CN103188066A - 基准时钟信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基准时钟信号处理方法及装置，该方法包括：接收全球导航卫星系统GNSS信号；根据该GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；将生成的时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，该一个或多个还原设备还原出作为基准时钟信号的秒脉冲信号，通过本发明，解决了在相关技术中的获取时钟同步信号的技术中均存在成本高，功耗大，灵活性小的问题，进而达到了不仅能够扩展GNSS信号（例如，GPS）作为时钟同步参考源的范围，而且使得一个GPS能够支持多个需要时间同步的设备，降低设备、系统成本的效果。

Description

基准时钟信号处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基准时钟信号处理方法及装置。

背景技术

时钟系统是现代通讯领域中的关键技术之一，时钟电路与时钟系统的正常运行是通讯设备正常工作和业务的基础。很多通信网络系统，例如，无线时分同步码分多址（TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，简称为TD-SCDMA）网络系统、码分多址（Code Division Multiple Access，简称为CDMA）网络系统等均是需要精确时间同步系统。在相关技术中，绝大多数基站的同步都是通过在每个基站安装全球定位系统（GlobalPositioning System，简称为GPS）接收设备来实现同步。GPS接收设备通过接收GPS卫星的导航电文信息，解算出GPS接收机的位置信息和时间信息，并通过串口发送日时间（Time OfData，简称为TOD）消息，通过秒脉冲口输出秒脉冲（1Pulse Per Second，简称为PP1S）信号。基站利用TOD消息和PP1S信息实现时间同步。

传统的GPS接收设备主要包括GPS接收天线和GPS接收机两个部分，为了保证GPS天线能更好的接收GPS射频信号，一般需要将GPS天线安装在开阔的室外环境；GPS接收天线和GPS接收机之间通过同轴线缆连接。如果需要GPS接收天线和接收机之间传送几百米或者1KM等距离，由于同轴线缆衰减很大，会造成接收信号质量变差，无法保证时钟精度，另外，由于同轴线缆造价很高，不仅不利于降低成本，而且不利于工程安装，导致产品无竞争力。

随着通信技术的发展，对时钟同步也提出了更高的要求，传统的GPS接收机同步方式体积，功耗和灵活性都受到限制，因此，需要采用拉远GPS接收机方式进行同步，在专利申请号为CN201010528530.5的专利中提出了“一种基准时钟信号的获取方法和系统”。在该专利中，需要同时使用光纤和电源线，同时RGPS和时钟卡上都采用串并转换设备来收发光纤信号，因此，采用该专利的方法不能实现同时一个RGPS支持多个无线基站的应用，另外，不仅还存在成本高，功耗高，设计复杂等不利问题，而且，对于成本和体积敏感的无线基站特别是PICO、FEMTOCELL等微微基站来说是无法接受的。

因此，在相关技术中的获取时钟同步信号的技术中均存在成本高，功耗大，灵活性小的问题。

发明内容

本发明提供了一种基准时钟信号处理方法及装置，以至少在相关技术中的获取时钟同步信号的技术中均存在成本高，功耗大，灵活性小的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基准时钟信号处理方法，包括：接收全球导航卫星系统GNSS信号；根据所述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，所述一个或多个还原设备还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

优选地，将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和所述电源合并到一路传输给所述一个或多个还原设备，其中，合并到一路传输的线缆包括以下至少之一：电源线、双绞线、同轴线缆。

优选地，在所述还原设备为多个的情况下，在将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和所述电源合并到一路传输给所述多个还原设备之前，还包括：通过还原设备报到式轮询的方式从所述多个还原设备中确定一个主用还原设备，其中，所述主用还原设备用于控制远端一体化设备，以确定向所述多个还原设备发送的与电源合并的信号为所述时间信号和所述秒脉冲信号。。

