专利名称：一种时间补偿的方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及时间同步领域，具体地说，涉及一种通讯设备时间补偿的方法、装置和系统。
背景技术：
随着TD-SCDMA、TD-LTE系统对高精度时间地面传送需求的出现，要求网络设备和 基站设备等能提供各种类型的高精度时间同步方式，其中一种方式采用1秒脉冲+日时间 (lpps+TOD)时间接口进行时间同步，使得同步时间精度小于1微秒。该同步方式中采用的lpps+TOD信号定义如图一，主设备通过往从设备发送 lpps+TOD信号，从设备接收主设备发送过来的lpps+TOD信号并解析出时间信息，如图1所
7J\ ο具体方式为，对于IPPS秒信号脉冲，将上升沿作为准时沿，其中上升时间一般小 于50纳秒，所以误差影响可以忽略，而其脉宽一般为20ms 200ms。对于TOD信号，一般在PPS信号脉冲的上升沿的Ims后开始传送TOD信息，并在 500ms内传完，此TOD消息标示当前IPPS上升沿时间。其中，TOD协议报文发送频率一般为 每秒1次，其信号波特率一般默认为9600，无奇偶校验，1个起始位(用低电平表示)，1个 停止位(用高电平表示)，空闲帧为高电平，8个数据位。但由于主设备通过线缆向从设备传输1PPS+T0D时间信号时，线缆传输信号都会
产生延时，这时会导致1PPS+T0D传输时间精度下降，因此从设备需要对传输线路进行补 m
te ο实际处理中，就需要在工程安装时分别测量出主从设备传输1PPS+T0D信号实际 使用的线缆长度，通过换算关系，估算出主从设备之间的线路延时，根据此延时人工设置从 设备的线路补偿值进行补偿。但采用该方案，需要人工测量主从设备之间的线缆长度，并 且需要人工进行补偿值设置，人工成本高；并且忽略了不同材料对传输影响，导致补偿误差 大。
发明内容
鉴于以上问题，本发明实施例提出了一种时间补偿的方法、装置和系统，避免人工 设置成本高并且误差大的问题。一种时间补偿的方法，所述方法包括主设备发送1秒脉冲PPS和日时间TOD信号给从设备，在第一个Is周期内，接收到所述从设备反馈信号下降沿后，计算出所述主设备发 送秒脉冲下降沿到所述主设备接收反馈信号下降沿的时间差t后，根据t’ = (t-Δ t)/2得 出线路传输延时时间t’，其中At是表示从设备接收到PPS下降沿后延时At向主设备发 送反馈信号下降沿；在第二个Is周期内，将所述第一个Is周期内生成的所述线路传输延时时间t’发送给所述从设备；使所述从设备能根据所述延时数据进行修正补偿。一种时间补偿的装置，所述装置包括脉冲发送单元，用于发送1秒脉冲PPS和日时间TOD信号给从设备；反馈信号接收单元，用于在所述输出高阻信号的时间段内，接收所述从设备输出 的高电平反馈信号；延时时间计算单元，用于计算出所述脉冲发送单元发送秒脉冲下降沿到所述反馈 信号接收单元接收反馈信号下降沿的时间差t后，根据t’= (t-At)/2得出线路传输延时 时间t’，其中At是表示所述从设备接收到PPS下降沿后延时At发送反馈信号下降沿；延时时间信号发送单元，用于将所述线路传输延时时间t’发送给所述从设备对时 间进行修正补偿。一种时间补偿的装置，所述装置包括，秒脉冲接收单元，用于接收从主设备发送的1秒脉冲PPS和日时间TOD信号；反馈信号发送单元，用于在所述秒脉冲接收单元接收1秒脉冲的下降沿后，输出 高电平反馈信号；延时时间信号接收单元，用于接收从所述主设备发送的线路传输延时时间信号；设备时间修正单元，用于根据所述延时时间信号接收单元接收到的线路传输延时 时间信号对时间进行修正补偿。一种时间补偿的系统，所述系统包括主设备和从设备，所述主设备发送给从设备1秒脉冲PPS和日时间TOD信号；所述从设备在接收到 所述主设备发送的秒脉冲下降沿后，输出高电平反馈信号；所述主设备计算出所述脉冲发 送单元发送秒脉冲下降沿到所述反馈信号接收单元接收反馈信号下降沿的时间差t后，根 据t’= (t-At)/2得出线路传输延时时间t’，其中At是表示所述从设备接收到所述PPS 下降沿后延时At向主设备发送反馈信号下降沿；并将所述线路传输延时时间t’发送给所 述从设备对时间进行修正补偿。利用本发明实施例的方案，不仅保证了 1PPS+T0D传输时间的精度，还实现了对主 和从设备传输1PPS+T0D时间信号的线路延时进行自动检测和自动补偿，降低了人工成本。
