專利名稱：用于控制頻率同步的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于控制頻率同步的方法和裝置。此外，本發明涉及用于控制頻率同步的計算機程序。此外，本發明涉及網絡元件，例如數據傳輸網絡的路由器或交換機。
背景技術：
數據傳輸網絡包括例如路由器、交換機這樣的網絡元件，以及經由網絡元件之間的數據傳輸鏈路相互通信的終端裝置。 在很多數據傳輸網絡中，需要在數據傳輸網絡的各種網絡元件中主導的時鐘信號之間實現同歩。為了在數據傳輸網絡中分配定時信息，可將網絡元件配置為組成主從對。每個從網絡元件控制它的時鐘信號發生器，使得基于從主網絡元件發送到從網絡元件的定時消息，在從網絡元件中再生出對應的主網絡元件中主導的基準時鐘信號。定時消息可以是協議數據単元“rou”包含的時間戳，協議數據單元例如可以是數據分組或數據幀。每個時間戳指示包含所考慮的時間戳的相應協議數據單元的發送時刻的瞬時時間值，其中該時間值是基于主網絡元件中有效的基準時鐘信號。也可以是，定時消息是發送的定時分組，使得當通過主網絡元件中有效的基準時鐘信號測量時，兩個相繼的定時分組的發送時刻之間的時間間隔是恒定的或者已知的。也可以是，在ー個或多個定時消息之后發送的ー個或多個數據分組中傳輸指示一個或多個定時消息的發送時刻的ー個或多個時間戳。在很多情況下，將網絡元件之間的同步實現為相位同步，其中基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻形成相位誤差指示符，并且根據相位誤差指示符控制相位控制時鐘信號，從而實現基準時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的鎖相。但是，相位控制時鐘信號對于由定時消息的傳輸延遲變化引起的干擾敏感。因此，該方法的不足在于它趨向于對某些傳輸延遲變化特性反應過于強烈。例如，24小時網絡加載模式和/或延遲變化中的大變化會在例如非対稱數字用戶環線“ADSL”、微波無線電，以及吉比特被動光學網絡“GP0N”的某些技術中引起問題。結合某些應用，例如第三代移動“移動3G”和隨后的長期演進“LTE”技木，沒有相位誤差累積限制，因此相位同步不是絕對需要的，而頻率同步就可以了。另ー方面，現代的恒溫晶體振蕩器“0CX0”能夠產生穩定的時鐘信號，并且OCXO的性價比也在不斷提高。因此，不是使用對于由傳輸延遲變化引起的干擾敏感的相位同步，而是能夠通過使用高質量的OCXO和頻率同步來獲得更好的結果，高質量的OCXO和頻率同步具有足夠長的更新間隔，這可以減少傳輸延遲變化的不利影響。但是，這種同步布置很慢，甚至不能響應例如OCXO的溫度的變化和/或局部境況中的其他變化。
發明內容
下面給出簡單概要，以提供各種創新性實施例的ー些方面的基本理解。概要并非本發明的總覽。其意圖并非是標識本發明的關鍵或重要要素，也非描述本發明的范圍。下面的概要僅以簡化形式給出本發明的ー些概念，作為本發明的示例性實施例的更詳細描述的前言。根據本發明的第一方面，提供了一種用于控制頻率同步的新方法。該方法包括基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成相位誤差指示符，所述接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值，用所述相位誤差指示符來控制所述相位控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的鎖相，基于所述定時消息的接收時刻的第二值形成頻率誤差指示符，所述接收時刻的第ニ值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值，用所述頻率誤差指示符來控制所述頻率控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述頻率控制時鐘信號之間的鎖頻，監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，基于從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的量，檢測趨于引起所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的境況的變化，以及響應于所監測的所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差和所檢測的境況的變化兩者都顯示證實所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情形，用所述相位控制時鐘信號替換所述頻率控制時鐘信號或基于所述相位控制時鐘信號校正所述頻率控制時鐘信號。因此，在上述方法中，與關于境況中的可能變化，例如溫度變化，的信息一起使用相位控制時鐘信號，以提高頻率控制時鐘信號的質量。
從生成頻率控制時鐘信號的系統所測量的量例如可以指示生成頻率控制時鐘信號的系統的振蕩器的內部和/或環境溫度，或者指示生成頻率控制時鐘信號的系統的電源電壓的波動。例如可以通過相位控制時鐘信號與頻率控制時鐘信號之間的相位差和/或通過確定相位控制時鐘信號和頻率控制時鐘信號的頻率的控制信號之間的差，來指示需要校正頻率控制時鐘信號。在超過上述相位差的監測界限與最近的溫度變化相關的情況下，特別是如果任何其他潛在有效的正的或負的頻率偏移可能性指示，例如電壓波動等等，支持對頻率控制時鐘信號進行校正性頻率調節，那么可以至少暫時使用相位控制時鐘信號代替頻率控制時鐘信號，或者可以對頻率控制時鐘信號的頻率進行微小的溫度補償。負頻率偏移指示的ー個示例是，如果相位差監測結果超過不能用測量的溫度變化解釋的變化率閾值，那么這指示傳輸延遲變化噪聲，并且不用相位控制時鐘信號替換頻率控制時鐘信號，也不基于相位控制時鐘信號校正頻率控制時鐘信號。