根据本发明的另一方面，提供了一种基准时钟信号处理方法，包括：接收来自远端一体化设备的合并了时间信号、秒脉冲信号和电源的合路信号，其中，所述远端一体化设备根据接收的全球导航卫星系统GNSS信号生成所述时间信号和秒脉冲信号；从接收到的所述合路信号中还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

优选地，在从接收到的所述合路信号中还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号之后，还包括：对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿。

优选地，通过以下方式获取对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿的补偿时延：T＝T1+T2，其中，T为所述补偿时延，T1为传输所述秒脉冲信号的双方设备的内部延时，T2为传输所述秒脉冲信号的双方设备之间的传输线路延时。

通过以下方式获取所述T1和/或T2：T1/T2＝（（Td-Ta）-（Tc-Tb））/2，其中，传输所述秒脉冲信号的双方的一端向另一端发送延时测量消息，Ta为一端发送测量消息的时刻，Tb为另一端接收到该时延测量消息的时刻，Tc为另一端发送时延应答消息的时刻，Td为一端接收到该时延应答消息的时刻。

根据本发明的又一方面，提供了一种基准时钟信号处理装置，包括：第一接收模块，用于接收全球导航卫星系统GNSS信号；生成模块，用于根据所述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；合并模块，用于将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，所述一个或多个还原设备还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

优选地，该装置还包括：确定模块，用于在所述还原设备为多个的情况下，通过还原设备报到式轮询的方式从所述多个还原设备中确定一个主用还原设备，其中，所述主用还原设备用于控制远端一体化设备，以确定向所述多个还原设备发送的与电源合并的信号为所述时间信号和所述秒脉冲信号。

根据本发明的还一方面，提供了一种基准时钟信号处理装置，包括：第二接收模块，用于接收来自远端一体化设备的合并了时间信号、秒脉冲信号和电源的合路信号，其中，所述远端一体化设备根据接收的全球导航卫星系统GNSS信号生成所述时间信号和秒脉冲信号；还原模块，用于从接收到的所述合路信号中还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

优选地，该装置还包括：补偿模块，用于对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿。

优选地，所述补偿模块包括：获取单元，用于通过以下方式获取对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿的补偿时延：T＝T1+T2，其中，T为所述补偿时延，T1为传输所述秒脉冲信号的双方设备的内部延时，T2为传输所述秒脉冲信号的双方设备之间的传输线路延时。

优选地，所述获取单元包括获取子单元：用于通过以下方式获取所述T1和/或T2，T1/T2＝（（Td-Ta）-（Tc-Tb））/2，其中，传输所述秒脉冲信号的双方的一端向另一端发送延时测量消息，Ta为一端发送测量消息的时刻，Tb为另一端接收到该时延测量消息的时刻，Tc为另一端发送时延应答消息的时刻，Td为一端接收到该时延应答消息的时刻。

通过本发明，采用接收全球导航卫星系统GNSS信号；根据所述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，所述一个或多个还原设备还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号，解决了在相关技术中的获取时钟同步信号的技术中均存在成本高，功耗大，灵活性小的问题，进而达到了不仅能够扩展GNSS信号（例如，GPS信号）作为时钟同步参考源的范围，而且使得一个GPS能够支持多个需要时间同步的设备，降低设备、系统成本的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的基准时钟信号处理方法的流程图一；

图2是根据本发明实施例的基准时钟信号处理方法的流程图二；

图3是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的结构框图一；

图4是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的优选结构框图一；

图5是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的结构框图二；

图6是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的优选结构框图二；

图7是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的又一优选结构框图二；

图7a是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的又一优选结构框图二中获取单元72的优选结构框图；

