专利名称：脉冲信号异步装入同步通道和精确定位的方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲信号装入通道和定位的方法，尤其涉及一种在双向脉冲 法时延补偿技术的基础上展开，采用异步帧装入方案，配套定位测量和相位调整技 术，为实现通道两端时间同步设备脉冲发生器相位自动同步提供的方法。
背景技术：
在时间同步领域常用双向脉冲法补偿时间信号传输时延，双向脉冲法的原理 和时延补偿过程见图l，双方同时互发校正脉冲，计算和补偿信号传输时延，过程 叙述如下双方约定各自在调整周期为T (例如O. l秒，T非精确时间)的时刻互 发校正脉冲；主节点M和从节点S通过通信系统互发校正脉冲，同时测量本端发送 到接收到对方脉冲信号的时间，主节点M的测量值为TM，从节点S的测量值为TS; 主节点M传递测量值到从节点S;对称传输系统时延补偿计算公式为(TM—TS) /2; 在从节点APC中调整时间脉冲的相位，调整后从节点APC输出的脉冲相位(时间) 与主节点端RTG发出的时间脉冲完全一致；上述过程周期重复，便可以实现主从节 点上两个周期脉冲序列之间的时间同步。
图2示出了时延补偿系统的结构，请参见图2，标准脉冲时间产生器(RTG) 10连接第一方向信号传输时延单元12和主节点的脉冲间隔时间测量单元(M-TIC) 11。第二方向信号传输时延单元13连接主节点的脉冲间隔时间测量单元11。第一 方向信号传输时延单元12连接脉冲相位调整单元(APC) 14和从节点的脉冲间隔 时间测量单元(S-TIC) 15。计算单元16接收主节点的脉冲间隔时间测量单元 (M-TIC) 11和从节点的脉冲间隔时间测量单元(S-TIC) 15，计算得到(TM—TS) /2，其中TM是主节点侧M-TIC 11测量的时间值，TS是从节点侧S-TIC 15测量的 时间值。计算结果输出至脉冲相位调整单元14。
双向脉冲法在El通道中实现的过程中一个关键的问题是当脉冲序列信号(例 如周期为一秒的秒脉冲序列)与E1同步通信通道定时系统不同步时如何将脉冲序列信号中脉冲的位置装入同步通信通道传递到远方，由于两个系统的不同步会造成 脉冲通过通信通道时延测量的不确定，从而影响双向法时延补偿的准确性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种脉冲信号异步装入同步通道和 精确定位的方法，解决了在E1同步通信通道中实现自动时延补偿的过程中解决了 脉冲信号通过成帧方法异步装入同步通道问题，解决了在帧传送过程中定位和提高 定位精度的问题。
本发明的技术方案为本发明揭示了一种脉冲信号异步装入同步通道和精确 定位的方法，包括将双向脉冲法时延补偿时脉冲信号异步装入E1同步通道的过程 以及精确定位的过程，
其中该脉冲信号异步装入同步通道的过程包括
(1) 从和主侧在一个脉冲周期内分别将自己的周期脉冲以成帧的方式形成脉 冲帧，装入E1上下行同步通道发送序列之中形成脉冲发送帧；
(2) 从接收通道序列中对方可以接收到对应的脉冲帧，并根据脉冲帧的解帧 确定脉冲帧的位置；
(3) 通过两端的测量系统分别测量出发送脉冲帧和接收脉冲帧相对于本端参 考脉冲序列的对应脉冲的时间间隔，两端分别测量出的时间间隔数据为tl、 t2、 t3、 t4，其中tl表示在一个从端周期脉冲周期内，自从端周期脉冲上沿开始到由此脉 冲产生的脉冲帧中的脉冲字节发出为止，用从端时间测量系统测量，t2表示在一个 主端周期脉冲周期内，自主端周期脉冲上沿开始到正确接收到从端产生的脉冲帧中 的脉冲字节止，用主端时间测量系统测量，t3表示在一个主端周期脉冲周期内，自 主端周期脉冲上沿开始到由此脉冲产生的脉冲帧中的脉冲字节发出止，用主端测量 系统测量，t4表示在一个从端周期脉冲周期内，自从端周期脉冲上沿开始到正确接 收到主端产生的脉冲帧中的脉冲字节止，用从端时间测量系统测量；
