一種時鐘參考無縫切換的方法及裝置與流程
2023-12-03 12:09:21
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種時鐘參考無縫切換的方法及裝置。
背景技術：
時鐘在通信領域是一個至關重要的設備，時鐘設備的性能直接關係到通信的穩定性。時鐘設備是一個可以接受多個前級參考輸入並提供穩定頻率輸出的設備。前級的參考可以是IEEE1588(網絡測量和控制系統的精密時鐘同步協議標準)、GPS和北鬥衛星導航系統等，時鐘設備根據BMC(最佳主時鐘算法)算法選擇一個最優的前級參考源進行跟蹤同步，並輸出同步時間和頻率。同步實際上就是將本地的時鐘頻率和相位調整到和參考源一樣，跟蹤就是實時測量本地的時間和參考時間的變化並動態調整本地的時間始終和參考源保持一致。
這種方案存在一個非常大的缺點：當最優參考源發生異常或丟失信號的時候，本地的時鐘將跟蹤並同步備用參考源；如果備用源和最優參考源之間存在時間偏差，那麼在切換的時刻輸出會存在相位的抖動，而衡量時鐘設備的一個非常重要的指標就是輸出相位的抖動。過大的相位抖動將不能通過標準的測試，嚴重影響通信網絡的穩定性。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種時鐘參考無縫切換的方法及裝置，輔助參考源替換最優參考源時無相位抖動，保證了通信的穩定性。
為達此目的，本發明採用以下技術方案：
一種時鐘參考無縫切換的方法，包括以下步驟：
S10、獲取多個參考源的時鐘優先級；
S20、根據所述時鐘優先級選出一個最優參考源和至少一個輔助參考源；
S30、計算所述最優參考源與所述輔助參考源的相位差；
S40、提供第一鎖相環，所述第一鎖相環同步所述最優參考源的時鐘；
S50、若檢測到所述最優參考源異常，則所述第一鎖相環同步所述輔助參考源的時鐘，為所述輔助參考源的時鐘補償所述相位差後輸出。
作為優選，在步驟S50之後還包括以下步驟：
S60、若檢測到所述最優參考源恢復正常，則所述第一鎖相環同步所述最優參考源的時鐘。
作為優選，所述參考源為IEEE1588、GPS或者北鬥衛星導航系統。
作為優選，步驟S10具體為：
S11、分別為每個所述參考源分配一個第二鎖相環；
S12、所述第二鎖相環同步對應的所述參考源的時鐘；
S13、計算出每個所述第二鎖相環對應的所述參考源的時鐘優先級。
作為優選，所述輔助參考源的數量大於一個，步驟S30具體為：
分別計算所述最優參考源與每個所述輔助參考源之間的相位差。
為達上述目的，本發明還提供一種時鐘參考無縫切換的裝置，包括：
中央處理器，用於獲取多個參考源的時鐘優先級，還用於計算最優參考源與輔助參考源的相位差；
第一鎖相環模塊，用於同步所述最優參考源或所述輔助參考源的時鐘。
作為優選，所述第一鎖相環模塊還用於輸出所述最優參考源或所述輔助參考源的時鐘。
作為優選，還包括：
存儲模塊，用於存儲所述相位差。
作為優選，還包括：
選擇模塊，用於選擇將所述最優參考源的時鐘信號或者所述輔助參考源的時鐘信號輸入給所述第一鎖相環模塊。
作為優選，還包括:
第二鎖相環模塊，用於同步所述參考源的時鐘。
本發明的有益效果：通過計算所述最優參考源與所述輔助參考源的相位差，在所述最優參考源異常時切換到所述輔助參考源，並輸出所述輔助參考源補償所述相位差後的時鐘，輔助參考源替換最優參考源時無相位抖動，保證了通信的穩定性。
附圖說明
圖1是時鐘參考無縫切換的方法的流程框圖；
圖2是時鐘參考無縫切換的裝置的結構示意圖；
具體實施方式
下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例一
如圖1所示，本實施例提供一種時鐘參考無縫切換的方法，適用於當最優參考源異常時切換到輔助參考源，確保切換時無相位抖動，保證通信的穩定性。
所述時鐘參考無縫切換的方法包括如下步驟：
S10、獲取多個參考源的時鐘優先級。
首先為時鐘提供至少兩個參考源，並分別為每個所述參考源分配一個第二鎖相環，所述第二鎖相環實時跟蹤並同步對應的所述參考源的時鐘。具體地，參考源為IEEE1588、GPS或者北鬥衛星導航系統。中央處理器獲取所述第二鎖相環同步的所述參考源的時鐘，同時根據最佳主時鐘算法計算出每個所述第二鎖相環對應的所述參考源的時鐘優先級。
S20、根據所述時鐘優先級選出一個最優參考源和至少一個輔助參考源。