图1为lpps+TOD信号定义示意图；图2为本发明实施例主从设备PPS信号和反馈信号时序图；图3为本发明实施例主从设备PPS信号和反馈信号时序具体实例图；图4为本发明实施例一种时间补偿设备的结构示意图；图5为本发明实施例另一种时间补偿设备的结构示意图；图6为本发明实施例一种时间补偿系统的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。本发明实施例中，主设备发送给从设备IPPS秒脉冲和TOD信号，在发送给从设备IPPS秒脉冲高电平结束后，先发送低电平信号持续一段时间后输出高阻信号；具体脉冲和 电平信号如图2所示，所述主设备输出低电平信号持续tl时间(比如为0. 5ms)，然后输出 高阻信号持续(t2-tl)时间(比如为9. 5ms)，其中t2时间段范围可以是主设备发送给从设 备IPPS秒脉冲下降沿到下一个IPPS秒脉冲上升沿之间的任何时间段。从设备在接收到主 设备发送的秒脉冲下降沿后t3时间(比如为1ms)，输出高电平反馈信号，持续输出高电平 信号t4时间(比如为0. 5ms)和低电平信号t5时间(比如为0. 5ms)；其中tl彡t3 < t2， (t3+t4+t5) < t2，即从设备持续输出反馈信号高电平和低电平可以定义在主设备输出高 阻信号时间段的任意时间内。主设备接收到从设备反馈信号下降沿后，计算出主设备上的 秒脉冲出现下降沿到主设备接收反馈信号下降沿的时间差t，再计算t-(t3+t4)，将所述差 值的一半即[t_(t3+t4)]/2作为线路传输延时时间发送给从设备对时间进行修正补偿。其 中在极理想的情况下，所述(t3+t4)可以为零。其中，上述IPPS和TOD信息传送可采用422电平方式，物理接头采用RJ45或DB9， 其电气特性满足相应标准要求，当主和从设备都输出高阻信号时线路能通过利用电阻下拉 到负极电源或上拉到正极电源来保持低电平。主从设备之间的lpps+TOD时间信号传输以进行时间补偿的步骤，如图3所示，包 括步骤302 主设备发送IPPS秒脉冲和TOD信号给从设备，步骤304 在第一个Is周期内，接收到所述从设备反馈信号下降沿后，计算出所述 主设备发送秒脉冲下降沿到所述主设备接收反馈信号下降沿的时间差t后，根据线路传输 延时时间t’= (t-At)/2得出线路传输延时时间，其中At是表示从设备接收到PPS下降 沿后延时At向主设备发送反馈信号下降沿；步骤306 在第二个Is周期内，将所述第一个Is周期内生成的所述线路传输延时 时间t’发送给所述从设备；使所述从设备能根据所述延时数据进行修正补偿。所述方法进一步包括步骤303 所述主设备在发送给从设备1秒脉冲的高电平结 束后，先发送低电平信号持续一段时间后输出高阻信号；在所述输出高阻信号的时间段内， 接收从设备输出的高电平反馈信号。还进一步包括步骤308a 在所述第二个Is周期内，也计算出所述主设备发送秒脉 冲下降沿到所述主设备接收反馈信号下降沿的时间差t后，根据线路传输延时时间t’ = (t-At)/2得出第二个Is周期内的线路传输延时时间，；步骤308b 在第三个Is周期内，重复第二个Is周期内的动作，即主设备发送IPPS 秒脉冲和TOD信号，接收到从设备反馈信号下降沿，也计算出第三个Is周期内的t’，并将 前一个Is周期生成的线路传输延时时间t’发送给从设备；从设备接收IPPS秒脉冲和TOD 信号，往主设备发送反馈信号，并把延时数据取出再次进行修正补偿。