该精确定位的过程包括
(4) 根据脉冲帧编码在成帧的同步通道系统中产生唯一的代表脉冲的脉冲
帧；
(5) 将该脉冲帧装入E1同步通道系统发送，发送脉冲帧的时刻表示脉冲帧
5的粗略位置；
(6) 在编码序列中标识出脉冲帧中的一字节为脉冲帧有效位置字节，并定义该字节后的第一位元为精确到位元的脉冲帧位置；
(7) 利用脉冲帧位置位元选出其中唯一的同步定时时钟信号的跳沿表示该脉冲帧的精确位置，通过该跳沿精确测出U和t3;
(8) 在同步通道系统的接收端识别出脉冲帧的粗略位置，再通过标识出脉冲帧中的一字节为脉冲帧有效位置字节，并定义该字节后的第一位元为精确到位元的脉冲帧位置，通过选出该位元对应的同步定时时钟信号的跳沿确定脉冲帧的精确位置，通过跳沿精确测出t2和t4。
上述的脉冲信号异步装入同步通道和精确定位的方法，其中，该方法还包括根据两端分别测量出的一组时间数据tl、 t2、 t3、 t4在从端计算出通道的时
延值以进行时延补偿。
本发明对比现有技术有如下的有益效果本发明基于双向脉冲发时延补偿的原理，在E1同步通信通道中实现自动时延补偿，在上述实现过程中解决了脉冲信
号通过成帧的方法异步装入同步通道问题，解决了在帧传送过程中定位和提高定位精度的问题。
图l是双向脉冲法的原理图。
图2是时延补偿系统的结构示意图。
图3是本发明的脉冲序列信号异步装入同步通信通道的原理图。图4是本发明的脉冲帧定位的原理图。图5是本发明的双向脉冲信号异步装入同步通道的流程图。图6是本发明的进行精确定位的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施例作进一步的描述。图3示出了本发明的脉冲序列信号异步装入同步通信通道的原理。请参见图3，异步装入同步通信通道的过程如下。
6(1) 从和主侧在一个脉冲周期内分别将自己的周期脉冲以成帧的方式形成脉冲帧，装入El上下行同步通道发送序列之中形成脉冲发送帧；
(2) 从接收通道序列中对方可以接收到对应的脉冲帧，并根据脉冲帧的解帧确定脉冲帧的位置；
(3) 通过两端的测量系统分别测量出发送脉冲帧和接收脉冲帧相对于本端参考脉冲序列的对应脉冲的时间间隔，两端分别测量出的时间间隔数据为tl、 t2、 t3、 t4，其中tl表示在一个从端周期脉冲周期内，自从端周期脉冲上沿开始到由此脉冲产生的脉冲帧中的脉冲字节发出为止，用从端时间测量系统测量，t2表示在一个主端周期脉冲周期内，自主端周期脉冲上沿开始到正确接收到从端产生的脉冲帧中的脉冲字节止，用主端时间测量系统测量，t3表示在一个主端周期脉冲周期内，自主端周期脉冲上沿开始到由此脉冲产生的脉冲帧中的脉冲字节发出止，用主端测量系统测量，t4表示在一个从端周期脉冲周期内，自从端周期脉冲上沿开始到正确接收到主端产生的脉冲帧中的脉冲字节止，用从端时间测量系统测量。
可以通过同步数据通道将本地测量的时间数据及时地送到对方，同时获得两端分别测量出的一组时间数据(tl、 t2、 t3、 t4)后在从端计算出通道的时延值进行时延补偿，计算方法如下根据图3列公式
d+tl+d2=t2 (1)
d+t4=t3+dl (2)