图8是根据本发明实施例的远端一体化设备的结构框图；

图9是根据本发明实施例的PP1S延时补偿示意图；

图10是根据本发明实施例的远端一体化设备支持多个还原设备的示意图；

图11是根据本发明实施例的PP1S信号和TOD信号合路时序示意图；

图12是根据本发明实施例的远端一体化设备支持多个还原设备时基准时钟信号处理方法的流程图；

图13是根据本发明实施例的基站获取基准时钟信号方法的流程图；

图14a是根据本发明实施例的单端信号的远端一体化设备支持一个还原设备的示意图；

图14b是根据本发明实施例的单端信号的远端一体化设备支持多个还原设备的示意图；

图14c是根据本发明实施例的差分信号的远端一体化设备支持一个还原设备的示意图；

图14d是根据本发明实施例的差分信号的远端一体化设备支持多个还原设备的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种基准时钟信号处理方法，图1是根据本发明实施例的基准时钟信号处理方法的流程图一，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102，接收全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称为GNSS）信号；

步骤S104，根据上述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；

步骤S106，将生成的上述时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，上述一个或多个还原设备还原出作为基准时钟信号的秒脉冲信号，合并到一路传输的线缆可以多种，例如，可以为以下至少之一：电源线、双绞线、同轴线缆，当然也可以是相似的其它线缆，并不限于上述几种，在此不进行一一举例。

通过上述步骤，将依据GNSS信号（例如，GPS卫星信号）生成的时间信号、秒脉冲信号与电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，相对于相关技术中需要既使用光纤又需要使用电源线，以及需要串并转换设备来收发光纤信号，并且采用上述方式仅能支持一个需要进行时间同步的设备获取基准时钟信号，不仅成本高，功耗大，而且设备复杂，通过将信号与电源合并到一路传输，不仅解决了在相关技术中的获取时钟同步信号的技术中均存在成本高，功耗大，灵活性小的问题，进而达到了不仅能够扩展GPS作为时钟同步参考源的范围，而且使得一个GPS能够支持多个需要时间同步的设备，降低设备、系统成本的效果。

由于发送合路信号的发送者并不仅仅有时间信号和秒脉冲信号，因此，在还原设备为多个的情况下，需要从多个还原设备中确定一个主用还原设备来向发送者控制该多个还原设备需要的是时间信号、秒脉冲信号。而确定该主用还原设备的方式可以多种，例如，可以通过还原设备报到式轮询的方式（例如，还原设备IP地址尾数轮询的方式）从该多个还原设备中确定一个主用还原设备，其中，该主用还原设备用于控制远端一体化设备，以确定向多个还原设备发送的与电源合并的信号为时间信号和秒脉冲信号，即用于控制远端一体化设备，以确定向多个还原设备发送的信号内容和秒脉冲信号。例如，在1S内轮询预定数目（例如，256个）的IP地址尾数，如果还原设备的IP地址尾数与远端一体化设备发送的IP地址尾数一致，则确定该还原设备为该主用还原设备，之后，不管是主用还原设备还是不是主用还原设备均从发送合路信号的发送者通过一根线缆接收基准时钟信号。

在本实施例中提供了一种基准时钟信号处理方法，图2是根据本发明实施例的基准时钟信号处理方法的流程图二，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，接收来自远端一体化设备的合并了时间信号、秒脉冲信号和电源的合路信号，其中，该远端一体化设备根据接收的全球导航卫星系统GNSS生成上述时间信号和秒脉冲信号；

步骤S204，从接收到的上述合路信号中还原出作为该基准时钟信号的秒脉冲信号。

通过上述步骤，通过将根据GNSS（例如，GPS）卫星信号生成的时间信号和秒脉冲信号与电源进行合并接收，而后从合路信号中还原出作为基准时钟信号的秒脉冲信号，相对于相关技术中需要同时使用光纤和电源线，不仅成本高，功耗高，而且设备复杂，不仅解决了相关技术中GPS授权成本高，以及设备接口数目多的问题，而且，有利地扩展了使用GPS授权的应用范围，降低了设备、系统成本。