进一步地包括步骤300，在所述第一个Is周期之前，主设备将自身支持秒脉冲时 间同步的能力通知从设备，具体包括向从设备发送IPPS秒脉冲和TOD信号，设置延时数据 无效，也不接收从设备反馈信号；从设备接收IPPS秒脉冲和TOD信号，但不往主设备发送反 馈信号。进一步地，在理想情况下，At可以等于0，这时所述主设备在计算出主设备发送 秒脉冲下降沿到主设备接收反馈信号下降沿的时间差t之后，再将得到的差值的一半作为线路传输延时时间，即t’ =t/2。在此后的所有Is周期内都一直重复上述第四个Is周期内的工作，实现对信号传 输的准确修正补偿。下面结合一个具体实例来对主从设备lpps+TOD时间传输流程进行说明1、在第一个Is周期内主设备发送IPPS秒脉冲和TOD信号。设置延时数据无效， 不接收从设备反馈信号的下降沿。具体操作包括往TOD载荷字节偏移量为13 15的3个 字节写入 bit23 = 0、bit22 = l、bit21 bitO = 0。从设备接收IPPS秒脉冲和TOD信号，也不往主设备发送反馈信号。对载荷内容字 节偏移量为13 15的3个字节解析如下bit23解析为0，准备下一个Is周期往从设备反 馈信号；bit22解析为1，不处理延时数据。该Is周期内是主设备将自身支持秒脉冲时间同 步的能力通知从设备；2、在第二个Is周期内主设备发送IPPS秒脉冲和TOD信号。TOD载荷字节偏移 量为13 15的3个字节写入bit23 = 0、bit22 = 1、bit21 bitO = 0。接收到从设备 反馈信号下降沿，计算出主设备发送秒脉冲下降沿到主设备接收反馈信号下降沿的时间差 t，得出线路传输延时时间为t/2 ；如果从设备接收到PPS下降沿后被设置为延时1. 5ms后向主设备发送反馈信号下 降沿，则所述线路传输延时时间相应地为(t-1. 5ms)下文以该假设的场景进行描述。从设备接收IPPS秒脉冲和TOD信号，往主设备发送反馈信号，对载荷内容字节偏 移量为13 15的3个字节解析如下bit23解析为0，准备下一个Is周期往从设备反馈信 号；bit22解析为1，不处理延时数据。3、在第三个Is周期主设备发送IPPS秒脉冲和TOD信号。TOD载荷字节偏移量 为 13 15 的 3 个字节写入 bit23 = 0、bit22 = 0、bit21 bitO = (t-1. 5ms)/2。接收 到从设备反馈信号下降沿，计算出主设备发送秒脉冲下降沿到主设备接收反馈信号下降沿 的时间差t，得出线路传输延时时间为(t-1. 5ms)/2，并将前一个Is周期生成的线路传输延 时时间(t-1. 5ms)/2发送给从设备；。从设备接收IPPS秒脉冲和TOD信号，往主设备发送反馈信号，对载荷内容字节偏 移量为13 15的3个字节解析如下bit23解析为0，准备下一个Is周期往从设备反馈信 号；bit22解析为0，把bit21 bitO延时数据取出进行修正补偿。4、在第四个Is周期开始，主从设备按第三个Is周期流程工作。主设备可以通过TOD载荷内容字节偏移量为13 15的3个保留字节来将将延时 数据发送给从设备，具体利用哪几个字节来传送没有实质区别。对载荷内容字节偏移量为 13 15的3个保留字节定义如表1。表1T0D载荷内容字节偏移量为13 15的3个保留字节定义
权利要求
1.一种时间补偿的方法，其特征在于，所述方法包括主设备发送1秒脉冲PPS和日时间TOD信号给从设备，在第一个Is周期内，接收到所述从设备反馈信号下降沿后，计算出所述主设备发送秒 脉冲下降沿到所述主设备接收反馈信号下降沿的时间差t后，根据t’= (t-At)/2得出线 路传输延时时间t’，其中At是表示从设备接收到PPS下降沿后延时At向主设备发送反 馈信号下降沿；在第二个Is周期内，将所述第一个Is周期内生成的所述线路传输延时时间t’发送给 所述从设备；使所述从设备能根据所述延时数据进行修正补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，所述主设备在发送 给从设备1秒脉冲的高电平结束后，先发送低电平信号持续一段时间后输出高阻信号；在 所述输出高阻信号的时间段内，接收从设备输出的高电平反馈信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在所述第二个Is周 期内，也计算出第二个Is周期内的t’，使所述从设备在第三个Is周期内能根据在第二个 Is周期内计算出的t’进行修正补偿。