一种中继通信延迟时间的修正方法及系统与流程

本发明涉及通信领域，具体涉及一种中继通信延迟时间的修正方法及系统。

背景技术：

在现有的军事领域中，比如在对核弹爆炸后产生的地震波、辐射进行测量的系统中，需要布置多个测量节点同步测量所述地震波、辐射等信号，因此在所述测量系统中数据中心发送的信号在不同位置的测量节点之间存在多级中继转发，所述测量信号在传输过程中存在一定的延时，且因为距离的原因经过的中继终端越多，所述测量信号的延时越长，导致系统的部测量节点的同步测量精度下降，且现有的多级中继系统并未对信号的时间延时进行修正或者进行了修正但未达到良好的修正效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是数据中心广播的信号经过多级中继终端转发后产生了延时导致系统部分节点同步测量精度下降的问题，目的在于提供一种中继通信延迟时间的修正方法及系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种中继通信延迟时间的修正方法，包括：

在数据处理中心发送的授时信令中添加延迟时间帧与中继级数帧得到授时信号；

将所述授时信号和工作模式信号发送给无线测量终端；

使用所述工作模式信号切换无线测量终端内无线遥测芯片的通信方式，得到所述工作模式信号对应的工作模式；

在所述对应的工作模式时，将所述无线遥测芯片的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone发送给所述工作模式对应的工作模块；

计时测量接收到的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone，得到延迟时间；

将所述延迟时间和当前无线测量终端的级数输入授时信号的延迟时间帧和中继级数帧；

将延时时间最大的一级无线测量终端计时测量接收完成标志信号rxdone得到的时间作为同步时间；

使用每一级无线测量终端接收到的授时信号中的延迟时间帧与中继级数帧，计算得到每一级无线测量终端接收到的授时信号到达同步时间需要加上的延时时间，得到修正后的同步指令信号；

使用修正后的同步指令信号进行同步测量。

在本发明中因为需要将数据处理中心发送的信号在每一级无线测量终端中进行同步到达的要求，但是信号在转发过程中，每一级都会产生一个延时，因此不是同时接收到信号，因此通过在数据处理中心发送的授时信令中添加延迟时间帧和中继级数帧，并通过对无线遥测芯片的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone进行计时测量得到到达每一级无线测量终端所产生的延时时间，将所述延迟时间放入延迟时间帧中，那么下一级无线测量终端在接受到授时信号时，就可以得知从上一级无线测量终端发送到当前无线测量终端时产生的延迟时间，根据最远收到信号的无线测量终端的时间作为同步时间标准，因为当前无线测量终端的延迟时间最长，因此根据接收到的授时信号中的延迟时间帧中的延迟时间和中继级数帧，给每一级无线测量终端计算出达到同步时间需要增加的延迟时间，从而让每一级无线测量终端同步进行测量。

进一步的，所述工作模式包括：中继模式和测量模式。

在本发明中有两种工作模式，所述工作模式分别为中继模式和测量模式，在系统中为了满足当测量节点增多和测量范围的扩大，中继通信通常会由一级增加至多级才能满足测量任务，但是在通信过程中会出现时间延迟，因此使用中继模式进行延迟修正，因为延迟测量精度要小于等于20ns，且因为fpga纳秒级的处理延迟，因此中继模式使用fpga进行延迟时间测量，提高系统的同步测量精度；在测量模式时只是对系统在不进行中继转发时，使用处理器对系统中的信号进行数字信号处理，从而降低功耗。

进一步的，使用所述中继模式信号切换无线测量终端内无线遥测芯片的通信方式，得到所述中继模式信号对应的中继模式；

所述中继模式计时测量接收到的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone，得到延迟时间，并将所述延迟时间输入接收到的授时信号；

将延时时间最大的一级无线测量终端作为标准，并结合每一级无线测量终端接收到的授时信号中的延迟时间帧与中继级数帧，计算得到每一级无线测量终端接收到的授时信号需要加上的延时时间，得到修正后的同步指令信号。