计算(2) + (1)得
2d+tl+d2+t4=t3+t2+dl (3)
2d二(t2-11)-(t4-t3) + (d1-d2) (4)
对称通道dl= d2
cKt2-tl)-(t4-t3) (5)
由上可得对于对称同步通信通道系统(dl= d2)主从脉冲序列的相位差可以用测量值(tl、 t2、 t3、 t4)精确计算，本方法可以排除脉冲序列与同步通信通道定时系统异步的影响。
在明确了上述计算方法后剩下的问题是找出脉冲帧精确定位的方法，精确测量出脉冲帧的位置，同时这个方法给必须充分适应El同步通信通道定时系统的特点。脉冲帧精确定位的原理见图4。时间定位最常用的方法就是用指定的脉冲跳变信号定义时间位置，因此脉冲帧精确定位的过程就是指定脉冲跳变信号的过程，定位原理叙述如下。该精确定位的过程包括
(1) 根据脉冲帧编码在成帧的同步通道系统中产生唯一的代表脉冲的脉
冲帧；
(2) 将该脉冲帧装入E1同步通道系统发送，发送脉冲帧的时刻表示脉冲帧的粗略位置；
(3) 在编码序列中标识出脉冲帧中的一字节为脉冲帧有效位置字节，并定义该字节后的第一位元为精确到位元的脉冲帧位置；
(4) 利用脉冲帧位置位元选出其中唯一的同步定时时钟信号的跳沿表示该脉冲帧的精确位置，通过该跳沿精确测出tl和t3;
(5) 在同步通道系统的接收端识别出脉冲帧的粗略位置，再通过标识出脉冲帧中的一字节为脉冲帧有效位置字节，并定义该字节后的第一位元为精确到位元的脉冲帧位置，通过选出该位元对应的同步定时时钟信号的跳沿确定脉冲帧的精确位置，通过跳沿精确测出t2和t4。
图5示出了本发明的双向脉冲信号异步装入同步通道的流程。请参见图5，流程分为主端流程和从端流程，两流程是相互独立的，在一个周期内完成。首先是主端流程。
步骤S10:主端参考脉冲序列的脉冲。
步骤S11:主端发出脉冲帧，脉冲帧参考脉冲序列启动装入，装入同步通道的
是一个代表脉冲的脉冲帧信号，装入脉冲帧遵守的通道时间有别于脉冲时间，tl
和t3是测量异步装入的时间。
步骤S12:等待接收对端脉冲。
步骤S13:主端接收脉冲帧，测量接收时间t2、 t4。
步骤S14:下一个周期主端完成测量数据的传输。
其次是独立的从端流程。
步骤S15:从端参考脉冲序列的脉冲。
步骤S16:从端发出脉冲帧，脉冲帧参考脉冲序列启动装入，装入同步通道的
8是一个代表脉冲的脉冲帧信号，装入脉冲帧遵守的通道时间有别于脉冲时间，tl 和t3是测量异步装入的时间。
步骤S17:等待接收对端脉冲。
步骤S18:从端接收脉冲帧，测量接收时间t2、 t4。 步骤S19:下一个周期从端完成计算和时延补偿。
图6示出了本发明的进行精确定位的流程。请参见图6，首先描述定位从脉冲
帧发送过程开始。
步骤S20:发送脉冲帧开始一些前期准备和识别工作。 步骤S22:等待发送脉冲字节，脉冲字节标识脉冲帧的粗略位置。 步骤S24:等待发送脉冲位元，脉冲位元标识脉冲帧的精确位置。 步骤S26:通过等待和筛选手段(一般用电路逻辑)选出同步时钟的跳沿。
步骤S28:输出选出的跳沿作为时间测量信号，准备下一次处理过程。 其次描述定位从脉冲帧接收过程开始。
步骤S21:接收脉冲帧开始一些前期准备和识别工作。 步骤S23:等待接收脉冲字节，脉冲字节标识脉冲帧的粗略位置。 步骤S25:等待接收脉冲位元，脉冲位元标识脉冲帧的精确位置。 步骤S27:通过等待和筛选手段(一般用电路逻辑)选出同步时钟的跳沿。