为了使得基准时钟更为准确，可以在从接收到的合路信号中还原出作为基准时钟信号的秒脉冲信号之后，对还原出的秒脉冲信号进行时延补偿。进行时延补偿时可以依据具体情况所考虑的重点不同而有所侧重，例如，时延一般存在两个方面，一方面为较为固定的时延，另一方面为随着传输距离，以及线缆长度、规格型号不同而存在的变化性的时延。根据针对不同情况所需要考虑的重点不同，可以对这两方面有侧重地进行时延补偿。

进行时延补偿的方式可以多种，在此介绍一种优选的方式，例如，通过以下方式获取对还原出的秒脉冲信号进行时延补偿的补偿时延：T＝T1+T2，其中，T为该补偿时延，T1为传输秒脉冲信号的双方设备的内部延时，T2为传输秒脉冲信号的双方设备之间的传输线路延时。其中，对于上述两种时延，均可以采用以下发送时延测量消息的计算方式获得：传输秒脉冲信号的双方设备的一端向另一端发送延时测量消息，记录发送时刻为Ta，另一端接收该延时测量消息并返回时延测量应答消息，其中，Tb为接收到该时延测量消息的时刻，Tc为发送该时延应答消息的时刻，Td为接收到该时延应答消息的时刻，因此，该时延测量值为T＝（（Td-Ta）-（Tc-Tb））/2。

在本实施例中还提供了一种基准时钟信号处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的结构框图一，如图3所示，该装置包括第一接收模块32、生成模块34和合并模块36，下面对该装置进行说明。

第一接收模块32，用于接收全球导航卫星系统GNSS信号；生成模块34，连接至上述第一接收模块32，用于根据上述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；合并模块36，连接至上述生成模块34，用于将生成的时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，该一个或多个还原设备还原出作为基准时钟信号的秒脉冲信号。

图4是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的优选结构框图一，如图4所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括确定模块42，下面对该确定模块42进行说明。

确定模块42，连接至上述第一接收模块32，用于在还原设备为多个的情况下，通过还原设备报到式轮询的方式从上述多个还原设备中确定一个主用还原设备，其中，该主用还原设备用于控制远端一体化设备，以确定向上述多个还原设备发送的与电源合并的信号为时间信号和秒脉冲信号。

图5是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的结构框图二，如图5所示，该装置包括第二接收模块52、还原模块54，下面对该装置进行说明。

第二接收模块52，用于接收来自远端一体化设备的合并了时间信号、秒脉冲信号和电源的合路信号，其中，该远端一体化设备根据接收的全球导航卫星系统GNSS生成时间信号和秒脉冲信号；还原模块54，连接至上述第二接收模块52，用于从接收到的合路信号中还原出作为基准时钟信号的秒脉冲信号。

图6是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的优选结构框图二，如图6所示，该装置除包括图5所示的所有模块外，还包括补偿模块62，下面对该补偿模块62进行说明。

该补偿模块62，连接至上述还原模块54，用于对还原出的秒脉冲信号进行时延补偿。

图7是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的又一优选结构框图二，如图7所示，该补偿模块62包括：获取单元72，下面对该获取单元72进行说明。

该获取单元72，用于通过以下方式获取对还原出的秒脉冲信号进行时延补偿的补偿时延：T＝T1+T2，其中，T为补偿时延，T1为传输秒脉冲信号的双方设备的内部延时，T2为传输秒脉冲信号的双方设备之间的传输线路延时。

图7a是根据本发明实施例的基准时钟信号处理装置的又一优选结构框图二中获取单元72的优选结构框图，如图7a所示，该获取单元72包括获取子单元72a，下面对该获取子单元82进行说明。

获取子单元72a：用于通过以下方式获取上述T1和/或T2，T1/T2＝（（Td-Ta）-（Tc-Tb））/2，其中，传输秒脉冲信号的双方的一端向另一端发送延时测量消息，Ta为一端发送测量消息的时刻，Tb为另一端接收到该时延测量消息的时刻，Tc为另一端发送时延应答消息的时刻，Td为一端接收到该时延应答消息的时刻。