在本发明中不同的工作模式的通信方式不同，因此需要通过总线切换开关进行不同模式的切换。

进一步的，使用所述测量模式信号切换无线测量终端内无线遥测芯片的通信方式，得到所述中继模式信号对应的测量模式；

所述测量模式进行系统信号的数字信号处理。

一种中继通信延迟时间的修正系统，包括多个无线测量终端和数据处理中心；

所述数据处理中心在发送的授时信令中添加延迟时间帧与中继级数帧得到授时信号；

所述数据处理中心发送所述授时信号以及所述无线测量终端的工作模式信号给所述无线测量终端；

所述无线测量终端包括：无线遥测芯片、总线切换开关、fpga延迟时间测量模块和dsp测量模块；

所述无线遥测芯片接收所述授时信号并将所述授时信号传输给fpga延迟时间测量模块；

所述无线遥测芯片将发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone传输给fpga延迟时间测量模块；

所述总线切换开关通过所述工作模式信号切换遥测芯片的通信方式，得到所述工作模式信号对应的工作模式；

所述fpga延迟时间测量模块对接收到的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone进行计时测量得到延时时间；

所述fpga延迟时间测量模块将所述延迟时间和当前无线测量终端的级数输入接收到的授时信号的延迟时间帧和中继级数帧；

所述fpga延迟时间测量模块将延时时间最大的一级无线测量终端计时测量接收完成标志信号rxdone得到的时间作为同步时间；

所述fpga延迟时间测量模块使用每一级无线测量终端接收到的授时信号中的延迟时间帧与中继级数帧，计算得到每一级无线测量终端接收到的授时信号与同步时间相比需要加上的延时时间，得到修正后的同步指令信号；

所述无线测量终端使用修正后的同步指令信号进行同步测量；

所述dsp测量模块进行系统信号的数字信号处理。

进一步的，所述中继模式包括无线测量终端通过总线切换开关把无线遥测芯片的通信总线切换至fpga延迟时间测量模块进行控制及测量。

进一步的，所述测量模式包括无线测量终端通过总线切换开关把无线遥测芯片的通信总线切换至dsp测量模块进行控制及测量。

进一步的，所述fpga延迟时间测量模块利用fpga的本地计时器的时钟得到时间分辨率，并使用fpga内部的程序计数获得发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone的时间，根据得到的时间计算得出延迟时间。

进一步的，所述fpga延迟时间测量模块使用示波器的两个探头测量发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone的硬件管脚，利用得到的示波图形比较两个信号的时间差，得到延时时间。

本发明中对无线遥测芯片的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone的测量有两种方法，一种是通过fpga内部的计时程序进行测量，另一种是在电路中在放入示波器进行测量，这两种方法都可以准确的得到延迟时间。

进一步的，还包括：触发器和温补晶振；

所述触发器接收无线遥测芯片传输的信号产生脉冲信号，并将所述脉冲信号传输给所述fpga延迟时间测量模块；

所述温补晶振对fpga的本地计时器的时钟振荡进行补偿。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种中继通信延迟时间的修正方法及系统，所述修正方法减少了信号经过多级中继转发导致的延时，从而提高了系统节点的同步测量的精度。

2、本发明一种中继通信延迟时间的修正方法及系统，所述系统使用fpga进行延迟时间测量模块的设计，所述fpga时间分辨率为10ns且处理延迟的时间为纳秒级，因此可以使延迟时间的延迟测量精度小于或者等于20ns。

3、本发明一种中继通信延迟时间的修正方法及系统，所述系统的测量节点的数量和测量范围是分布式的，并且可通过中继模式进行扩展，数据处理中心可无线远程控制任意测量终端在中继模式与测量模式之间切换，具有很强的扩展性和灵活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明电路示意图；

图3为本发明fpga延迟时间测量模块示意图；

图4为本发明模式应用场景图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

一种中继通信延迟时间的修正方法，包括：

在数据处理中心发送的授时信令中添加延迟时间帧与中继级数帧得到授时信号；

将所述授时信号和工作模式信号发送给无线测量终端；

使用所述工作模式信号切换无线测量终端内无线遥测芯片的通信方式，得到所述工作模式信号对应的工作模式；

在所述对应的工作模式时，将所述无线遥测芯片的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone发送给所述工作模式对应的工作模块；

