时间同步系统的制作方法

专利名称：时间同步系统的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及用于同步多个定时或时钟，以使得其中每一个均精确指示同一时间的系统，更具体地讲，涉及用于同步一组分布在广阔地理区域上的时钟的系统。
许多现代通信及测量系统是由多个在地理上彼此分开布置并设计用来协同工作的较小子系统或站集合而成的。寻呼系统就是这样一种系统，它典型地包括一个寻呼终端，一个寻呼系统控制器，及多个分布在广阔地理区域上的称谓寻呼台的发送单元。寻呼终端与公共电话交换网相连接，并接收对系统用户的来话呼叫。为了响应呼叫，该寻呼终分配一个用户寻呼并通过寻呼系统控制器将寻呼发送到台。寻呼台在接收该寻呼时，就通过这些站的发送设备广播它。用户寻呼机，是一个小接收机，在采集到该广播时操作一个显示器或发生一个音调，通知用户他/她已被寻呼了。另一类型的多站系统是数据搜索系统，该系统包括多个监测基地，用于测量特定参数，如风或地震活动。此外，对于作为获取数据并将送到远端地点的遥测系统通常包括设计用来共同工作的、分开布置的子系统。
为了使许多的多站通信及测量系统正常地工作，每个站必须包括一个控制时钟或定时，并且所有的这些时钟必须同步。换言之，每个时钟必须在同一瞬间指示同一时间。例如一个寻呼系统这样地设计该寻呼系统控制器收集若干寻呼，将它们一起装在一个信息组内，然后将该信息组与指示何时播送该信息组的一个指令一起发送给寻呼台。寻呼台将在指令内所指示的时间播送该寻呼信息组。只要所有这些台在精确的同一时间广播该信息组，则从两个或多个台能接收到寻呼的区域中的系统用户所携带的寻呼机实质上将接收到一个使寻呼机电路容易处理的单一信号。然而，如果这些寻呼是在不同时间上播放时，寻呼机将接收到多个重叠的不能被处理的信号。其结果是，当一个用户携带一个寻呼机进行这些信号重叠区域的一个时，实际上寻呼机变得不能使用。为了避免这个不希望的结果，就需要使所有的寻呼台具有指示同一时间的时钟，以使得每个台在同一时间发送相同的寻呼信息组。
至今，对于一组隔开的场所，例如寻呼台提供所有都是同步的时钟被证实是困难的。各个台可以设置很精确的晶体控制时钟，它们周期性地对一公共基准时间同步。这种实施的一个缺点是高精确度晶体控制时钟非常昂贵。再者，即使设置了这些时钟，仍需要在每个时钟地点设置某种类型的同步装置，以保证所有这些时钟以同样速率运行。此外，普遍需要由一个巡视时钟现场的技术人员来执行这些时钟的同步。与使用做这种巡视的人员相联系的代价常意味着这种同步发生在稍差于最佳的频率上。
另一些设置多时钟同步系统的尝试涉及提供一个产生持续基准信号的主单元及使用该基准信号调节与其相连的时钟单元走时的一组时钟驱动电路。典型地，该基准信号是某种类型的AC信号，而时钟驱动电路使用锁相环分电路来调节时钟行走信号的步进。这些系统的一个缺点是，持续地将一基准信号传送给各个时钟现场被证实是困难的。倘若缺少未分配的无线电频率，就会有许多场所实质上不可能建立用来产生这样一种基准信号的无线电链路。在这些场所中必须由一个地面链路来传送该信号，例如用传统的电线或光导纤维传输电路。虽然这些链路可方便地用来传送一个基准信号，但将其连接到许多场所的费用是昂贵的。当需要被同步的时钟现场的数量增加时，则设置这种硬导线链路的费用可能增长到费用上不可接受的点。另外，许多这样的系统要求各个台以彼此特定的相位关系接收信号。当经由公共电话交换网将该信号传送到各个台时，载波装置需时常地修改发送到各个台的信号选定路线。信号传送到各台时间的固有变化引起了台接收信号相位关系的移动。这就迫使在每个台必须调节其处理装置，以便保证信号以正确的相位关系来处理。
许多现今时钟同步系统的另一缺点在于它们不能很好地适用于用户仅希望基于临时的使用或使用一种便携式时钟的时钟场所。由于晶体控制时钟的敏感性，每当它们被安装时都必须重新校准，重调频率。此外，由于它们的尺寸及所需电源，它们不能适于装设在一个小型的壳内，例如一个仪表手推车上。由恒定基准信号控制的时钟具有类似问题。这些时钟不能被移动，除非得到某些保证使时钟驱动电路总能够接收到必须的基准信号。持续地提供这些信号，无论是当时钟从一地移到另一地或是时钟实际在运动中时，都被证实是困难的。
本发明总地涉及用于同步多个定时或时钟，使其中每个在同一瞬间指示相同时间的一个时钟同步系统。更具体地，本发明设定用于这样的时钟同步系统;其中每个时钟包括一个由周期性发生的时钟信号驱动步进的计数器;每个时钟还包括一个设定计数器初始状态、初始时间的及选择地发生时钟信号以调节计数器所指示时间步进的时间计数控制器。该时间计数控制器建立初始计数器设定及基准一个来自外部源的基准时间控制时钟信号的频率。
在本发明的一些优选实施例中，各个计数控制器将它们相关的计数器读数与直接从一个基准时钟接收的基准时间信号相比较。当这个信号源是一个全球定位系统卫星时，这些卫星发送很精确的时间信号，这些信号可方便地被位于广大地理区域上的大量遥感站接收。也可以将一个或多个站的站时钟时间与一个单个维护操作点所保持的基准时间相比较。在本发明的这些方案中，真实时间的比较发生在该维护操作点上。在比较发生后，在该纵操作点处的处理电路就将基准时间与时钟时间的差别告诉给时间计数控制器。时间计数控制器使用这个信息重新调整时钟的初始状态及时钟信号。无论是何种专门的信号源，每次基准时间/时钟时间的比较总是针对单一参照信号进行的。因此，所有的系统内的时钟将彼此同步。
本发明的时钟同步系统提供了一种能保证一个或多个时钟同步于一个远端的基准时间运行的简便装置。各个时钟单元通过对最新基准时钟，卫星及/或本地维护操作点可方便建立的无线电通信电路接收基准信号。在定时控制电路中仅需用相当少的元件用于启动计数器及控制其步进速率。因而，最少的现场硬件及信号联系元件的要求使得设置这个同步系统变得相当经济。
该系统还有一个优点是，当增添时钟时不会使已与系统相连接的时钟被扰乱或需再调整。此外，由于每个时钟现场仅用相当小的几个元件，且这些元件仅需相当低的功率，而且，基准时间信号还总能被接收到，本发明的这个系统就非常适用于提供这样的精确时钟这些时钟能便于从一个现场移到另一现场，甚至在移动中也能提供一个受同步的时间信号。
此外，本发明的各个时间计数控制器产生的信号可以适用于发射机，这些信号和发射机相连系作为基准信号来确定发射机的载波频率。在本发明的一些优选实施例中，这些时间计数控制器可以调整得使其各个控制器产生的信号彼此稍有偏移。这就使得各相关的发射机以彼此稍有偏移的载波频率广播寻呼或另外的信号。这种载波频率的差别可阻止静态无效区域的扩展，在该区域正是由于多个发射机的异相信号，致使接收机不能收到单一的可处理信号。在本发明的这些实施例中，该时间计数控制器还周期性地调整计数器的增、减，以补偿由时钟信号触发的计数器向前计数;也即可是高于或是低于所需的时钟速率。