中央處理器在計算出每個所述第二鎖相環對應的所述參考源的時鐘優先級之後，選出一個最佳的所述參考源作為最優參考源，剩餘的所述參考源作為輔助參考源。
S30、計算所述最優參考源與所述輔助參考源的相位差。
在選出最優參考源與輔助參考源之後，中央處理器動態計算最優參考源與輔助參考源之間的相位的數據差並得出最優參考源與輔助參考源之間的平均相位差，最優參考源與輔助參考源之間的平均相位差作為最優參考源與輔助參考源之間的相位差。同時，將最優參考源與輔助參考源之間的相位差進行存儲。
於本實施例中，參考源的數量為兩個，最優參考源與輔助參考源的數量都為一個，只需計算出一個最優參考源與一個輔助參考源之間的相位差。於其他實施例中，參考源的數量可為大於兩個，確定最優參考源之後，分別計算出最優參考源與每個輔助參考源的相位差。
S40、提供第一鎖相環，所述第一鎖相環同步所述最優參考源的時鐘。
在選出最優參考源與輔助參考源之後，中央處理器控制選擇器將第二鎖相環同步的參考源中的最優參考源的時間信號輸入到第一鎖相環，第一鎖相環同步最優參考源的時間信號並將最優參考源的時間信號向外輸出。
S50、若檢測到所述最優參考源異常，則所述第一鎖相環同步所述輔助參考源的時鐘，為所述輔助參考源的時鐘補償所述相位差後輸出。
在某些通信環境下，最優參考源可能發生異常或者出現信號丟失的情況，此時需要將參考源從最優參考源切換到輔助參考源。也即當檢測到所述最優參考源發生異常或者出現信號丟失時，中央處理器控制選擇器將第二鎖相環同步的參考源中的輔助參考源的時間信號輸入到第一鎖相環。第一鎖相環同步輔助參考源的時間信號，在向外輸出輔助參考源的時間信號時為輔助參考源的時間信號補償最優參考源與輔助參考源之間的相位差。也即在將參考源從最優參考源切換到輔助參考源時不會出現相位的抖動，實現了無縫切換，保證了通信的穩定性。
S60、若檢測到所述最優參考源恢復正常，則所述第一鎖相環同步所述最優參考源的時鐘。
在將參考源從最優參考源切換到輔助參考源之後，中央處理器任然實時檢測最優參考源的狀態，若檢測到所述最優參考源恢復正常，中央處理器控制選擇器再次將最優參考源的時間信號輸入到第一鎖相環，也即從輔助參考源切換到最優參考源。
於本實施例中，參考源的數量為兩個，最優參考源與輔助參考源的數量都為一個。於其他實施例中，參考源的數量可為大於兩個，也即輔助參考源的數量大於一個，當正在使用的輔助參考源發生異常且最優參考源並未恢復正常時，將參考源從發生異常的輔助參考源切換到另一個輔助參考源。相應的在輸出時，補償的相位差也切換為正在使用的輔助參考源對應的相位差。具體地，在從最優參考源切換到某一個輔助參考源時的標準為：以已經計算出的最優參考源與每個輔助參考源的相位差為數據基礎，選擇與最優參考源相位差數值最小的那個輔助參考源作為代替最優參考源的參考源；後續用另外一個輔助參考源替代正在使用的出了狀況的輔助參考源的標準也相同，也即從剩餘的輔助參考源中選擇一個與最優參考源之間的相位差最小的那個輔助參考源。
實施例二
如圖2所示，本實施例提供一種時鐘參考無縫切換的裝置，用於執行上述時鐘參考無縫切換的方法，解決相同的技術問題，達到同樣的技術效果。
所述時鐘參考無縫切換的裝置具體包括：中央處理器，用於獲取多個參考源的時鐘優先級，還用於計算最優參考源與輔助參考源的相位差。第一鎖相環模塊，用於同步所述最優參考源或所述輔助參考源的時鐘，所述第一鎖相環模塊還用於輸出所述最優參考源或所述輔助參考源的時鐘。
進一步的，還包括第二鎖相環模塊，用於同步所述參考源的時鐘。分別為每個所述參考源分配一個第二鎖相環模塊，第二鎖相環模塊同步的參考源的時鐘信號被中央處理器獲取，中央處理器計算出所述參考源的優先級，並選出最優參考源和輔助參考源。
進一步的，還包括存儲模塊，中央處理器計算出最優參考源與輔助參考源的相位差後，利用存儲模塊將相位差進行存儲。
進一步的，還包括選擇模塊，用於選擇將所述最優參考源的時鐘信號或者所述輔助參考源的時鐘信號輸入給所述第一鎖相環模塊。具體地，最優參考源正常狀態時選擇模塊將最優參考源的時鐘信號輸入給第一鎖相環模塊；最優參考源異常時選擇模塊將輔助參考源的時鐘信號輸入給第一鎖相環模塊；當最優參考源恢復正常時選擇模塊再次將最優參考源的時鐘信號輸入給第一鎖相環模塊。
本文中的「第一」、「第二」僅僅是為了在描述上加以區分，並沒有特殊的含義。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。