用于控制频率同步的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于控制频率同步的方法和装置。一种用于控制频率同步的装置包括处理器(101)，用于控制相位控制时钟信号以实现相位控制时钟信号与基准时钟信号之间的锁相，以及用于控制频率控制时钟信号以实现频率控制时钟信号与基准时钟信号之间的锁频。此外该处理器被配置为监测频率控制时钟信号与相位控制时钟信号之间的偏差，检测引起频率控制时钟信号的频率漂移的境况变化(诸如温度变化)，以及当监测的偏差和检测的境况变化都显示证实了频率控制时钟信号的频率漂移的相关性时，通过或基于相位控制时钟信号替换或校正频率控制时钟信号。因此，相位控制时钟信号连同关于境况的可能变化的信息一起用于提高频率控制时钟信号的质量。

【技术实现步骤摘要】
用于控制频率同步的方法和装置
本专利技术涉及用于控制频率同步的方法和装置。此外，本专利技术涉及用于控制频率同步的计算机程序。此外，本专利技术涉及网络元件，例如数据传输网络的路由器或交换机。
技术介绍
数据传输网络包括例如路由器、交换机这样的网络元件，以及经由网络元件之间的数据传输链路相互通信的终端装置。在很多数据传输网络中，需要在数据传输网络的各种网络元件中主导的时钟信号之间实现同步。为了在数据传输网络中分配定时信息，可将网络元件配置为组成主从对。每个从网络元件控制它的时钟信号发生器，使得基于从主网络元件发送到从网络元件的定时消息，在从网络元件中再生出对应的主网络元件中主导的基准时钟信号。定时消息可以是协议数据单元“PDU”包含的时间戳，协议数据单元例如可以是数据分组或数据帧。每个时间戳指示包含所考虑的时间戳的相应协议数据单元的发送时刻的瞬时时间值，其中该时间值是基于主网络元件中有效的基准时钟信号。也可以是，定时消息是发送的定时分组，使得当通过主网络元件中有效的基准时钟信号测量时，两个相继的定时分组的发送时刻之间的时间间隔是恒定的或者已知的。也可以是，在一个或多个定时消息之后发送的一个或多个数据分组中传输指示一个或多个定时消息的发送时刻的一个或多个时间戳。在很多情况下，将网络元件之间的同步实现为相位同步，其中基于根据基准时钟信号发送的定时消息的接收时刻形成相位误差指示符，并且根据相位误差指示符控制相位控制时钟信号，从而实现基准时钟信号与相位控制时钟信号之间的锁相。但是，相位控制时钟信号对于由定时消息的传输延迟变化引起的干扰敏感。因此，该方法的不足在于它趋向于对某些传输延迟变化特性反应过于强烈。例如，24小时网络加载模式和/或延迟变化中的大变化会在例如非对称数字用户环线“ADSL”、微波无线电，以及吉比特被动光学网络“GPON”的某些技术中引起问题。结合某些应用，例如第三代移动“移动3G”和随后的长期演进“LTE”技术，没有相位误差累积限制，因此相位同步不是绝对需要的，而频率同步就可以了。另一方面，现代的恒温晶体振荡器“OCXO”能够产生稳定的时钟信号，并且OCXO的性价比也在不断提高。因此，不是使用对于由传输延迟变化引起的干扰敏感的相位同步，而是能够通过使用高质量的OCXO和频率同步来获得更好的结果，高质量的OCXO和频率同步具有足够长的更新间隔，这可以减少传输延迟变化的不利影响。但是，这种同步布置很慢，甚至不能响应例如OCXO的温度的变化和/或局部境况中的其他变化。
技术实现思路
下面给出简单概要，以提供各种创新性实施例的一些方面的基本理解。概要并非本专利技术的总览。其意图并非是标识本专利技术的关键或重要要素，也非描述本专利技术的范围。下面的概要仅以简化形式给出本专利技术的一些概念，作为本专利技术的示例性实施例的更详细描述的前言。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于控制频率同步的新方法。该方法包括：基于根据基准时钟信号发送的定时消息的接收时刻的第一值形成相位误差指示符，所述接收时刻的第一值表示为基于相位控制时钟信号的时间值，用所述相位误差指示符来控制所述相位控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的锁相，基于所述定时消息的接收时刻的第二值形成频率误差指示符，所述接收时刻的第二值表示为基于频率控制时钟信号的时间值，用所述频率误差指示符来控制所述频率控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述频率控制时钟信号之间的锁频，监测所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差，基于从生成所述频率控制时钟信号的系统所测量的量，检测趋于引起所述频率控制时钟信号的频率漂移的境况的变化，以及响应于所监测的所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差和所检测的境况的变化两者都显示证实所述频率控制时钟信号的频率漂移的相关性的情形，用所述相位控制时钟信号替换所述频率控制时钟信号或基于所述相位控制时钟信号校正所述频率控制时钟信号。因此，在上述方法中，与关于境况中的可能变化，例如温度变化，的信息一起使用相位控制时钟信号，以提高频率控制时钟信号的质量。