在本发明的另一优选实施例中，该计数器仅是一种经过时间计数器。在本发明的该实施例中该时间计数控制器保持一个计数补偿值，将它与计数器的时间计数相加来确定真实时间。本发明该实施例的时钟是同时利用周期性地调节时钟信号频率及重置计数补偿值来同步的。
参照以下结合附图的详细说明，将会使上述方面及本发明的附属优点更容易被认识及更好地被理解。附图为

图1包括本发明时钟同步系统的一个寻呼系统的框图;
图2本发明时钟同步系统的框图;
图3本发明时钟同步系统一部分的单个时钟的框图;
图4使本发明的同步系统的时钟同步的处理程序流程图;
图5本发明的同步系统的时钟调节时间步进信号任何偏移的处理程序流程图，其中时间步进信号用于控制本发明时钟步进;
图6说明本发明时钟同步系统一个维护操作点主要部件的框图;
图7根据本发明可能发送给维护操作点的一种时间信息指令的格式;及图8本发明时钟同步系统一部分的另一时钟的局部框图。
图1表示包含本发明时钟同步系统的一个寻呼系统20。该寻呼系统20包括一个寻呼终端22，一个寻呼系统控制器23，及多个分布在广阔地理区域上寻呼台24。寻呼终端22与公共电话交换网(PSTN)26相连接，用于接收包括要求寻呼作为该寻呼系统20用户的个人的来话呼叫。响应于来话呼叫，寻呼终端22产生寻呼信号。该寻呼信号由寻呼终端22传到寻呼系统控制器23。寻呼系统控制器23将该寻呼信号装入到多寻呼的寻呼数据域(PDBS)28中，后者再被传送到寻呼台24。接着每个寻呼台将该寻呼信号播送到一个专门的地理区域上，例如由圆圈29所表示的两个台。
PDBS28传送给寻呼台24的真实方法依赖这样的因素如寻呼台的结构，寻呼台的距离，及/或采用的专门传送系统的经济性。例如，某些PDBS28可经由硬导线或光导纤维的电话链路30传送。另外的寻呼台24可通过微波链路32，还有的寻呼台可经由卫星链路34接收寻呼数据域。当然，寻呼台24可以通过两个或多个通信链路接收PDBS28。在一条链路故障时，可使用另外的链路以保证PDBS28的接收。此外，多条链路可用来同时发送每个PDBS28多份复件给寻呼台24，这就能使各个台的处理装置使有PDBS中每个的信息来校正任何传递的差错。
每个寻呼台24、其中的一个示出细节，包括一个台控制器38及一个发射机40。台控制器38从寻呼系统控制器23接收PDBS28，并将包含在其中的寻呼信号转换成一种格式，以使得它能被调制用于由发射40广播。各个台控制器38又被设置来控制寻呼信号的发送，以使得所有的发射机40在精确的同一时刻广播同一寻呼。这就保证了当作为接收机的寻呼机42处于可接收来自二个或多个寻呼终端广播的地方，即如由圆圈29之间的重叠区域44所示的地方时，该寻呼机实质上将接收到能容易被处理的单个信号。台控制器38控制由各个发射40发送的PDBS28中所含寻呼的传送，以使得每个发射机在同一时间广播包含在一个单个的公共PDBS28中的寻呼。为保证寻呼被同时地播放，台控制器的每一个均设有一个时钟46，并且所有这些时钟均同步。换言之，在同一时刻每个时钟指示相同时间。
图2以框图形式表示本发明时钟同步系统50。在每个寻呼站24中的时钟46及在寻呼系统控制器23中的时钟46，其每一个包括一计数器52及一个时间计数控制器54。计数器52是产生本发时间信号的实际装置，台控制器38用该本地时间信号调节寻呼的广播。时间计数控制器54建立初始设置，由计数指示的初始时间及周期地将时钟信号发送到计数器，以使得计数器总是产生一个精确的本地时间信号。时间计数控制器54利用将计数器的本地时间信号与来自基准时钟的基准时间信号的第一周期性比较使计数器52同步。作为比较之结果，时间计数控制器54首先将计数器52重置位，以使得在同步处理过程结束时，计数器开始产生正确的本地时间信号。时间计数控制器54也调节发送给计数器52的计时信号的速率，以保证计数器继续指示一个精确的本地时间信号。
在本发明的一些优选实施例中，时间计数控制器54从全球定位系统(GPS)的卫星56接收基准时间信号。该卫星产生高精度时间信号。这些卫星56是这样布置的，即使得在地球任何点上的一个地面站，例如一个时间计数控制器54能接收到至少来自一个卫星的信号。在对时间计数控制器54提供GPB卫星接收装置太昂贵或有物质困难的地点，基准时间比较可根据位于地面的维护操作点(MOP)58保持的时间未作出。每个MOP58包括根据基本基准时钟，即GPS卫星56的基准时钟同步的一个时钟46。由位于寻呼台24处的一个或多个时钟产生的本地时间信号与该MOP58保持的基准时间相比较。在系统50的一些变型中预先考虑真实本地/基准时间的比较在MOP58处进行。在每次比较后，MOP58发送给每个时间计数控制器54一个指示这两个时间之间时间差的系数。然后时间计数控制器54使用该时间差系数确定计数器52初始状态必须被重置的范围及计时信号需被调整的范围。该系统50还可这样地构成，以使一个时间计数控制器54或是接收来自GPS卫星56的基准时间或是根据与维护操作点58有关的基准时钟来使相关的计数器同步。
该系统50的一个时钟46参照图3作详细的描述。计数器52是一个32位的计数器，它能够以比时钟的设计精确速率至少快一个数量级的速率步进。计数器52从一个较大的预选固定时间开始以两进制数格式对经过的时间以秒至小到微秒(0.000001秒)为单位保持计数。在该系统的某些变型，计数器52用来以60秒为周期地对经过时间保持计数，即从小时的开始来作确立基准时间标准。(该周期可以从根据格林威治标准时间的一个新小时开始)。在本发明的另外的变型中，计数器52用于这样周期地记录经过的时间，例如如，为从5分钟至80分钟的时长。计数器52产生一个向该控制器其它部件播送的一个经过时间信号，在图中未示出，它是经由时间总线60传送的。台控制器38部件使用该经过时间信号调整它们自己内部的计数器的步进，这些内部计数器保持周期记录(即特定小时)，而对此计数器52记录经过时间。台控制器38将其内部寄存器的周期计数与计数器52的经过时间信号组合起来就产生了一个精确到一微秒的组合小时及秒的时钟信号。
与计数器52相连的是一个复位电路62。在图3中该复位电路表示成与计数器52集合在一起。该复位电路62监测经过的时间，在测量周期结束时，用下一个步进信号将计数器复位至零。例如，当时钟46用于测量60分钟周期时，一旦计数器指示经过时间为3599.999999秒时，在接收到下一个计时信号时就将计数器复位至零。