计时测量接收到的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone，得到延迟时间；

将所述延迟时间和当前无线测量终端的级数输入授时信号的延迟时间帧和中继级数帧；

将延时时间最大的一级无线测量终端计时测量接收完成标志信号rxdone得到的时间作为同步时间；

使用每一级无线测量终端接收到的授时信号中的延迟时间帧与中继级数帧，计算得到每一级无线测量终端接收到的授时信号达到同步时间需要加上的延时时间，得到修正后的同步指令信号；

使用修正后的同步指令信号进行同步测量。

所述工作模式包括：中继模式和测量模式。

使用所述中继模式信号切换无线测量终端内无线遥测芯片的通信方式，得到所述中继模式信号对应的中继模式；

所述中继模式计时测量接收到的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone，得到延迟时间，并将所述延迟时间输入接收到的授时信号；

将延时时间最大的一级无线测量终端作为标准，并结合每一级无线测量终端接收到的授时信号中的延迟时间帧与中继级数帧，计算得到每一级无线测量终端接收到的授时信号需要加上的延时时间，得到修正后的同步指令信号。

使用所述测量模式信号切换无线测量终端内无线遥测芯片的通信方式，得到所述中继模式信号对应的测量模式；

所述测量模式进行系统信号的数字信号处理。

一种中继通信延迟时间的修正系统，包括多个无线测量终端和数据处理中心；

所述数据处理中心在发送的授时信令中添加延迟时间帧与中继级数帧得到授时信号；

所述数据处理中心发送所述授时信号以及所述无线测量终端的工作模式信号给所述无线测量终端；

所述无线测量终端包括：无线遥测芯片、总线切换开关、fpga延迟时间测量模块和dsp测量模块；

所述无线遥测芯片接收所述授时信号并将所述授时信号传输给fpga延迟时间测量模块；

所述无线遥测芯片将发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone传输给fpga延迟时间测量模块；

所述总线切换开关通过所述工作模式信号切换遥测芯片的通信方式，得到所述工作模式信号对应的工作模式；

所述fpga延迟时间测量模块对接收到的发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone进行计时测量得到延时时间；

所述fpga延迟时间测量模块将所述延迟时间和当前无线测量终端的级数输入接收到的授时信号的延迟时间帧和中继级数帧；

所述fpga延迟时间测量模块将延时时间最大的一级无线测量终端计时测量接收完成标志信号rxdone得到的时间作为同步时间；

所述fpga延迟时间测量模块使用每一级无线测量终端接收到的授时信号中的延迟时间帧与中继级数帧，计算得到每一级无线测量终端接收到的授时信号与同步时间相比需要加上的延时时间，得到修正后的同步指令信号；

所述无线测量终端使用修正后的同步指令信号进行同步测量；

所述dsp测量模块进行系统信号的数字信号处理。

所述中继模式包括无线测量终端通过总线切换开关把无线遥测芯片的通信总线切换至fpga延迟时间测量模块进行控制及测量。

所述测量模式包括无线测量终端通过总线切换开关把无线遥测芯片的通信总线切换至dsp测量模块进行控制及测量。

所述fpga延迟时间测量模块利用fpga的本地计时器的时钟得到时间分辨率，并使用fpga内部的程序计数获得发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone的时间，根据得到的时间计算得出延迟时间。

所述fpga延迟时间测量模块使用示波器的两个探头测量发送完成标志信号txdone与接收完成标志信号rxdone的硬件管脚，利用得到的示波图形比较两个信号的时间差，得到延时时间。

还包括：触发器和温补晶振；

所述触发器接收无线遥测芯片传输的信号产生脉冲信号，并将所述脉冲信号传输给所述fpga延迟时间测量模块；

所述温补晶振对fpga的本地计时器的时钟振荡进行补偿。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。