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混合型網(wǎng)絡時鐘同步系統(tǒng)及其方法與流程

文檔序號:11841624閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種混合型網(wǎng)絡時鐘同步系統(tǒng),包括一個主通信控制器、多個從通信控制器和多個電臺,其特征在于,所述多個從通信控制器分為多個第一從通信控制器和多個第二從通信控制器,所述多個電臺分為一個第一電臺和多個第二電臺,所述主通信控制器和從通信控制器均包括用于同步內(nèi)部時鐘的主控模塊、設有通信接口的背板以及通過通信接口連接主控模塊的電臺適配模塊和多個有線遠傳模塊,所述主通信控制器通過有線遠傳模塊連接相應的第一從通信控制器,并通過電臺適配模塊連接第一電臺,所述第二從通信控制器通過電臺適配模塊連接第二電臺,所述第一電臺和第二電臺之間無線連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述通信接口為UART接口、SPI接口或CAN接口。

3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電臺適配模塊通過異步串口連接電臺。

4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述主控模塊、有線遠傳模塊和電臺適配模塊均內(nèi)置微處理器。

5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述電臺為窄帶超短波跳頻電臺。

6.一種利用權利要求1所述的系統(tǒng)進行時鐘同步的方法,其特征在于,包括以下步驟:

1)在主通信控制器和從通信控制器中,主控模塊通過內(nèi)部時鐘同步方法與有線遠傳模塊、電臺適配模塊之間進行時鐘同步;

2)主通信控制器與第一從通信控制器之間采用IEEE1588精確時鐘同步協(xié)議、通過有線遠傳模塊進行時鐘同步;

3)第一電臺和第二電臺之間通過跳頻同步方法進行時鐘同步;

4)主通信控制器與第二從通信控制器之間采用電臺時鐘同步方法進行時鐘同步。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法,其特征在于,所述內(nèi)部時鐘同步方法包括以下步驟:

101)在主通信控制器和從通信控制器中,將時鐘分為兩部分的數(shù)值:秒以上部分和納秒部分的數(shù)值;

102)秒以上部分的數(shù)值同步由通信接口通過“時鐘”消息來傳輸,該消息定期發(fā)送,所有接收該消息的模塊把自身模塊上的時鐘的秒以上部分更改為該消息指定的值;

103)納秒部分的數(shù)值同步通過秒同步脈沖信號的上升沿觸發(fā),再由各個模塊的中斷服務程序?qū)ψ陨砟K中的時鐘進行同步。

8.根據(jù)權利要求7所述的方法,其特征在于,在主通信控制器中的內(nèi)部時鐘同步方法包括:

A)主控模塊定期將時鐘的秒以上部分的數(shù)值通過消息發(fā)送給其他模塊,其他模塊接收后將自身模塊上時鐘的秒以上部分的數(shù)值進行更新;

B)主控模塊每秒產(chǎn)生一個秒同步脈沖信號,作為有線遠傳模塊和電臺適配模塊的中斷輸入信號,秒同步脈沖信號的上升邊沿觸發(fā)中斷服務程序,在中斷服務程序中,相應模塊的時鐘的秒數(shù)加1,納秒數(shù)清零;

在從通信控制器中的內(nèi)部時鐘同步方法包括:

a)將第一建立通信鏈路的有線遠傳模塊或電臺適配模塊稱為同步模塊,同步模塊定期把秒以上的時鐘通過通信接口發(fā)送給主控模塊,主控模塊再把同步模塊中秒以上的時鐘轉發(fā)給除同步模塊以外的其它模塊,接收秒以上的時鐘后將自身模塊中時鐘的秒以上部分的數(shù)值更新;

b)同步模塊在其內(nèi)部時鐘每秒開始時,發(fā)送秒同步脈沖信號,作為其它模塊的上升邊沿觸發(fā)的中斷信號,觸發(fā)進入中斷服務程序后,相應模塊中的時鐘的秒數(shù)加1,納秒數(shù)清零。

9.根據(jù)權利要求7所述的方法,其特征在于,所述秒同步脈沖信號為雙向信號,背板上設有對應主控模塊、電臺適配模塊和有線遠傳模塊的用于傳輸秒同步脈沖信號的信號端口,通過配置信息設置信號端口為秒同步脈沖信號輸入或輸出,信號端口的配置方法包括:

在主通信控制器中,主控模塊通過通信接口把配置信息發(fā)送到有線遠傳模塊和電臺適配模塊上,有線遠傳模塊和電臺適配模塊在接收到該配置信息后,把其模塊上的信號端口配置為輸入,然后向主控模塊發(fā)送響應,主控模塊接收到有線遠傳模塊和電臺適配模塊的響應后,設置主控模塊的信號端口為輸出;

在從通信控制器中,主控模塊將信號端口配置為輸入,并通過通信接口把該配置信息發(fā)送到有線遠傳模塊和電臺適配模塊上,把其模塊上的信號端口配置為輸入,當某個有線遠傳模塊或電臺適配模塊鏈路建立成功后,該有線遠傳模塊或電臺適配模塊向主控模塊發(fā)送“開始同步”消息,主控模塊響應“開始同步”消息后,該有線遠傳模塊或電臺適配模塊將自身的信號端口配置為輸出,當鏈路斷鏈后,有線遠傳模塊或電臺適配模塊將自身的信號端口恢復為輸入,并向主控模塊發(fā)送“結束同步”消息。

10.根據(jù)權利要求6所述的方法,其特征在于,所述主通信控制器與第二從通信控制器時鐘同步方法包括以下步驟:

401)第一電臺和第二電臺的時鐘同步后,第一電臺和第二電臺根據(jù)電臺時鐘發(fā)出跳頻幀同步脈沖輸出信號,作為主通信控制器與第二從通信控制器內(nèi)的電臺適配模塊的中斷輸入信號;

402)跳頻幀同步脈沖輸出信號的上升沿產(chǎn)生中斷,主通信控制器與第二從通信控制器內(nèi)的電臺適配模塊分別進入中斷服務程序,讀取電臺適配模塊自身的當前時鐘并保存,則主通信控制器保存當前時鐘Th,第二從通信控制器保存當前時鐘Tc;

403)主通信控制器與第二從通信控制器內(nèi)的電臺適配模塊分別向第一電臺和第二電臺發(fā)送“查詢電臺時間”消息,第一電臺和第二電臺均返回電臺時間Tw進行應答,Tw為跳頻幀同步脈沖輸出信號上升沿處的電臺時鐘,則主通信控制器與第一電臺的時鐘偏差為ΔTh,ΔTh=Th-Tw,第二從通信控制器與第二電臺的時鐘偏差為ΔTc,ΔTc=Tc-Tw

404)主通信控制器將ΔTh發(fā)送給第二從通信控制器,則在第二從通信控制器內(nèi)計算出主通信控制器在跳頻幀同步脈沖輸出信號處的時間Th,Th=(Th-Tw)-(Tc-Tw)+Tc=ΔTh-ΔTc+Tc

405)第二從通信控制器當前時間為Tc',計算出主通信控制器的當前時間Th',Th'=Th+(Tc'-Tc),其中,Th'為當前主通信控制器的時鐘,Tc'為當前第二從通信控制器的時鐘,第二從通信控制器根據(jù)Th'對自身時鐘進行更新同步。

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