计数器52的初始同步及随后的步进是由时间计数控制器54控制的。时间计数控制器54包括一个中央处理单元64，例如为一个Motorola6830232位微处理机，以及相关的存储电路，它们一起将计数器52记录的经过时间与由外部源获得的基准时间进行比较。作为比较的结果，该中央处理单元64将复位计数器52的经过时间，以使得它与基准时间同步。该中央处理单元64也控制一个压控振荡器(VCO)66的输出信号频率;这是用于建立提供给计数器52的计时信号的信号。
可以预料，包含在本发明同步系统50中的时钟46将从现存在轨道上的GPS卫星56接收基准时间信号。每当一秒钟，这些卫星56产生一个64字(512位)的时标信息，它包括一个24位的日期时间信号。这是被时间计数控制器54用来调节计数器52输出的基准时间信号。来自GPS卫星56的日期时间信号包括小至毫秒的时间并且它精确到微秒。换言之，当一个GPS卫星56产生的信号为12小时，34分，及56，789秒时，它将精确到12小时，34分，及56，789000秒。
卫星基准时间信号被称为时间控制电路54一部分的GPS接收机68监测。一种合适的接收机68是美国德克隆斯州达拉斯的RocKwell公司生产的“MavCoreV”型接收机。GPS接收机68将日期时间信号处理成可被中心处理单元处理的一种数字格式。在图3中，一个32位的基准时间寄存器70被表示来自GPS接收机68的并行比特据流的即时接收器，用于暂时地存储基准时间数据。这仅是为了图解说明的目的。在系统50的另外变型中，GPS接收机68可以将基准时间或是用并行或是用串行方式直接地提供给中央处理单元64中的寄存器。
中央处理单元64将基准时间与来自于计数器52的本地时间信号相比较。本地时间信号是由计数器52通过一个32位本地时间寄存器76来获得的。本地时间寄存器76经由时间总线60的一个支路接收来自于计数器52的经过时间。本地时间寄存器76锁存接收的由GPS接收机68产生的定时脉冲信号。每当从GPS卫星56接收到一个时标信息时，该GPS接收机68就产生一个定时脉冲信号。
中央处理单元64利用或是执行经过时间的快速增加或减少，或是建立一个新的基本经过时间对计数器52进行初始同步。经过时间的增加或减少的执行是由有选择地产生从中央处理单元64到计数器52的或是向上计数或是向下的计数的时钟脉冲作出的。向上计数时钟脉冲经由向上计数信号线78传送的，而向下计数时钟脉冲是经由向下计数信号线80传送的。中央处理单元64产生一个预置经过时间计数，它经由一个并行比特数据流总线82从中央处理单元64送到计数器数据输入端，该端未示出。
压控振荡器66被一组VCO控制信号调节，这些信号也是由中央处理单元64产生的。在系统50的一个优选实施例中，中央处理单元64产生一个14位的VCO控制字，用于建立由压控振荡器产生的信号的频率。VCO控制字经由一个并行数据总线84传送到数模转换器86。该数模转换器86将VCO控制字转换成提供给压控振荡66的VCO控制信号。在该系统的一个优选变型中，该VCO控制信号在0至8VDC中变化。
压控振荡器66产生一个振荡输出信号，该信号具有大于时钟46步进或精确的速率。由于时钟46构造得能指示小到一微秒的时间，以10MHz产生输出信号的压控振荡器就被采用了，每0.1微秒为为一周期。一种合适的产生该信号的合适的振荡器是Isotemp研究公司的号为OCXO134-10的压控振荡器。该振荡器产生一个在9，999，988及10，000，012Hz之间可变频率输出信号。由振荡器66来的输出信号的频率直接地正比于VCO控制信号的电压。
振荡器输出信号提供给一个峰值检测器88，后者以与VCO输出信号频率相同的速率产生脉冲。时间计数控制器54也可包括一个振荡器输出支线89，通过它将振荡器输出信号提供给寻呼台发射机40。寻呼台发射机40使用振荡器输出信号作为基准信号来调节它产生的载波信号的频率。例如，在某些优良的无线电系统中，每个发射机40包括一个锁相环合成器41(图1)，它产生一个形成载波信号基础的信号。VCO输出信号经过支线89提供给锁相环合成器41，以调节载波信号的频率。
由峰值检测器88产生的时钟信号提供给一个分频器90。该分频器90在收到固定数目的脉冲时就产生真正的计数器计时信号。在本发明所述实施例中，峰值检测器以十倍于计数器52预计步进的速率产生脉冲，时间计数控制器54包括一个十分频的分频器90。分频器90在每接收到第10个时钟脉冲后产生一个计数器计时信号。由分频器90产生的计时信号经由一个向上计数信号线78的一支路提供给计数器52。每当计数器52接到一个脉冲时，计数器就将经过时间的计数增加一。
图3的时间计数控制器54还示有一个与中央处理单元64相连接的网路收发机92。该收发机92是一个经由它使中央处理单元64接收及传送指令及数据的通信站。正象以下要讨论的时钟同步如何地进行，利用参照由一个MOP58保持的基准时钟，通过收发机92传送到时间计数控制器54的是一个发送时标信号的指令;通过收发机传送到时间计数控制器的一种数据是指示如由计数器52所指示的时间及从基准时钟所测量的时间之间的差的时间差信息。网路收发机92的精确性能依赖于同步系统50中的各种时钟之间的通信链路的性质。在某些系统50中，指令及数据是通过无线链路发送的;在这些系统中，收发机92是一个实际的无线电收发机。在另外的系统50中，指令及数据是通过公共电话交换网26进行交换的;在这些系统中网路收发机92起调制解调器的作用。还应注意到该网路收发机可能不是一个明确的部件。例如，在包含本发明的时钟同步系统50的一个寻呼系统20中，通过它使台控制器38接收PDBS28及另外指令及数据的收发机可工作为时间计数控制器54的网路收发机。
本发明的同步系统50调节时钟46的处理过程将参照图4的流程图进行描述。时钟同步处理从由GPS接收器68接收来自于GPS卫星56的时标开始，如步骤100所示。在接收到时标时，GPS接收器68产生一个基准时间信号，另一方面基于包括在时标中的时间信号，调节基准时间信号用于补偿卫星到接收机的传送延时。由GPS接收机68接收的时标引起接收机产生时间脉冲信号，后者又引起本地寄存器76锁存由计数器52产生的经过时间的测量。从GPS接收器68来的基准时间信号及来自于本地时间寄存器76的计数器时间两者都提供给中央处理单元64。在调节步骤102上，对计数器作类似的调节以使计算由接收机68接收的基准时间及由寄存器76锁存的时间之间发生的延时。
并且，在调节步骤102时，基准时间信号及计数器时间信号被置成彼此能被方便地比较的格式。例如，基准信号由一种浮点表示转换成二进制表示的定点数字。根据计数器52保持的计数器时间信号的格式，在该计数器时间信号上可加上或减去一个偏移值。