针对相关技术中的相位同步基站系统外界环境因素对GPS天线安装位置的限制，在本实施例中提供了一种基准时钟信号的获取方法和系统，通过该技术方案，解决了相关技术中使用光纤拉远RGPS布线成本和设备需要光模块接口的问题，通过使用电源和信号共用一对线缆，降低了防雷以及光模块的需求，减少了设备接口数量，从而有效地降低了设备的成本以及线缆成本。另外，由于采用了交互式的单总线通信协议机制，可以保证一个远端一体化设备可以同时支持多个还原设备而不增加成本。下面对该技术方案的主要思想进行说明。

在本实施例中所提供的基准时钟信号的获取方法包括：远端一体化设备（例如，拉远全球定位系统（GPS）接收设备，又例如，还可以是北斗星定位系统接收设备，这里以GPS接收设备为例进行说明）接收GPS卫星信号；根据接收的该GPS卫星信号产生时间（例如，TOD）信号和秒脉冲（例如，PP1S）信号；将产生的时间（例如，TOD）信号，秒脉冲（例如，PP1S）信号以及电源合并到一路通过电源线或者双绞线传送给还原设备；图8是根据本发明实施例的远端一体化设备的结构框图，如图8所示，该远端一体化设备包括：信号接收单元82（功能同上述第一接收模块32），用于完成上述接收GPS卫星信号的功能；信号处理单元84（功能同上述生成模块34），用于完成上述产生时间信号和秒脉冲信号的功能；以及信号收发与电源合路单元86（功能同上述合并模块36），用于完成上述将时间信号、秒脉冲信号与电源合并到一路的功能，其中，该合路信号通过电源线或者双绞线传送给还原设备。

还原设备（例如，基站设备）负责供电，同时可以将电源和信号解耦，并恢复出秒脉冲（例如，PP1S）信号和时间（例如，TOD）信号，并对恢复的该PP1S信号进行补偿，将补偿后的PP1S信号作为基准时钟信号。

为了解决一个远端一体化设备支持多个还原设备的问题，通过使用单总线通信机制来保证远端一体化设备共用一个接收机和一对拉远线缆支持多个还原设备。

基于对技术方案主要思想的说明，在本实施例中提供了一种优选的基准时钟信号的获取方法，该方法包括以下步骤：

S1，远端一体化设备通过设备内置天线接收卫星GPS信号，对接收的该GPS信号进行信号解析产生本地TOD信息和PP1S信号。

S2，远端一体化设备将TOD信息和PP1S信号合二为一产生一路信号，并通过耦合的方式和电源合路输出。

S3，上电通过远端一体化设备报到式轮询确定主用设备。

S4，主用设备与拉远一体化接收机（或称拉远一体化设备）交互并计算拉远线缆传输延时。

S5，通过一对远距离的双绞线将TOD和PP1S信号传送给还原设备，还原设备根据接收的上述TOD和PP1S信号解析产生本地基准时钟信号和TOD消息并进行授时应用。

通过上述实施例及优选实施方式，克服了相关技术中的GPS授时天馈线缆拉远距离有限，成本高等缺点，解决现有的RGPS技术中线缆以及设备接口数目过多等问题。由于具备精确的延时测量与补偿方式，可以获取精确的时间同步信号，以保证时间同步系统的运行；同时由于数字信号传输距离比射频传输远，因此，摆脱了外界环境因素对GPS天线安装位置的限制，使用GPS一体化设备进行授时的应用范围明显增加；同时由于设备不需要光口，电源和信号共用一对线缆，降低了防雷以及光模块的需求，从而降低了设备的成本以及线缆成本，而且减少了设备接口数量。由于采用了交互式的单总线通信协议机制，可以保证一个远端一体化设备可以同时支持多个设备而不增加成本。

下面结合附图对技术方案的实施进行说明。

本发明实施例的基本思想是，将电源与TOD以及PP1S等信号合路在一对线缆上实现GPS时钟信号的传输，并在接收端恢复出精准的基准时钟信号，以用于时间同步。下面结合具备参与设备对优选实施例的上述基本思想进行说明。

