一种动态补偿晶体频偏的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种动态补偿晶体频偏的方法，包括，在同步过程正常时，获得鉴相值正常的结果压控值，同时采集数模转换器DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理；根据所述分类处理的压控值，获得晶体的温度参数和老化参数；在同步单元得不到同步信息后，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号。本发明专利技术还提供了一种动态补偿晶体频偏的系统。采用本发明专利技术的技术方案，引入了学习算法，通过CPU学习每颗晶体的个体温度特性和老化特性，并对其补偿，得到了稳定再生同步信号，提高了晶体的稳定性，使得晶体的保持能力得到进一步提升。

【技术实现步骤摘要】
一种动态补偿晶体频偏的方法及系统
本专利技术涉及通信领域，特别地涉及一种动态补偿晶体频偏的方法及系统。
技术介绍
在通信
，TDD系统是被广为使用的一种复用方式，但是其对时间同步要求也异常严格。一般都要求时间同步在10us以内，甚至更小；同时对频率稳定度也有非常高的要求，一般在0.1ppm甚至更小。如图1所示，为采用晶体单元提供时间同步信号的系统架构图；具体包括同步单元、CPU、FPGA(Field－ProgrammableGateArra，即现场可编程门阵列)、晶体单元，晶体单元一般为TCXO(TemperatureCompensateX'tal(crystal)Oscillator，温度补偿晶体振荡器)或OCXO(OvenControlledCrystalOscillator)恒温晶体振荡器)，CPU连接存储器，FPGA内包括鉴相器，还包括DAC(DigitaltoAnalogConverter，数模转换器)，驱动器，以及外部PLL(PhaseLockedLoop，锁相环)等。因此，目前的通用做法是：在TDD系统中一般采用稳定度较高的晶体，提供稳定的频率。同时利用晶体对外部接收的同步信号进行处理，输出一个再生的时间同步，如图2所示，提供了一种采用晶体单元提供时间同步信号的方法，具体为，S201，同步单元正常时，提取同步时钟脉冲给FPGA内的鉴相器，同时晶体单元提供高稳时钟给FPGA内的鉴相器；S202，鉴相器输出当前频率误差量；S203，CPU根据当前频率误差量，利用鉴相算法计算DAC(DigitaltoAnalogConverter，数模转换器)输出的模拟信号，调整晶体输出频率；S204，重复上述步骤使晶体单元输出频率稳定，且和同步信号同步，输出稳定的同步再生信号。但是同步信号往往会出现丢失的情况，而TDD系统要求在同步信号丢失后，系统要能够保持一段时间。这个保持能力(Holdover)，就需要依靠晶体的稳定性。而晶体的频率稳定度，又是随温度和自身的老化变化，这个变化会影响保持能力的性能。而现有技术，没有明确的算法可以区分两个不同特性的学习获取过程，只是机械的对出现过的温度进行补偿，不能实现不同的温度特性和老化特性组合，实现针对不同温度和不同老化时间的灵活的动态补偿。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供了一种动态补偿晶体频偏的方法，以解决现有技术中不能有效补偿晶体频偏的问题；本专利技术还提供了一种动态补偿晶体频偏的系统。为解决上述问题，本专利技术提供了一种动态补偿晶体频偏的方法，包括，在同步过程正常时，获得鉴相值正常的结果压控值，同时采集数模转换器DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理；根据所述分类处理的压控值，获得晶体的温度参数和老化参数；在同步单元得不到同步信息后，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号。进一步地，所述获得鉴相值正常的结果压控值具体为，在鉴相值正常运行时，同步信号正常后，记录最近的N个压控值，实时加权计算出结果压控值Vc，N≥1。进一步地，所述采集DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理具体为，所述DAC值为正常运行时，且同步正常后，记录压控值V(n,t,T)，其中n代表具体记录数量,t代表温度，T代表一段连续时间；在一段连续时间T1内，记录m个温度，在某一个温度时，记录n个数值；记录另外一段连续时间T2内，记录m个温度，在某一个温度时，记录n个数值。进一步地，获得晶体的老化参数具体为，分别从T1和T2中选取温度值对应的压控值，进行差值计算，获得老化引入的压控电压变化△Vo；根据晶体频率与电压转换公式获得晶体的老化参数△fo。进一步地，获得晶体的温度参数具体为，在T时间段内，根据记录各温度时的压控值V(tm,T)，获得温度变化引入的压控电压变化△Vt，根据晶体频率与电压转换公式获得晶体的温度参数△ft；对△ft数据进行加权平均，将加权平均的数据作为温度参数进行保存。进一步地，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号具体为，当同步信号丢失后，使压控端电压的值为Vc；同时利用温度传感器，采集晶体温度，当发现温度变化时，查找温度参数；利用其他再生的同步信号，统计同步信号丢失时间，当丢失时间超过门限时间后，利用老化参数进行补偿；并将温度参数和老化参数结合为△f；根据晶体频率与电压转换公式将频率变化△f转换成补偿电压△VDAC_TUNE，将该电压补偿到当前压控端电压Vc上得到同步再生信号。本专利技术还提供了一种动态补偿晶体频偏的装置，包括，数据获取和处理模块，用于在同步过程正常时，获得鉴相值正常的结果压控值，同时采集数模转换器DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理；参数获取模块，用于根据所述分类处理的压控值，获得晶体的温度参数和老化参数；补偿模块，用于在同步单元得不到同步信息后，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号。