跟随调节步骤102的是一个比较步骤，在其中将计数器时间与基准时间相比较以产生出一个时间差系数。如果该当前计数器时间及基准时间之差的时间差系数在预定容许值内时，则没有必要或是对计数器52作复位或是调节压控制振荡器66的输出信号。这个同步过程直到接收到下一个基准时间信号才告结束。该容许值是在其范围内希望时钟46提供精确时间的任何预选值。例如，希望时钟46精确到一微秒以内，则容许值应为一微秒。如果时钟46仅需要精确到3微秒，则容许值将为3微秒。
如果计数器时间及基准时间的差在容许值以外，则系统中的时钟继续进行同步并继续采用一个差值比较步骤106。在该差值比较步骤中，时钟时间信号与基准时间之间的时间差系数与一个计数器增加/减少的极限值进行比较，以确定是否或通过时间计数增加或减少时或利用输入一个完全新的经过时间来使计数器复位。在该系统的某些优选变型中，计数器52是以单纯微秒速率步进的;其极限值可为5微秒。5秒微或较小的计数器时间/基准时间差通过一个增加/减少计数步骤108的执行来进行调节。在该增加/减少计数步骤108中，中央处理单元64或是产生上升计数或下降计数指令来复位计数器52。如果当前时间/基准时间的差大于5微秒，则中央处理单元64执行一个复位计数器步骤110，并产生一个装入计数器52的新经过时间计数。中央处理单元64能够通过或是步骤108或是步骤110来置位计数器，因为，对于较小的调节，它可以使计数较快步进或使其减速，而对于较大的调节，单单复位经过时间计数将是较快的方式。
在计数器52被复位后，该中央处理单元64再调整压控振荡器66。该中央处理单元64开始执行一个计算新置位步骤112，其中，中央处理单元64确定该振荡器66输出信号的频率应该上调或下调的范围。在计数器时间确定为大于基准时间的情况下，计算降低振荡器输出信号速率的VCO控制字。在计数器时间小于基准时间的情况下，则计算升高振荡器输出信号频率的VCO控制字。振荡器输出信号频率的增加或减小正比于计数器时间及基准时间之间时间左系数的绝对值发生变化。
计算新VCO控制字的一种方法涉及首先对确定理论上精确校正振荡器输出偏移量的VCO进行数字计算，然后由该计算产生出仅用于校正偏移量中一部分的新控制字。例如，在本发明的一个变型中，产生中心为10MHz输出信号的一个VCO66能被调整12Hz，如果，在一个小时的时间周期上，计数器时间与基准时间之间的测量差值为27微秒，理论上VCO输出信号应被调整0.075Hz才能精确校正作为计时信号基础的信号。但是，并非产生一个新的控制字以0.075Hz来增加或是减少VCO的输出信号，根据这个方法，VCO控制字被调整得使产生的VCO输出高于或低于原先的量为0.0375Hz。这个小于精确校正量的优点在于它减少了对于振荡器输出中任何偏移量超补偿的可能性。应该注意到在上述的例子中，对产生振荡器输出信号的调整仅校正理论精确校正值的50%，这仅用于说明。在本发明的另外变型中，对VCO控制信号的最后调整可为理论精确校正值的不同百分比。在本发明的某些变型中，作为理论精确调整值一个百分比的VCO控制字的调节是可以变化的。
在执行了计算新设置步骤后，中央处理单元64接着执行产生VCO控制的步骤114。在步骤114中，中央处理单元64将新计算的VCO控制字传送给数模转换器86。在收到新VCO控制字时，该数模转换器86产生一个提供给振荡器66的新VCO控制信号。为了对接收新VCO控制信号作出响应，振荡器66产生一个具有稍微变化的频率的新输出信号，用以或是增加或是减少计数器52步进的速率。
在本发明的某些变型中，振荡器66除产生控制计数器52步进的速率的信号外，还产生一个调节由寻呼台发射机40产生的载流信号的偏移基准信号。产生一种偏移基准信号是因为在某些寻呼系统20中，希望单个的寻呼台发射机40以彼此稍为偏移的载波频率进行广播。寻呼台发射机40的载波频率彼此稍有偏移是为了使出现静态无效点减至最小。一个无效点是两个寻呼信号正好异相的地区。在这些地区寻呼机42将接收不到任何可理解的信号。无效点的一个静态线或延着精确以同样频率工作的两个寻呼台发射机发射的寻呼信号被接收并彼此异相的路线发展。固定的或静态的无效点可以用偏移寻呼台发射机的载波频度来消除。无效将仍然发展，但是无效是在其发展的区域中变化的，在任何给定区域，无效的出现仅是很小百分比的时间。于是，位于这个地区的一个寻呼机通常会接收到寻呼信号。
为了消除静态无效点的发展，最好是对寻呼系统20提供彼此稍有偏移的载波频率的寻呼发射机。对于不具有内部频率偏移调节的寻呼发射机，该偏移频率可以由对来自于压控振荡器的输出信号的频率的调节来提供。压控振荡器66的调节可由中央处理单元64修改VCO控制字来进行，以使得该振荡器工作在高于或低于寻呼系统20的载波基频一个XHz的频率上。例如，与第一寻呼台24相关的压控振荡器66可被设定工作于基频10，000，002Hz上;与第二寻呼台相关的第二振荡器可设定工作于频率10，000，000Hz上;与第三寻呼台相关的第三振荡器可设定工作在频率9，999，998Hz上。时钟46的基本的或载波基准频率的偏移调节使得与时钟相关的各个发射机以正比于彼此偏移值的载波频率广播寻呼。压控振荡器66输出频率的这种偏移调节具有一种意料之外的效果。因为振荡器的输出频率控制提供给计数器52的步进信号的速率，偏移频率将使得计数器以或慢于或快于常规步进率的速率步进。在多时钟46的系统中，各个计数器以不同的速率步进。因此，在一次预置后，由于其不同的步进率，各个计数器开始指示不同的时钟时间。
本发明的时钟同步系统50将补偿由于压控振荡器66的偏移频率调节引起的计数器52的增加或减少的步进。中央处理单元64包括一组使该单元周期地增或减计数器52的计数的指令，以便调整或慢于或快于所需步进率的时钟信号速率。图5表示调节进行的过程。中央处理单元64持续地读取来自计数器52的经过时间信号，如步骤120所示，以确定从一个新的偏移调节周期开始已经经过了多少时间。该偏移调节周期是基于偏移频率与系统50的基频之间差的倒数。例如，如果基频是10，000，000Hz，而偏移频率是10，000，002Hz，偏移调节周期为500毫秒。一旦中央处理单元64已确定出经过时间已达到偏移调节周期的终点，以增/减计数器时间步骤122表示，中央处理单元64将自动地经由向下计数信号线80将一个向下计数时钟脉冲传送到计数器52，以将全部经过时间计数减1，如增/减计数器步骤124所示。该偏移调节用于使计数器52复位，以便使计数器指示真实经过时间，就象它是以基本时钟信号步进的，而非是以对压控振荡器施加的偏移调节原结果所产生的信号步进的那样。在增/减计数器步骤124以后，中央处理单元64继续等待基准时间信号的接收，如步骤126所示。如果没有接收到这种信号，则中央处理单元64继续监测全部的经过时间，直到下一偏移调节周期的结束。如果由中央处理单元64接收到基准时间信号，中央处理单元64就继续地执行基准时间比较，并当需要时，进行参照图4所述的随后的计数器同步及压控振荡器的再调节。
