對頻率相關性之間的相關性。相反，各個溫度補償型頻率振蕩器的根據溫度的相關頻率波動明顯地不是很顯著，並且根據圖6，基於不精確性、製造公差和溫度補償的補償不精確性其波動明顯較小。由溫度補償型頻率振蕩器生成的各個第二基準時鐘的平均化，導致相應平均化的第二基準時鐘的顯著地減小的頻率不精確性。
[0044]在下一個方法步驟S50中，由鎖相環路6生成的時鐘脈衝與時鐘脈衝通道相匹配，時鐘脈衝通道對應於在前一方法步驟S40中確定的第二基準時鐘加上或者減去適當調整的第一閾值。如果由鎖相環路6生成的時鐘脈衝位於該時鐘脈衝通道外，則所生成的時鐘脈衝通過上級的鎖頻環路被引導到時鐘脈衝通道的位於最接近於所生成的時鐘脈衝的時鐘脈衝極限。
[0045]在頭端7中以與方法步驟S40中確定第二基準時鐘等同的方式而選擇性實施的下一個方法步驟S60中，通過對在頭端7中接收的第一基準時鐘的相應時鐘數以及在相應數據包的接收時間時第一基準時鐘的實際積累的時鐘數的優選地線性回歸而確定第一基準時鐘，該相應數據包包括第一基準時鐘的時鐘周期數。
[0046]在最後的方法步驟S70中，在面向數據包的網絡9發生故障的情況下，採用在截止到面向數據包的網絡9發生故障為止時使用線性回歸確定的第一基準時鐘，通過頻率控制，生產時鐘源8的時鐘脈衝被生成作為目標頻率值。通過使用方法步驟S40中確定的第二基準時鐘作為頻率控制的目標頻率值，實現時鐘源8的相對較高精度的時鐘脈衝，這是因為在面向數據包的網絡9發生故障期間，第二基準時鐘也可以在頭端7中確定。一旦面向數據包的網絡9的正確操作已經被恢復，則可以從頻率控制切換回相位控制以生成時鐘源8的時鐘脈衝。
[0047]在下面的部分，根據本發明的用於優化在過程計算機、優選地在無線電臺的頭端中的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的第二實施方式，參照根據本發明的對應的圖4中的電路框圖的系統，通過圖SB中的流程圖被呈現。
[0048]第二實施方式的第一方法步驟S100、SllO和S120對應於第一實施方式中的方法步驟S10、S20和S40，因此在這方面將不進行更詳細地解釋。
[0049]在下一個方法步驟S130中，時鐘源8的時鐘脈衝在鎖相環路中被確定，其中，所接收的第一基準時鐘的各個時鐘數與在各個數據包的接收時間時在頭端7中所確定的第一基準時鐘的時鐘數之間的相位差在頭端7中被校正，該各個數據包在各種情況下包含第一基準時鐘的時鐘數。
[0050]在與方法步驟S130並行實施的最後方法步驟S140中，在相位控制中，將電壓控制型頻率振蕩器的頻率限制於頻率通道，利用該頻率，在接收具有第一基準時鐘的時鐘數的數據包時，第一基準時鐘的所確定的第一基準時鐘的時鐘數中的各個接收到的時鐘數且因而在時鐘源8中生成的時鐘脈衝被控制到第一基準時鐘；該頻率通道通過對所確定的第二基準時鐘添加或者減去可調節的第二閾值而進行調節。
[0051]可選的，在第一實施方式中提供的方法步驟S60和S70可以在第二實施方式的方法步驟S140之後實施。
[0052]在下面的部分，根據本發明的用於優化在過程計算機、優選地在無線電臺的頭端中的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的方法的第三實施方式，參照根據本發明的相對應的圖4中的電路框圖的系統，通過圖SC中的流程圖給出。
[0053]第三實施方式的方法步驟3200、5210、5220和5230對應第一實施方式中的方法步驟 S10、S20、S30 和 S40。
[0054]在最後的方法步驟S240中，當時鐘源8的所生成的時鐘脈衝與所確定的第二基準時鐘之間的差異超過可調節的第三閾值時，增加速率，該速率為第一基準時鐘的各個時鐘數從頭端7通過單個的NTP-伺服器I1或者NTP-伺服器I2以及它們相關的第一基準時鐘源或者第一基準時鐘源22調用的速率。
[0055]本發明不局限於給出的實施方式。在權利要求中所提出的特徵、說明書中公開的特徵、和附圖中描述的特徵的所有的組合，也被本發明所涵蓋。
【權利要求】
1.一種用於優化與長期穩定的第一基準時鐘源同步的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的方法，所述方法包括如下的方法步驟: 在各種情況下，在面向數據包的網絡(9)內，將在初始時間和多個時間之間的第一基準時鐘源(21;22，23，24)的第一基準時鐘的時鐘周期數發送給所述時鐘源(8)， 通過控制在所述時鐘源(8)中接收到的所述第一基準時鐘的時鐘周期數與在所述初始時間和所述第一基準時鐘的時鐘周期數的各個接收時間之間的所述第一基準時鐘的時鐘周期數之間的差異，調整所述時鐘源(8)的時鐘脈衝， 將數據包的第二基準時鐘的時鐘周期數發送給所述時鐘源(8)，所述數據包接收在各個時間的來自至少一個自由運行的第二基準時鐘源(Ilpll2)的時鐘周期數，以及 將所述時鐘源(8)的時鐘脈衝與每個第二基準時鐘之間的差限制於第一可調節閾值。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，疊加頻率控制中的所述時鐘源的時鐘脈衝被控制成使得，所述時鐘源(8)的時鐘脈衝和所述第二基準時鐘之間的差小於所述第一可調節閾值。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在鎖相環路(6)內控制所述時鐘源(8)的時鐘脈衝與所述第一基準時鐘之間的差所採用的頻率與所述第二基準時鐘之間的差被限制於第二閾值。