进一步地，所述数据处理模块具体用于在鉴相值正常运行时，同步信号正常后，记录最近的N个压控值，实时加权计算出结果压控值Vc，N≥1；以及在所述DAC值为正常运行时，且同步正常后，记录压控值V(n,t,T)，其中n代表具体记录数量,t代表温度，T代表一段连续时间；在一段连续时间T1内，记录m个温度，在某一个温度时，记录n个数值；另外一段连续时间T2内，记录m个温度，在某一个温度时，记录n个数值。进一步地，所述参数获取模块用于获得晶体的老化参数具体为，分别从T1和T2中选取温度值对应的压控值，进行差值计算，获得老化引入的压控电压变化△Vo；根据晶体频率与电压转换公式获得晶体的老化参数△fo；所述参数获取模块用于获得晶体的温度参数具体为，在T时间段内，根据记录各温度时的压控值V(tm,T)，获得温度变化引入的压控电压变化△Vt，根据晶体频率与电压转换公式获得晶体的温度参数△ft；对△ft数据进行加权平均，将加权平均的数据作为温度参数进行保存。进一步地，所述补偿模块用于利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号具体为，用于在同步信号丢失后，使压控端电压的值为Vc；同时利用温度传感器，采集晶体温度，当发现温度变化时，查找温度参数；以及利用其他再生的同步信号，统计同步信号丢失时间，当丢失时间超过门限时间后，利用老化参数进行补偿；并将温度参数和老化参数结合为△f；根据晶体频率与电压转换公式将频率变化△f转换成补偿电压△VDAC_TUNE，将该电压补偿到压控端电压Vc上得到同步再生信号。采用本专利技术的技术方案，引入了学习算法，通过CPU学习每颗晶体的个体温度特性和老化特性，并对其补偿，得到了稳定再生同步信号，提高了晶体的稳定性，使得晶体的保持能力得到进一步提升。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是采用晶体单元提供时间同步信号的系统架构图；图2是一种采用晶体单元提供时间同步信号的方法；图3是本专利技术第一实施例流程图；图4是本专利技术第二实施例结构图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态补偿晶体频偏的方法，其特征在于，包括，在同步过程正常时，获得鉴相值正常的结果压控值，同时采集数模转换器DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理；根据所述分类处理的压控值，获得晶体的温度参数和老化参数；在同步单元得不到同步信息后，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号。

【技术特征摘要】
1.一种动态补偿晶体频偏的方法，其特征在于，包括，在同步过程正常时，获得鉴相值正常的结果压控值，同时采集数模转换器DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理；根据所述分类处理的压控值，获得晶体的温度参数和老化参数；在同步单元得不到同步信息后，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得鉴相值正常的结果压控值具体为，在鉴相值正常运行时，同步信号正常后，记录最近的N个压控值，实时加权计算出结果压控值Vc，N≥1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集DAC值正常的压控值，对压控值根据温度和时间分类处理具体为，所述DAC值为正常运行时，且同步正常后，记录压控值V(n,t,T)，其中n代表具体记录数量,t代表温度，T代表一段连续时间；在一段连续时间T1内，记录m个温度，针对所述连续时间T1内记录的m个温度中的每个温度，分别记录n个数值；记录另外一段连续时间T2内，记录m个温度，针对所述连续时间T2内记录的m个温度中的每个温度，分别记录n个数值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获得晶体的老化参数具体为，分别从T1和T2中选取温度值对应的压控值，进行差值计算，获得老化引入的压控电压变化△Vo；根据晶体频率与电压转换公式获得晶体的老化参数△fo；其中，晶体频率与电压转换公式为：△fm＝K*△V；其中，△fm为晶体的频率变化量，△V表示压控端的电压变化量，K为比例系数。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获得晶体的温度参数具体为，在T时间段内，根据记录各温度时的压控值V(tm,T)，获得温度变化引入的压控电压变化△Vt，根据晶体频率与电压转换公式获得晶体的温度参数△ft；对△ft数据进行加权平均，将加权平均的数据作为温度参数进行保存；其中，晶体频率与电压转换公式为：△fm＝K*△V；其中，△fm为晶体的频率变化量，△V表示压控端的电压变化量，K为比例系数。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，利用所述温度参数和老化参数补偿所述结果压控值得到同步再生信号具体为，当同步信号丢失后，使压控端电压的值为Vc；同时利用温度传感器，采集晶体温度，当发现温度变化时，查找温度参数；利用再生的同步信号，统计同步信号丢失时间，当丢失时间超过门限时间后，利用老化参数进行补偿；并将温度参数和老化参数结合为△f；根据晶体频率与电压转换公式将频率变化△f转换成补偿电压△VDAC_T...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔跃，马磊，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：