如以上讨论的，一个维护操作点MOP58，可用于将一个或多个时钟46的时间与基准时间进行比较。现在参照图6进行描述，理论上，MOP58位于两个或多个寻呼台24的寻呼广播均能被收到的地方。MOP58包括接收由寻呼台24广播的寻呼的接收机142。一种合适的接收机是由费吉尼亚州林奇堡的通用电气公司生产的MASTRⅡ型接收机。由接收机142所接收的信号被一个调制解调器146转换成数字信号。一种执行该任务的调制解调器146是由加利福尼亚州逊尼瓦勒市的AdvancedMicro器件公司生产的AM7910调制解调器。在本发明的一个优选实施例中，调制解调器146工作于976.6波特率上。被MOP58接收的寻呼信号由连接用于接收调制解调器146输出信号的一个中央处理单元(CPU)148监测。该MOP中在处理单元148具有一个未示出的通用异步接收-发射机，它将来自于调制解调器146的串行比特数据流转换成适用于中央处理单元中实际处理部件处理的并行比特数据流。
维护操作点58还包括一个调制解调器150，通过它指令及数据可经由PSTN26与寻呼系统20的其它部件相交换。在本发明的一个优选变型中，该维护操作点58仅与寻呼系统控制器23交换数据及指令。然后该寻呼系统控制器23将专门的指令及数据传送到各个寻呼台24。这些指令及数据是通过与各个台相连接的网路收发机92与寻呼台进行交换的。在本发明的另一优选变型中，MOP58直接地与设计用于监测的寻呼台中一个或多个作指令及数据的交换。在本发明这二者的任一变型中，MOP中央处理单元148具有拨号功能，以致它能与需要与其交换数据的互补系统部件有选择性地联系。这就省去了用一专门的对MOP58可以与另外的部件通过无线电频道交换维护数据。还应该注意到，当一专门的维护操作点58用于监控多个寻呼台24的工作时，系统20控制附近的台关机，以使得MOP58仅接收来自一个台的信号。这就使得维护操作点58能在无另外台发射的信号的干扰下监测该台的工作。典型地，当寻呼通信业务少的期间，系统关掉这些台。
维护操作点58还包括一个与本发明同步系统50中的其它时钟46相同的时钟46，用于监控未设置GPS接收机68的时钟的工作。MOP时钟68向MOP中央处理单元148提供当前时间。该MOP中央处理单元148将它的时钟46的当前时间与由同其相关的寻呼台24的时钟46接收来的时标相比较。作为比较结果的时间差系数被传送回寻呼台处的时钟中央处理单元64，该单元利用这个信息来同步寻呼台的时钟46。
寻呼台24的时标以信息指令152的形式发送，一个这样的指令表示在图7中。一个时间信息指令152从一个指令段154开始。该指令段154包含一个码，该码指示该指令是一具有时标的时间信息指令152以及该MOP中央处理单元148应启动时间比较程序。指令段154的后面一个是现场识别(SI)段156。现场识别段156包括一个指示，该指示的寻呼台24将发送时间信息指令152。现场识别段156的后面一个是时标(TM)段158。该时标段158在时间信息指令152产生时，指示来自于寻呼台进钟46的时间。时标段158的后面一个是暂停160。在数据传输中的暂停160设来用于使MOP中央处理单元148准备好接收该时标，它实际上是以时间识别模式(TRP)162发送的。这是一个专门的信号模式，MOP中央处理单元148辨认出它为时标。例如，该模式是一组位转移信号，譬如以001100110011二进制码模式出现。
各个寻呼台控制器38周期性地构成用于传送到相关的维护操作点58的时间信息指令152。在本发明的某些优选实施例中，寻呼系统控制器23中的系统控制装置指示每个台控制器38什么时间发送一个时间信息指令152。同时，寻呼系统控制器23还将控制另外台控制器，停止它们寻呼台24的发送。这就防止了另外寻呼台24的信号免受由维护操作点58接收时间信息指令152的干扰。当台控制器产生出时间信息指令152时，它将相当于时钟46的约10至25微秒的时间加入到写入时标场158的时间值中。这是为了补偿由指令152传送开始到传送时间识别模式162的时间。
当收到时间信息指令152时，MOP中央处理单元148等待时间识别模式162中的位转移信号。每个转移信号使MOP中央处理单元148从MOP时钟46读当前时间。对接收到位转移信号的时间取平均值，以确定时标被接收的精确时间。然后，MOP中央处理单元148计算时标接收时间与根据MOP时钟的时间之间的时间差系数。该时间差系数的调整用于通路延时，该延时是时标发送到它被MOP中央处理单元148接收之间的时间。该通路延时实际上包括发送延时，即从寻呼台发射机40到传送时间信息指令152所用的时间;在发射机及MOP天线144之间的广播时间;MOP接收机142及调制解调器146的处理时延。一旦时间差系数被调整了，它被传送到调制解调器150，用于发送到相应的寻呼台的时间计数控制器54。在接收到该差值信号时，时间计数控制器的中央处理单元就将计数器52复位和/或调节压控振荡器66，只要是合适的话。
本发明的时钟同步系统50对同时调整多个时钟提供了一种方便的手段，以使得它们指示与基准时钟相关的一个初始时间，及控制时钟步进，使它们都以同样速率步进。因而，作为该系统一部分的所有时钟与基准时钟同步地行进。构成该系统的各个时钟的同步的一个基准时钟是包含在GPS卫星56中的时钟。由GPS卫星56发出的基准时间信号可被或是时钟46本身或是与之相关的维护操作点58接收。这就没有必要在基准时钟及系统时钟46之间或是在系统时钟46及与它们有关的维护操作点58之间建立任何类型的陆上链路。因此，本发明的同步系统50不需要分配愈来愈稀少的无线电频率，或在基准时钟及系统时钟46之间建立某种类型昂贵的硬导线链路。此外，也不需要在基准时钟及系统时钟之间提供硬线链路。这就使本发明的系统50非常适合于同步便携式时钟46，包括在移动中使用的时钟。
如图8所示，在本发明的另一实施例中，真实时钟时间可以不是由计数器52a维持。在本发明的这个实施例中，计数器52a单纯是一个经过时间计数器，它产生的经过时间信号直接地经由数据总线59传送给一个中央处理单元64a。例如，在本发明该实施例的一个变型中，计数器52a可能是一个精确到微秒的一分钟计数器。中央处理单元64a利用对由计数器52a接收到的经过时间增加或减去一个计数器偏移值，计算时钟时间。该计数器偏移值是一个总是由中央处理单元64a保持存储的标量系数。然后，中央处理单元64a经由时间总线60a将这个计算出的时间信号传送到另外的台控制器38的部件上。