从生成频率控制时钟信号的系统所测量的量例如可以指示生成频率控制时钟信号的系统的振荡器的内部和/或环境温度，或者指示生成频率控制时钟信号的系统的电源电压的波动。例如可以通过相位控制时钟信号与频率控制时钟信号之间的相位差和/或通过确定相位控制时钟信号和频率控制时钟信号的频率的控制信号之间的差，来指示需要校正频率控制时钟信号。在超过上述相位差的监测界限与最近的温度变化相关的情况下，特别是如果任何其他潜在有效的正的或负的频率偏移可能性指示，例如电压波动等等，支持对频率控制时钟信号进行校正性频率调节，那么可以至少暂时使用相位控制时钟信号代替频率控制时钟信号，或者可以对频率控制时钟信号的频率进行微小的温度补偿。负频率偏移指示的一个示例是，如果相位差监测结果超过不能用测量的温度变化解释的变化率阈值，那么这指示传输延迟变化噪声，并且不用相位控制时钟信号替换频率控制时钟信号，也不基于相位控制时钟信号校正频率控制时钟信号。但是，如果基准时钟信号的频率发生了改变，那么基准时钟信号与频率控制时钟信号将继续偏离，在这种情况下有利地使用相位控制时钟信号来实现新情形中的收敛。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于控制频率同步的新的控制装置。该控制装置包括处理器，处理器被配置为：基于根据基准时钟信号发送的定时消息的接收时刻的第一值形成相位误差指示符，所述接收时刻的第一值表示为基于相位控制时钟信号的时间值，基于所述定时消息的接收时刻的第二值形成频率误差指示符，所述接收时刻的第二值表示为基于频率控制时钟信号的时间值，用所述相位误差指示符来控制所述相位控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的锁相，用所述频率误差指示符来控制所述频率控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述频率控制时钟信号之间的锁频，监测所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差，基于从生成所述频率控制时钟信号的系统测量的量，检测趋于引起所述频率控制时钟信号的频率漂移的境况变化，以及响应于监测的所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差和检测的境况变化两者都显示证实所述频率控制时钟信号的频率漂移的相关性的情形，用所述相位控制时钟信号替换所述频率控制时钟信号或基于所述相位控制时钟信号校正所述频率控制时钟信号。根据本专利技术的第三方面，提供一种新的网络元件。该网络元件包括：至少一个入站端口，用于接收定时消息，可控时钟信号发生器，用于产生第一可控时钟信号和第二可控时钟信号，所述网络元件被布置为根据所述第二可控时钟信号来操作，以及根据本专利技术的实施例的控制装置，用于控制时钟信号发生器，使得所述第一可控时钟信号是相位控制时钟信号并且所述第二可控时钟信号是频率控制时钟信号。根据本专利技术的第四方面，提供一种用于控制频率同步的新的计算机程序。该计算机程序包括计算机可执行指令，用于控制可编程处理器进行：基于根据基准时钟信号发送的定时消息的接收时刻的第一值形成相位误差指示符，所述接收时刻的第一值表示为基于相位控制时钟信号的时间值，基于所述定时消息的接收时刻的第二值形成频率误差指示符，所述接收时刻的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制频率同步的控制装置(104)，所述控制装置包括处理器(101)，所述处理器被配置为：基于根据基准时钟信号发送的定时消息的接收时刻的第一值形成相位误差指示符，所述接收时刻的第一值表示为基于相位控制时钟信号的时间值，基于所述定时消息的接收时刻的第二值形成频率误差指示符，所述接收时刻的第二值表示为基于频率控制时钟信号的时间值，用所述相位误差指示符来控制所述相位控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的锁相，以及用所述频率误差指示符来控制所述频率控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述频率控制时钟信号之间的锁频，其特征在于所述处理器进一步被配置为：监测所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差，基于从生成所述频率控制时钟信号的系统所测量的量，检测趋于引起所述频率控制时钟信号的频率漂移的境况变化，以及响应于所监测的所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差和所检测的境况变化两者都显示证实了所述频率控制时钟信号的频率漂移的相关性的情况，用或基于所述相位控制时钟信号替换或校正所述频率控制时钟信号。

【技术特征摘要】