4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，各個所述第二基準時鐘源(HijH2)的第二基準 時鐘的時鐘周期數分別以周期性時間發送，並且各個第二基準時鐘源(111；112)的第二基準時鐘根據在所述時鐘源(8)中接收到的各個第二基準時鐘源(Il1,Il2)的第二基準時鐘的時鐘周期數確定。
5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述時鐘源中確定單個的第二基準時鐘源(Il1)的第二基準時鐘。
6.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，通過對在所述時鐘源(8)中的分別由多個第二基準時鐘源(Ilpll2)生成的第二基準時鐘求平均值，來確定所述第二基準時鐘。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述第二基準時鐘源(Ilpll2)分別提供溫度補償型石英晶體振蕩器。
8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於，在面向數據包的網絡(9)發生故障的情況下，通過回歸從接收到的所述第二基準時鐘的時鐘周期數連續確定所述第二基準時鐘，並且在利用所確定的第二基準時鐘作為目標頻率值的頻率控制內確定所述時鐘源(8)的時鐘脈衝。
9.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述面向數據包的網絡(9)發生故障的情況下，通過回歸從直到所述故障為止所接收到的所述第一基準時鐘的時鐘周期數來確定所述第一基準時鐘，並且在利用所確定的第一基準時鐘作為目標頻率值的頻率控制內確定所述時鐘源(8)的時鐘脈衝。
10.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其特徵在於，當所述時鐘源(8)的時鐘脈衝和所述第二基準時鐘之間的差超過第三可調節閾值時，所述第一基準時鐘的時鐘周期數被發送給所述時鐘源(8)所採用的速率增大。
11.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特徵在於，所述時鐘源(8)的所述第一基準時鐘和所述第二基準時鐘之間的最大差是已知的或者是指定的。
12.一種用於優化與長期穩定的第一基準時鐘源同步的時鐘源的時鐘脈衝的短期穩定性的系統，所述系統包括: 第一基準時鐘源(21; 22，23，24)，所述第一基準時鐘源用於確定在各種情況下在初始時間和多個時間之間的第一基準時鐘的時鐘周期數， 面向數據包的網絡(9)，所述面向數據包的網絡用於發送從所述第一基準時鐘源(21;22，23，24)確定的所述第一基準時鐘的時鐘周期數， 至少一個自由運行的第二基準時鐘源(Il1, Il2)，所述至少一個自由運行的第二基準時鐘源用於確定在初始時間和各個時間之間的第二基準時鐘的時鐘周期數， 第二網絡(12)，所述第二網絡用於發送分別從每個第二基準時鐘源(Ilpll2)確定的所述第二基準時鐘的時鐘周期數，以及 時鐘源(8)，所述時鐘源用於根據所接收的所述第一基準時鐘的時鐘周期數和所接收的每個第二基準時鐘的時鐘周期數確定所述時鐘脈衝。
13.如權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述第二基準時鐘源(Ilpll2)分別提供溫度補償型石英晶體振蕩器。
14.如權利要求12或13所述的系統，其特徵在於，所述第二網絡(12)是本地高速網絡。
15.如權利要求1至14中任一項所述的系統，其特徵在於，所述時鐘源(8)的所述第一基準時鐘和每個第二基準時鐘之間的最大差是已知的或者是指定的。
【文檔編號】H04J3/06GK104012099SQ201280064131
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月20日 優先權日:2011年12月23日
【發明者】諾曼·赫爾佐格 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司