在本发明的这个实施例中，在时钟同步处理的初始阶段，GPS接收机将时间脉冲信号传送到中央处理单元64a，其连接未示出，以触发存储由中央处理单元最新计算出的时间。中央处理单元64a将计算出的时间与来自GPS接收机68的基准时间相比较。在该比较的基础上，中央处理单元64a校正计数器偏移值，以使得它反映计数器经过时间与基准时间之间最精确的差值，中央处理单元64a还以与相应图4所述方式相似的方式产生一个新VCO控制字，用以调节计数器52a步进的速率。
在本发明用于产生一个传送寻呼系统发射机40的偏移信号的这个实施例的变型中，各个中央处理单元64a调节与其有关的计数器偏移值，以补偿计数器52a的偏移步进。这些调整是以对单独引起时钟不同步的计数器偏移值的周期性增加或减少的形式进行的。
本发明这个实施例的优点在于它省略了提供这样一个计数器的需要该计数器可由经由向上及向下计数线路的信号渐增地复位呀是整体地由经过并行数据总线的信号复位。本发明的时钟的另一优点是，中央处理单元64a可以比它能从计数器接收时钟时间更迅速地计算时钟时间。在本发明的变型中，中央处理单元64a执行的工作不同于控制计数器52a的步进，这使得能更方便地得到最新时钟时间。因此，中央处理单元64a能执行另外的需在与需执行工作的精确时刻更相符的时刻执行的工作。
以上详细的说明局限在本发明的专门实施例中。显然，在达到本发明的某些或全部优点的程度上，总是能对本发明作出变化和修改的。例如，在本发明的某些变型中，计数器52或计数器52a可用产生指示当前时间读数输出信号的一个门阵列取代。在本发明的这些实施例中，分频器可以整体地包含在门阵列中。同时，由门阵列保持的用于渐增地修正时钟时间信号的向上及向下计数的信号将直接地与门阵列相连接。在本发明另一些实施例中，可以省去计数器。在本发明压控振荡器VCO66产生10MHz的这个实施例的方案中，计数器可用100毫微秒速率步进。本发明另外的变型可以不包括设在中央处理单元64及计数器52之间用于增加步进或延迟计数的向上及向下计数的一组线路。在本发明的这些变型中，对分频器90可附设一个开关电路，用来使来自峰值检测器88的未分频信号直接地提供给计数器52以使其快速步进;这些开关也可以设置成防止峰值检测器的信号提供给分频器，结果阻止分频器产生时钟信号，以便延迟计数器的步进。
此外，可使用不是由GPS卫星56保持的基准时钟来提供基准时钟信号。例如，可以提供一种本发明的本地时钟同步系统50，其中基准信号是从小功率发射机播送到多个附近的时钟的。该系统的每个时间计数控制器54可包括一个接收该基准时间信号的附设接收机。当需要时，该系统可在一个短期间内对一个区域中提供若干非常精确的时钟。例如，它可用于地震勘测。
此外，应该注意到，在系统时钟46及一个互补维护操作点58之间传送的时间信息指令152的具体结构类似地仅是用于说明而非限制的目的。例如，某些指令的格式是使在一个指令字的面紧跟着一个时间识别模式。在本发明的这些变型中，时标将跟随在时间识别模式的后面。另外，某些指令可以自计时。这意味着，每个时间信息指令152将不包括控制MOP58启动时间比较程序的一个专门指令。而是使MOP58能设计成在收到台的时标信号时对该专门寻呼台24自动地启动时间比较程序。同时，在本发明的这个变型中，虽然时钟46表示为与使用它们的另外部件是分隔开的，当然应理解为这是为了说明之目的，而非限定。例如，也可描述将一个时钟构造在一个系统中，譬如将其设置在寻呼台24的一个台控制器38中。这种组装对于有效及经济地使用部件具有意义，它使得控制与操作台的处理机又用作为控制时钟计数器再同步及令使计数器步进的压控振荡器复位。
类似地，应该理解到，虽然本发明所述的变型中，同步系统50，虽然是寻呼系统20的一部分，但还可使用在另外的环境中。例如，系统50用于对双向(无线电与电视)联播系统、对遥测系统、数据采集系统、或是需与移动接收机交换数据的系统时钟部分进行同步控制。因此，所附权利要求之目的在于覆盖落在本发明真正精神与范围内的所有这些变型。
在本发明实施中，一种独占的产权或特权被限定如下
权利要求
1.一种可被发射基准时间信号的基准时钟所保持的时间同步的时钟，所述地钟包括a.一个连续步进的计数器，用于维持响应计时信号的时钟时间信号；b.一个时间计数控制器，具有一个与所述计数器相连接用于建立时钟初始状态的初始化电路，一个与所述计数器相连接用于对其产生计时信号的计数器前进电路，及与一个所述初始化电路及所述计数器步进电路相连接用于接收时间差系数的时钟同步电路，由此，当所述时间差系数被其接收到时，所述时钟同步电路选择性地控制所述初始化电路建立一个新时钟初始状态及控制所述计数器步进电路以改变所述计时信号；及c.一个差值计算电路，包括接收基准时间信号的第一接收电路及接收所述时钟时间信号的第二接收电路，以及一个用以计算基准时间信号及所述时钟时间信号之间的差作为所述时间差系数的，及用于将所述时间差系数发送到所述时钟同步电路的一个差值处理电路。
2.根据权利要求1的时钟，其中所述差值计算电路的第一接收电路与所述时钟同步电路相连接，用于对其提供基准时间信号;所述差值计算电路的第二接收电路包括在所述计数器及所述时钟同步电路之间的链路，通过它所述时钟时间信号提供到所述时钟同步电路;及其中所述时钟同步电路计算所述基准时间信号及所述时钟时间信号之间的所述时间差。
3.根据权利要求2的时钟，其中所述时钟同步电路是一个微处理机。
4.根据权利要求2的时钟，其中所述差值计算电路的第一接收电路是一个基准时间接收器它设计成接收基准时间信号并与所述时钟同步电路相连接用以对其传送基准时间。
5.根据权利要求4的时钟，其中基准时钟是一个卫星，及其中所述基准时间接收机适用于从该卫星接收基准时间信号。
6.根据权利要求4的时钟，其中所述差值计算电路的第二接收电路包括连接在所述计数器及所述时钟同步电路之间的一个寄存器，其中所述寄存器在接收到定时脉冲信号时锁存所述时钟时间信号，及所述时钟同步电路由所述锁存时钟时间信号计算所述时间差系数;及其中所述基准时间接收机与所述寄存器相连接，用于对其提供定时脉冲信号，以及其中所述定时脉冲信号是当所述第一基准时间接收机接收到基准时间信号时产生出的。
7.根据权利要求4的时钟，其中所述时钟同步电路是一个微处理机。
8.根据权利要求2的时钟，其中所述计数器步进电路包括一个发生可变频率输出信号的一个压控振荡器，用于产生一个可变频率的计时信号，及其中所述时钟同步电路将控制电压提供给所述压控振荡器，用于建立所述计时信号。
9.根据权利要求7的时钟，其中所述压控振荡器输出信号的频率大于所述计时信号的频率，及其中所述计数器步进电路包括一个分频器，用于接收压控振荡器输出信号及由其产生所述时钟时间信号。
10.根据权利要求9的时钟，其中所述差值计算电路的第一接收基准时间信号并与所述时钟同步电路相连接用于对其传送基准时间信号。