2011.04.04 FI 201153221.一种用于控制频率同步的控制装置(104)，所述控制装置包括处理器(101)，所述处理器被配置为：基于根据基准时钟信号发送的定时消息的接收时刻的第一值形成相位误差指示符，所述接收时刻的第一值表示为基于相位控制时钟信号的时间值，基于所述定时消息的接收时刻的第二值形成频率误差指示符，所述接收时刻的第二值表示为基于频率控制时钟信号的时间值，用所述相位误差指示符来控制所述相位控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的锁相，以及用所述频率误差指示符来控制所述频率控制时钟信号，从而实现所述基准时钟信号与所述频率控制时钟信号之间的锁频，其特征在于所述处理器进一步被配置为：监测所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差，基于从生成所述频率控制时钟信号的系统所测量的量，检测趋于引起所述频率控制时钟信号的频率漂移的境况变化，以及响应于所监测的所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差和所检测的境况变化两者都显示证实了所述频率控制时钟信号的频率漂移的相关性的情况，用或基于所述相位控制时钟信号替换或校正所述频率控制时钟信号。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述处理器进一步被配置为：基于所测量的量确定对依照境况变化的所述频率控制时钟信号的频率漂移的最大速率的估计，以及当基于所述相位控制时钟信号校正所述频率控制时钟信号时，根据所述估计限定所述频率控制时钟信号的频率变化的速率。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，为了形成每个所述相位误差指示符，所述处理器被配置为计算各自的定时消息的接收时刻的所述第一值与关于这个定时消息的时间戳值之间的差。4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，为了形成每个所述相位误差指示符，所述处理器被配置为计算各自的定时消息的接收时刻的所述第一值与这个定时消息的理想接收时刻之间的差，各所述定时消息的理想接收时刻以相等的间隔分开，使得任何两个相继的理想接收时刻之间的差都是恒定的。5.根据权利要求1所述的控制装置，其中，为了形成每个所述频率误差指示符，所述处理器被配置为计算第一量，计算第二量，以及计算所述第一量与所述第二量之间的差，所述第一量是经历了相似的传输延迟的这样两个定时消息的接收时刻的所述第二值之间的差，所述第二量是与这两个定时消息相关的各时间戳值的差。6.根据权利要求1所述的控制装置，其中，为了形成每个所述频率误差指示符，所述处理器被配置为计算第一量，计算第二量，以及计算所述第一量与所述第二量之间的差，所述第一量是经历了相似的传输延迟的这样两个定时消息的接收时刻的所述第二值之间的差，所述第二量是这两个定时消息的各理想接收时刻的差，各所述定时消息的各理想接收时刻以相等的间隔分开，使得任何两个相继的理想接收时刻之间的差都是恒定的。7.根据权利要求5或6所述的控制装置，其中，所述处理器被配置为将所述两个定时消息选择为这样的定时消息，即基于它们的接收时刻的所述第二值具有最小的估计的传输延迟。8.根据权利要求1所述的控制装置，其中，从生成所述频率控制时钟信号的系统所测量的量至少指示出生成所述频率控制时钟信号的所述系统的振荡器的内部和/或环境温度。9.根据权利要求1所述的控制装置，其中，从生成所述频率控制时钟信号的系统所测量的所述量至少指示出以下变化之一：生成所述频率控制时钟信号的所述系统的振荡器的电源电压的变化，所述振荡器的电流消耗的变化。10.根据权利要求1所述的控制装置，其中，为了监测所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差，所述处理器被配置为计算第一控制信号与第二控制信号之间的差，所述第一控制信号确定所述相位控制时钟信号的频率，所述第二控制信号确定所述频率控制时钟信号的频率。11.根据权利要求1所述的控制装置，其中，为了监测所述频率控制时钟信号与所述相位控制时钟信号之间的偏差，所述处理器被配置为比较所述相位控制时钟信号的相位与所述频率控制时钟信号的相位。12.根据权利要求8至11任一项所述的控制装置，其中，为了校正所述频率控制时钟信号，所述处理器被配置为以预存储值改变所述频率控制时钟信号的频率使其更靠近所述相位控制时钟信号的频率，所述预存储值是基于所测量的振荡器的内部和/或环境温度的变化而选择的。13.一种网络元件(100)，包括：至少一个入站端口(102)，用于接收定时消息，以及可控时钟信号发生器(103)，用于产生第一可控时钟信号和第二可控时钟信号，所述网络元件被布置为根据所述第二可控时钟信号操作，其特征在于所述网络元件进一步包括根据权利要求1至12任一项所述的控制装置(104)，用于控制所述时钟信号发生器，使得所述第一可控时钟信号是所述相位控制时钟信号(105)，而所述第二可控时钟信号是所述频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼斯·哈恩，米科·劳莱宁，
申请(专利权)人：特拉博斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：