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在所述第一 个Is周期之前，主设备将自身支持秒脉冲时间同步的能力通知从设备。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述At= 0。
6.一种时间补偿的装置，其特征在于，所述装置包括脉冲发送单元，用于发送1秒脉冲PPS和日时间TOD信号给从设备；反馈信号接收单元，用于在所述输出高阻信号的时间段内，接收所述从设备输出的高 电平反馈信号；延时时间计算单元，用于计算出所述脉冲发送单元发送秒脉冲下降沿到所述反馈信号 接收单元接收反馈信号下降沿的时间差t后，根据t’ = (t-Δ t)/2得出线路传输延时时间 t’，其中At是表示所述从设备接收到PPS下降沿后延时At发送反馈信号下降沿；延时时间信号发送单元，用于将所述线路传输延时时间t’发送给所述从设备对时间进 行修正补偿。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括，电平信号控制单元，用于在秒脉冲的高电平结束后，先发送低电平信号持续一段时间 后再输出高阻信号。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，当At= O时，所述装置延时时间计 算单元在计算出主设备发送秒脉冲下降沿到主设备接收反馈信号下降沿的时间差t之后， 再将得到的差值的一半作为线路传输延时时间，即t’ = t/2。
9.一种时间补偿的装置，其特征在于，所述装置包括，秒脉冲接收单元，用于接收从主设备发送的1秒脉冲PPS和日时间TOD信号；反馈信号发送单元，用于在所述秒脉冲接收单元接收1秒脉冲的下降沿后，输出高电 平反馈信号；延时时间信号接收单元，用于接收从所述主设备发送的线路传输延时时间信号；设备时间修正单元，用于根据所述延时时间信号接收单元接收到的线路传输延时时间 信号对时间进行修正补偿。
10. 一种时间补偿的系统，其特征在于，所述系统包括主设备和从设备， 所述主设备发送给从设备1秒脉冲PPS和日时间TOD信号； 所述从设备在接收到所述主设备发送的秒脉冲下降沿后，输出高电平反馈信号； 所述主设备计算出所述脉冲发送单元发送秒脉冲下降沿到所述反馈信号接收单元接 收反馈信号下降沿的时间差t后，根据t’= (t-At)/2得出线路传输延时时间t’，其中At 是表示所述从设备接收到所述PPS下降沿后延时At向主设备发送反馈信号下降沿；并将 所述线路传输延时时间t’发送给所述从设备对时间进行修正补偿。
全文摘要
本发明实施例公开了一种时间补偿的方法，包括主设备发送1秒脉冲PPS和日时间TOD信号给从设备，在第一个1s周期内，接收到所述从设备反馈信号下降沿后，计算出所述主设备发送秒脉冲下降沿到所述主设备接收反馈信号下降沿的时间差t后，得到线路传输延时时间t’；在第二个1s周期内，将所述第一个1s周期内生成的所述线路传输延时时间t’发送给所述从设备；使所述从设备能根据所述延时数据对设备进行修正补偿；并且还公开了一种时间补偿的装置和系统，利用本发明实施例的方案，不仅保证了1PPS+TOD传输时间的精度，还实现了对主和从设备传输1PPS+TOD时间信号的线路延时进行自动检测和补偿，降低了人工成本。
文档编号H04L7/00GK102082655SQ201010614568
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者赖永鑫 申请人:华为技术有限公司