11.根据权利要求10的时钟，其中所述差值计算电路的第二接收电路还包括一个连接在所述计数器及所述时钟同步电路之间的寄存器，其中所述寄存器及所述寄存器在接收到定时脉冲信号时锁存所述时钟时间信号，及所述时钟同步电路从所述锁存的时钟时间信号计算所述时间差系数;以及在其中，所述基准时间信号接收机与所述寄存器相连接，用于对其提供所述定时脉冲信号，及其中所述定时脉冲信号是在所述基准时间接收机接收到基准时间信号时产生的。
12.根据权利要求1的时钟，其中所述差值计算电路是远离所述时间计数控制器的维护操作点的一部分，及其中所述维护操作点包括用以周期性从基准时钟接收基准时间信号的第一接收机;与所述第一接收机相连接用于维持基准时间信号的一个维护操作时钟;第二个接收机用于接收所述时钟时间信号;及，一个时间差值计算电路，它与所述维护操作点时钟相连接用于接收基准时间信号，及与所述第二接收电路相连接用于接收所述时钟时间信号，用于计算基准时间信号及所述时钟时间信号，用于计算基准时间信号及所述时钟时间之间的时间差系数，并将该表示所述时间差系数的差值信号传送给所述时钟同步电路;及其中时钟同步电路包括一个接收机，用于从所述维护操作点接收所述差值信号。
13.一个根据发送基准时间信号的基准时间时钟工作的时钟同步系统，包括a.多个时钟，其中每个所述时钟包括一个连续步进的计数器，用于响应计时信号来维持时钟时间信号;一个时间计数控制器，具有一个与所述计数器相连接用于建立作为所述时钟时间信号的时钟起始状态的初始化电路;一个与所述计数器相连接用于对其产生所述计时信号的计数器步进电路;以及一个用于接收时间差值系数的时钟同步电路，它与所述初始化电路及所述计数器步进电路相连接，由此，当所述时间差系数被其接收到时，所述时钟同步电路选择性地控制所述起动电路建立一个新的时钟初始状态及控制所述计数器步进电路以改变所述计数器步进信号;b.其中所述时钟的第一部分包括一个基准时间接收机，用于从基准时钟接收基准时间信号，及与所述时钟同步电路相连接，用于对其提供基准时间信号;在所述时钟的第一部分的所述计数器及所述时钟同步电路之间的一个链路，用以将所述时钟时间信号提供给所述时钟同步电路;以及其中所述时钟的第一个的所述时钟同步电路计算所述基准时间信号及所述时钟时间信号之间的所述时间差系数;c.一个远离所述时钟的第二部分的维护操作点，包括用以基准时钟接收基准时间信号的第一接收机，与所述第一接收机相连接的用于维持基准时间信号的一个维护操作时钟，第二个接收机用于从所述时钟的第二个接收所述时钟时间信号，以及一个时间差值计算电路，它与所述维护操作点时钟相连接用于接收基准时间信号，及与所述第二接收机相连接，用于接收所述时钟时间信号，该计算电路用于计算基准时间信号与所述时钟时间信号之间的时间差系数，并将该表示所述时间差系数的差值信号传送到所述时钟中的所述第二时钟;及d.在所述时钟中所述第二时钟处的一个接收单元，用于接收差值信号，并与所述时钟同步电路相连接用于对其提供所述时间差系数。
14.根据权利要求13的时钟同步系统，其中其准时钟是一个卫星，及其中所述基准时间接收机适用从该卫星接收基准时间信号。
15.根据权利要求13的时钟同步系统，其中所述时钟的所述第一部分还包括连接在所述计数器及所述时间同步电路之间的一个寄存器，其中所述寄存器在接收到定时脉冲信号时锁存所述时钟时间信号，及所述时钟同步电路由所述锁存的时钟时间信号计算所述时间差系数;及所述基准时间接收机与所述寄存器连接，用以对其提供定时脉冲信号，以及其中所述定时脉冲信号是当所述时钟中所述第一时钟的所述基准时间接收机接收到基准时间信号时产生出的。
16.根据权利要求13的时钟同步系统，其中所述计数器步进电路的每个包括一个发生可变频率输出信号的一个压倥振荡器，用于产生一个可变频率计时信号，及其中每个所述时钟同步电路将控制电压提供给与其相关的所述压控振荡器，用于建立所述计时信号。
17.根据权利要求16的时钟同步系统，其中所述压控振荡器输出信号的频率大于所述计时信号的频率，及其中每个所述计数器步进电路包括一个分频器，用于接收压控振荡器输出信号及由其产生所述计时信号。
18.根据权利要求13的时钟同步系统，其中至少二个所述时钟的所述时钟同步电路是这样构成的，致使所述与其相关的计数器步进电路产生彼此不同的计时信号，以便使所述计数器以不同的速率步进;所述至少二个时钟的所述时钟初始化电路是这样构成的，它们调节与其相关的所述计数器，以使得在所述时钟时间初值之间进行修改，以便至少实质上使彼此周期性地相等。
19.根据权利要求18的时钟同步系统，其中所述至少二个时钟的时钟渐增电路利用对被所述相关的计数器维持的所述时钟时间信号的周期性渐增改变来修改所述时钟时间信号。
20.用于使至少一个时钟与发送基准时间信号的一个基准时钟保持的时间同步的一个时钟同步系统，其中所述至少一个时钟包括a.一个连续步进的计数器，用于响应计时信号来维持经过时间信号;b.一个时间计数控制器包括一个与所述计数器相连接的时钟时间处理机用于接收所述经过时间信号并在所述经过时间及计数器偏移值的基础上产生一个时钟时间信号，其中所述计数器偏移值被所述时钟时间处理机存储;一个与所述计数器相连接的计数器步进电路，用来对其产生所述计时信号，其中所述计数器步进电路以可变速率产生所述计时信号;以及一个与其相连接的用来接收时间差系数的时钟同步电路，及它与所述时钟时间处理器及所述计数器步进电路相连接，由此当其接收到所述时间差系数时，所述时钟同步电路选择地校正所述计数器偏移值，并选择地调整所述计数器步进电路产生所述计数器步进信号的速率;及c.一个差值计算电路包括第一接收电路用以接收基准时间信号，及第二接收电路用以接收所述计数器时钟时间信号，以及一个差值处理电路用以计算基准时间信号及所述时钟时间信号之间的差，作为时间差系数，并将该时间差系数发送到所述时钟同步电路。
21.根据权利要求20的时钟同步系统，其中所述时间计数控制器包括一个中央处理单元，并且所述中央处理单元包括所述时钟时间处理器及所述时钟同步电路。
22.根据权利要求21的时钟同步系统，其中所述差值计算电路的第一接收电路与所述中央处理单元相连接，用以对其提供基准时间信号;及所述中央处理单元计算所述基准时间信号及所述时钟时间之差的所述时间差系数。
23.根据权利要求21的时钟同步系统，其中所述差值计算电路是远离所述时间计数控制器的维护操作点的一部分，及其中所述维护操作点包括用以从基准时钟周期性地接收基准时间信号的第一接收机;与所述第一接收机相连接用于维持基准时间信号的一个维护操作时钟;用于接收所述计数器时钟时间的第二接收机;及，一个时间差值计算电路，它与所述维护操作点时钟相连接用于接收基准时间信号，及与所述第二接收电路相连接用于接收所述计数器时钟时间，该计算电路用于计算基准时间信号及所述计数器时钟时间之差的时间差系数，并将该表示所述时间差系数的差值信号传给所述时钟同步电路;及其中，所述时间计数控制器包括一个从所述维护操作点接收所述差值信号的接收机，其中在所述接收机与所述中央处理单元相连接，用于向其传送所述差值信号，作为所述时间差信号。