远端一体化设备接收GPS信号，产生TOD信号和PP1S信号，将电信号形式的该TOD信号和PP1S信号合路组成一路信号，并通过耦合将电源和信号合路，通过电源线或者双绞线发送给还原装置；

还原装置接收到电形式合路的PP1S和TOD信号，通过解析分离出PP1S和TOD信号，并通过对PP1S信号补偿产生精确的PP1S信号作为系统的基准时钟信号。经过补偿过后的PP1S基准时钟信号可以用于时间同步。

需要说明的是，上述优选实施例主要是针对基站时钟同步的问题提出的，但是，也可以适用于其它需要精确基准时钟信号的情况，所以，本文描述的还原装置可以是基站设备，也可以是其它类型的设备或者需要精确基准时钟信号的装置或系统。

由于电信号传输距离比较远，而线缆传输过程中会随温度变化而延时不同，因此，还原装置获取到的PP1S信号与一体化GPS接收机的PP1S信号存在时延误差，该时延误差主要包括两个部分内容，一个部分是还原设备以及远端一体化设备内部的延时，包括走线延时，保护类器件寄生电容效应对信号延时，该时延值由电子器件的硬件特性决定，一般较为固定；另外一部分是远距离信号线由于线缆长度，规格型号等不同以及环境不同导致的传输线路延时，这两类延时都可以通过延时测量消息测量获取。

在此介绍优选的一个通过测量消息测量获取时延误差的处理方式：图9是根据本发明实施例的PP1S延时补偿示意图，如图9所示，当还原装置和远端一体化设备建立好链路之后，作为主用的还原装置向远端一体化设备发送延时测量消息，并记录发送时刻为Ta；GPS接收设备（即上述的远端一体化设备）返回时延测量应答消息，其中，该时延测量应答消息中携带有Tc和Tb的差值，Tc为发送上述时延测量应答消息的时刻，Tb为接收到上述时延测量消息的时刻；还原装置记录接收到时延测量应答消息的时刻Td，因此，计算时延测量值为((Td-Ta）-(Tc-Tb))/2。还原装置如果没有接收到时延测量应答消息，则周期性发送该时延测量消息，直到接收到时延测量应答消息。

还原装置得到上述两个时延值后，将两个时延值相加，然后利用锁相环对PP1S信号进行时延补偿，从而得到精准的原始PP1S信号。补偿后的PP1S信号和TOD信号输出即可作为基准时钟信号，用于时间同步。

由于远端一体化设备与还原装置需要线缆传输，而长距离线缆往往需要一个线缆和一套设备能够支持多个还原装置，图10是根据本发明实施例的远端一体化设备支持多个还原设备的示意图，如图10所示，一个远端一体化设备通过一个线缆和一套设备支持多个还原装置，为实现该需要，在本优选实施例中提供了以下处理：

将PP1S和接收的TOD信息合路放在500ms时间以内，而剩下的500ms时间用来做应答响应。图11是根据本发明实施例的PP1S信号和TOD信号合路时序示意图，如图11所示，A:接收机输出PP1S信号；B：接收机输出TOD信号；C：与接收机输出PP1S同步的脉冲；D：与接收机输出PP1S同步的脉冲与TOD产生的合路信号；E：恢复出PP1S信号；F：恢复出TOD信号。

图12是根据本发明实施例的远端一体化设备支持多个还原设备时基准时钟信号处理方法的流程图，如图12所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1202，还原设备上电，并设置开启支持远端一体化设备功能，即当还原装置上电，还原装置决定是否使用远端一体化设备来作为基准时钟信号，如果用这个作为基准时钟信号，则进入步骤S304；