步骤S29:输出选出的跳沿作为时间测量信号，准备下一次处理过程。 上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普 通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或 变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提 到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1、一种脉冲信号异步装入同步通道和精确定位的方法，包括将双向脉冲法时延补偿时脉冲信号异步装入E1同步通道的过程以及精确定位的过程，其中该脉冲信号异步装入同步通道的过程包括(1)从和主侧在一个脉冲周期内分别将自己的周期脉冲以成帧的方式形成脉冲帧，装入E1上下行同步通道发送序列之中形成脉冲发送帧；(2)从接收通道序列中对方可以接收到对应的脉冲帧，并根据脉冲帧的解帧确定脉冲帧的位置；(3)通过两端的测量系统分别测量出发送脉冲帧和接收脉冲帧相对于本端参考脉冲序列的对应脉冲的时间间隔，两端分别测量出的时间间隔数据为t1、t2、t3、t4，其中t1表示在一个从端周期脉冲周期内，自从端周期脉冲上沿开始到由此脉冲产生的脉冲帧中的脉冲字节发出为止，用从端时间测量系统测量，t2表示在一个主端周期脉冲周期内，自主端周期脉冲上沿开始到正确接收到从端产生的脉冲帧中的脉冲字节止，用主端时间测量系统测量，t3表示在一个主端周期脉冲周期内，自主端周期脉冲上沿开始到由此脉冲产生的脉冲帧中的脉冲字节发出止，用主端测量系统测量，t4表示在一个从端周期脉冲周期内，自从端周期脉冲上沿开始到正确接收到主端产生的脉冲帧中的脉冲字节止，用从端时间测量系统测量；该精确定位的过程包括(4)根据脉冲帧编码在成帧的同步通道系统中产生唯一的代表脉冲的脉冲帧；(5)将该脉冲帧装入E1同步通道系统发送，发送脉冲帧的时刻表示脉冲帧的粗略位置；(6)在编码序列中标识出脉冲帧中的一字节为脉冲帧有效位置字节，并定义该字节后的第一位元为精确到位元的脉冲帧位置；(7)利用脉冲帧位置位元选出其中唯一的同步定时时钟信号的跳沿表示该脉冲帧的精确位置，通过该跳沿精确测出t1和t3；(8)在同步通道系统的接收端识别出脉冲帧的粗略位置，再通过标识出脉冲帧中的一字节为脉冲帧有效位置字节，并定义该字节后的第一位元为精确到位元的脉冲帧位置，通过选出该位元对应的同步定时时钟信号的跳沿确定脉冲帧的精确位置，通过跳沿精确测出t2和t4。
2、根据权利要求1所述的脉冲信号异步装入同步通道和精确定位的方法，其特征在于，该方法还包括根据两端分别测量出的一组时间数据tl、 t2、 t3、 t4在从端计算出通道的时延值以进行时延补偿。
全文摘要
本发明公开了脉冲信号异步装入同步通道和精确定位的方法，解决了在E1同步通信通道中实现自动时延补偿的过程中解决了脉冲信号通过成帧方法异步装入同步通道问题。其技术方案为本发明的方法基于双向脉冲发时延补偿的原理，在E1同步通信通道中实现自动时延补偿，在上述实现过程中解决了脉冲信号通过成帧的方法异步装入同步通道问题，解决了在帧传送过程中定位和提高定位精度的问题。本发明应用于时间同步设备中。
文档编号H04J3/06GK101465704SQ20071017253
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者岑宗浩, 磊 张, 张辉勇, 炜 朱, 群 焦 申请人:华东电网有限公司;国网南京自动化研究院;上海涌能电力科技发展有限公司