24.根据发射基准时间信号的基准时间信号工作的一个时钟同步系统，包括a.多个时钟，其中每个时钟包括一个连续步进的计数器，用于响应计时信号来维持经过时间;一个时间计数控制器，包括一个时钟时间处理器，与所述计数器相连接用于接收所述经过时间值，该处理器在所述经过时间值及在计数器偏移值的基础上产生一个时钟时间信号，其中所述计数器偏移值由的述时钟时间处理器存储;一个与所述计数器相连接的计数器步进电路，用于对其产生所述计时信号，其中所述器步进电路以可变化速率产生所述计时信号;以及一个连接来接收时间差系数的时钟同步电路，它与所述时钟时间处理机及所述计数器步进电路相连接，由此当接收到时间差系数时，所述时间同步电路选择地校正所述计数器偏移值及选择地调节所述计数器步进电路产生所述计数器步进信号的速率;b.其中所述时钟的第一个基准时间接收机，用于从基准时钟接收基准时间信号，及与所述时钟同步电路相连接，用于对其提供基准时间信号;在所述时钟的第一个的所述时钟时间处理器及所述时钟同步电路之间的一个链路，用以将所述时钟同步信号提供给所述时钟同步电路;以及其中所述时钟的第一个的所述时钟同步电路计算所述基准时间信号及所述时钟时间信号之间的所述时间差系数;c.一个远离所述时钟的第二个时钟的维护操作点，包括用以从基准时钟接收基准信号的第一接收机，与所述第一接收机相连接的用于维持基准时间信号的一个维护操作时钟，第二接收机用于从所述时钟的第二个接收所述时钟时间信号，以及一个时间差值计算电路，它与所述维护操作点时钟相连接用于接收基准时间信号，及与所述第二接收机相连接，用于接收所述时钟时间信号，该计算电路用于计算基准时间信号与所述时钟时间信号之间的时间差系数，并将该表示所述时间差系数的差值信号传送到所述时钟中的所述第二时钟;及d.在所述时钟中所述第二时钟处的一个接收单元，用于接收差值信号，并与所述时钟同步电路相连接，用以对其提供所述时间差系数。
25.根据权利要求24的时钟同步系统，其中至少两个所述时钟设有的时钟同步电路是这样构成的，它致使所述与其相关的计数器步进电路产生彼此不同的计时信号，以便使所述计数器以不同的速率步进;所述至少两个时钟的所述时钟同步电路是这样构成的，它们校正与其相关的所述计数器偏移值，以使得在所述时间差系数被收到时间之间，所述时钟时间处理器将产生彼此实质相同的时钟时间。
26.根据权利要求25的时钟同步系统，其中所述至少两个时钟的所述时钟同步电路利用周期性地渐增所述计数器偏移值来校正计数器偏移值。
27.用于提供时间信号及基准信号的时钟网路，包括多个时钟，每个所述时钟包括一个可连续步进的计数器，用于响应基准信号来维持时间值;一个信号发生器，用于产生所述基准信号并将其提供到与它相关的计数器，其中至少两个信号发生器构造成产生不同的所述基准信号，以使得与其相关的所述计数器以不同的速率步进;一个时间值处理电路，它与所述计数器相连接，用于基于所述时间值产生时间信号，与至少两个信号发生器相关的所述时钟时间值处理电路构造成基于所述不同的时间值产生出实质彼此相同的时钟时间。
28.根据权利要求27的时钟网路，其中计数器维持时钟时间，根据该时钟时间产生所述时间信号，以及所述时间值处理电中周期性地使所述计数器渐增，以使得所述时钟时间实质上彼此周期性地相同。
29.根据权利要求28的时钟网路，其中所述基准信号是可变频率的信号，及所述信号发生器产生不同频率的所述基准信号。
30.根据权利要求27的时钟风路，其中所述计数器维持经过时间计数;所述时间值处理电路维持各自计数器的偏移值，用于将它们与所述经过时间计数相结合来产生时间信号;以及所述时间值处理电路周期性地渐增改变所述计数器偏移值，以使得所述时间信号周期性地彼此实质相同。
31.根据权利要求30的时钟网路，其中所述基准信号是可变频率的信号，以及所述信号发生器产生不同频率的所述基准信号。
32.一个广播网路，包括多个用于以一个载波频率广播无线电信号的无线电发射机，每个所述发射机包括一个载频控制电路，用以建立所述发射机的所述载频，其中所述载频控制电路基于一个基准信号建立所述载频;多个时钟电路，其中每个所述时钟电路与多个所述无线电发射机中相应的一个相连接，每个所述时钟电路包括一个可连续步进的计数器，用于响应所述基准信号来维持时间值;一个信号发生器，用于产生所述基准信号并将其提供到所述载频控制单元及与其相关的所述计数器，其中至少两个时钟信号发生器构造成产生不同的所述基准信号，以使得与其相关的所述发射机以不同载频广播，及所述与其相关的计数器以不同的速率步进，以使得所述计数器保持不同的时间值;一个时间值处理电路，它与所述计数器相连接，用于基于所述时间值产生时钟时间，其中所述与至少两个信号发生器相关的时钟时间值处理电路构造成基于不同的时间值产生出实质彼此相同的时钟时间。
33.根据权利要求32的广播网路，其中计数器维持时钟时间，根据该时钟时间产生所述时间信号，以及所述时间值处理电路周期性地使所述计数器渐增，以使得所述时钟时间实质上彼此周期性地相同。
34.根据权利要求33的广播网路，其中所述基准信号是可变频率的信号，及所述信号发生器产生不同频率的所述基准信号。
35.根据权利要求32的广播网路，其中所述计数器维持经过时间计数;所术时间值处理电路维持各自计数器的偏移值，用以将它们与所述经过时间计数相结合来产生时间信号;以及所述时间值处理电路周期性地渐增改变所述计数器偏移值，以使得所述时间信号周期性地彼此相同。
36.根据权利要求35的广播网路，其中所述基准信号是可变频率的信号，以及所述信号发生器产生不同频率的所述基准信号。
全文摘要
一种使多个时钟工作以与基准时钟同步运行的时钟同步系统，各时钟包括指示当前时间并由对其施加计数器步进信号连续增进的计数器(52)。时间计数控制器(54)同时用于初始化计数器及产生控制计数器步进的计时信号，并且监测由计数器指示的时间及将该时间与从基准时钟接收的基准时间信号相比较；从而时间计数控制器选择性地再初始计数器并调整提供给计数器的计时信号速率，以保证计数器与基准时钟步进速率相等。
文档编号G04G7/02GK1082285SQ9310456
公开日1994年2月16日 申请日期1993年3月31日 优先权日1992年3月31日
发明者M·L·韦沙曼, S·W·格列斯纳, R·E·本茨, J·R·考劳利-迪尔克斯 申请人:格伦内勒电子有限公司