步骤S1204，还原设备打开电源为远端一体化设备供电，并等待远端一体化设备发送的主用标识信号；

步骤S1206，远端一体化设备查询在位还原设备数量及编号，并设置主控制还原设备，例如可以采用以下处理方式：远端一体化设备通过轮询的方式，在1S内分别轮询256个IP地址尾数，如果还原设备的IP地址尾数与远端一体化设备发送的是一致的，则判定该设备作为主用设备（即主控制还原设备）。该主用设备向远端一体化设备发出响应信号，并进行建链。

步骤S1208，主控制还原设备完成远端一体化设备初始化流程，即在完成建链后，主设备完成远端一体化设备相关配置和初始化，远端一体化设备周期发送TOD信号和PP1S信号给还原装置；

步骤S1210，还原设备接收PP1S和TOD消息进行授时，即还原装置将接收到的PP1S和TOD信号解析出来并加上延时信息产生基准时钟信号，用于时间同步。

下面结合附图，以还原装置为基站为例进行说明。图13是根据本发明实施例的基站获取基准时钟信号方法的流程图，如图13所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1302，远端一体化设备通过天线接收卫星GPS信号，并进行信号解析产生本地TOD信息和PP1S信号；其中远端一体化设备可以选择目前较常用的，精度较高的GNSS模块，用于输出TOD信号和PP1S信号。

步骤S1304，远端一体化设备将输出的PP1S信号合路到一路电信号上去，并与电源合路到一块。

步骤S1306，还原设备将电源和信号解耦，然后再将TOD信号和PP1S信号分离出来。

步骤S1308，远端一体化设备向还原设备发送IP地址请求，与还原设备进行主用单板识别。

步骤S1310，主用单板向远端一体化设备发送时延测量消息，如果收到远端一体化设备的时延测量信号应答消息，则结束测量，并将时延信息发给远端一体化设备，远端一体化设备每次发送PP1S之后都随带发送该延时信息，否则，周期性发送时延测量信号；

步骤S1312，还原设备根据延时信息，基站利用本地锁相环，对PP1S信号进行补偿，补偿后的PP1S信号作为基准时钟信号。

本发明实施例的基准时钟信号的获取系统，包括依次相连的远端一体化设备、线缆和还原装置，该远端一体化设备用于接收GPS信号，产生TOD信号和PP1S信号，将上述TOD信号和PP1S信号转换成合路信号，并与电源合路后，通过双绞线或者同轴线缆发送给还原装置。

该还原装置，用于接收TOD信号和PP1S信号，并对接收到的PP1S信号进行补偿，将接收到的TOD信号和补偿后的PP1S信号作为基准时钟信号。

优选地，该还原装置，还用于利用本地锁相环，根据时延测量值和转换时延之和，对PP1S信号进行补偿。

该还原装置，还用于在判断主用基站设备，用于向GPS接收设备（即上述远端一体化设备）发送相关的指令。

该还原装置，还用于向GPS接收设备发送时延消息，并计算PP1S信号传输时延。

该GPS接收设备，用于向还原装置发送消息，告知上述转换时延。

优选地，上述实施例及优选实施方式中所包括的远端一体化设备和还原设备之间的组合有多种，例如，可以包括图14a，图14b，图14c，图14d四种组合方式：图14a是根据本发明实施例的单端信号的远端一体化设备支持一个还原设备的示意图；图14b是根据本发明实施例的单端信号的远端一体化设备支持多个还原设备的示意图；图14c是根据本发明实施例的差分信号的远端一体化设备支持一个还原设备的示意图；图14d是根据本发明实施例的差分信号的远端一体化设备支持多个还原设备的示意图，需要说明的是，本发明实施例包括但不限于上述四种典型实施案例。

优选地，上述远端一体化设备包括但不限于拉远GPS接收机。上述的还原设备也包括但不限于基站设备。其中的信号也包括但不限于TOD和PP1S信号，也包括不需要合路的信号。

通过上述实施例及优选实施方式，可以获取精确的时间同步信号，以保证时间同步系统的运行，同时摆脱了GPS天线安装环境，外界因素的限制，可以大大扩展GPS作为时钟同步参考源的应用范围，降低了施工的难度，节约了安装成本和线缆成本，降低了基站设备对拉远GPS的接收数目的要求，同时支持一个GPS设备支持多个基站设备，从而进一步降低系统的成本。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种基准时钟信号处理方法，其特征在于，包括：

接收全球导航卫星系统GNSS信号；

根据所述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；

将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，所述一个或多个还原设备还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和所述电源合并到一路传输给所述一个或多个还原设备，其中，合并到一路传输的线缆包括以下至少之一：

电源线、双绞线、同轴线缆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述还原设备为多个的情况下，在将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和所述电源合并到一路传输给所述多个还原设备之前，还包括：

通过还原设备报到式轮询的方式从所述多个还原设备中确定一个主用还原设备，其中，所述主用还原设备用于控制远端一体化设备，以确定向所述多个还原设备发送的与电源合并的信号为所述时间信号和所述秒脉冲信号。

4.一种基准时钟信号处理方法，其特征在于，包括：

接收来自远端一体化设备的合并了时间信号、秒脉冲信号和电源的合路信号，其中，所述远端一体化设备根据接收的全球导航卫星系统GNSS信号生成所述时间信号和秒脉冲信号；

从接收到的所述合路信号中还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在从接收到的所述合路信号中还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号之后，还包括：

对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下方式获取对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿的补偿时延：

T＝T1+T2，其中，T为所述补偿时延，T1为传输所述秒脉冲信号的双方设备的内部延时，T2为传输所述秒脉冲信号的双方设备之间的传输线路延时。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过以下方式获取所述T1和/或T2：

T1/T2＝（（Td-Ta）-（Tc-Tb））/2，其中，传输所述秒脉冲信号的双方的一端向另一端发送延时测量消息，Ta为一端发送测量消息的时刻，Tb为另一端接收到该时延测量消息的时刻，Tc为另一端发送时延应答消息的时刻，Td为一端接收到该时延应答消息的时刻。

8.一种基准时钟信号处理装置，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收全球导航卫星系统GNSS信号；

生成模块，用于根据所述GNSS信号生成时间信号和秒脉冲信号；

合并模块，用于将生成的所述时间信号、秒脉冲信号和电源合并到一路传输给一个或多个还原设备，其中，所述一个或多个还原设备还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

确定模块，用于在所述还原设备为多个的情况下，通过还原设备报到式轮询的方式从所述多个还原设备中确定一个主用还原设备，其中，所述主用还原设备用于控制远端一体化设备，以确定向所述多个还原设备发送的与电源合并的信号为所述时间信号和所述秒脉冲信号。

10.一种基准时钟信号处理装置，其特征在于，包括：

第二接收模块，用于接收来自远端一体化设备的合并了时间信号、秒脉冲信号和电源的合路信号，其中，所述远端一体化设备根据接收的全球导航卫星系统GNSS信号生成所述时间信号和秒脉冲信号；

还原模块，用于从接收到的所述合路信号中还原出作为所述基准时钟信号的秒脉冲信号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

补偿模块，用于对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述补偿模块包括：

获取单元，用于通过以下方式获取对还原出的所述秒脉冲信号进行时延补偿的补偿时延：T＝T1+T2，其中，T为所述补偿时延，T1为传输所述秒脉冲信号的双方设备的内部延时，T2为传输所述秒脉冲信号的双方设备之间的传输线路延时。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：

获取子单元：用于通过以下方式获取所述T1和/或T2，T1/T2＝（（Td-Ta）-（Tc-Tb））/2，其中，传输所述秒脉冲信号的双方的一端向另一端发送延时测量消息，Ta为一端发送测量消息的时刻，Tb为另一端接收到该时延测量消息的时刻，Tc为另一端发送时延应答消息的时刻，Td为一端接收到该时延应答消息的时刻。

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