但是，如果基準時鐘信號的頻率發生了改變，那么基準時鐘信號與頻率控制時鐘信號將繼續偏離，在這種情況下有利地使用相位控制時鐘信號來實現新情形中的收斂。根據本發明的第二方面，提供一種用于控制頻率同步的新的控制裝置。該控制裝置包括處理器，處理器被配置為基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成相位誤差指示符，所述接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值，基于所述定時消息的接收時刻的第二值形成頻率誤差指示符，所述接收時刻的第ニ值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值，用所述相位誤差指示符來控制所述相位控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的鎖相，用所述頻率誤差指示符來控制所述頻率控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述頻率控制時鐘信號之間的鎖頻，監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，基于從生成所述頻率控制時鐘信號的系統測量的量，檢測趨于引起所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的境況變化，以及響應于監測的所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差和檢測的境況變化兩者都顯示證實所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情形，用所述相位控制時鐘信號替換所述頻率控制時鐘信號或基于所述相位控制時鐘信號校正所述頻率控制時鐘信號。 根據本發明的第三方面，提供一種新的網絡元件。該網絡元件包括至少ー個入站端ロ，用于接收定時消息，可控時鐘信號發生器,用于產生第一可控時鐘信號和第二可控時鐘信號,所述網絡元件被布置為根據所述第二可控時鐘信號來操作，以及根據本發明的實施例的控制裝置，用于控制時鐘信號發生器，使得所述第一可控時鐘信號是相位控制時鐘信號并且所述第二可控時鐘信號是頻率控制時鐘信號。根據本發明的第四方面，提供一種用于控制頻率同步的新的計算機程序。該計算機程序包括計算機可執行指令，用于控制可編程處理器進行基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成相位誤差指示符，所述接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值，基于所述定時消息的接收時刻的第二值形成頻率誤差指示符，所述接收時刻的第ニ值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值，用所述相位誤差指示符來控制所述相位控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的鎖相，用所述頻率誤差指示符來控制所述頻率控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述頻率控制時鐘信號之間的鎖頻，監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，基于從生成所述頻率控制時鐘信號的系統測量的量，檢測趨于引起所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的境況變化，以及響應于監測的所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差和檢測的境況的變化兩者都顯示證實所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情形，用所述相位控制時鐘信號替換所述頻率控制時鐘信號或基于所述相位控制時鐘信號校正所述頻率控制時鐘信號。根據本發明的計算機程序產品包括以根據本發明的計算機程序編碼的非易失性計算機可讀介質，例如壓縮盤(“⑶”)。在所附從屬權利要求書中描述了本發明的多個示例性實施例。當結合附圖閱讀時，根據具體的示例性實施例的以下描述，將最好地理解關于結構以及操作方法這兩者的本發明的各種示例性實施例及其附加目的和優點。本文獻中使用動詞“包括”作為開放式限定，既不排除也不要求存在未引用特征。除非明確指定，否則在從屬權利要求中引用的特征可以相互自由組合。
下面參照附圖更詳細地說明本發明的示例性實施例以及它們的優點，在附圖中圖I示出包括網絡元件的示例性數據傳輸系統的示意圖，網絡元件配備有根據本發明的實施例的控制裝置用于控制頻率同歩，以及圖2示出用于控制頻率同步的根據本發明的實施例的方法的流程圖。
具體實施例方式圖I示出包括網絡元件100和網絡元件130的示例性數據傳輸系統的示意圖。網 絡元件100和網絡元件130經由數據傳輸網絡150相互連接，數據傳輸網絡150可包括經由數據傳輸鏈路彼此互連的若干其他網絡元件。每個網絡元件例如可以是互聯網協議(“IP”)路由器、以太網交換機和/或多協議標簽交換(“MPLS”)交換機。網絡元件130操作為主網絡元件并被布置為向網絡元件100發送定時消息，網絡元件100操作為從網絡元件。網絡兀件130包括時鐘信號發生器115,時鐘信號發生器115被布置為產生基準時鐘信號116。網絡元件130包括計數器117，計數器117被布置為產生信號118，信號118代表在網絡元件130中主導的時鐘時間。網絡元件130被布置為根據基準時鐘信號116發送定時消息。網絡元件130包括處理系統119，處理系統119用于執行與使用的數據傳輸協議，例如IP、以太網和/或MPLS，相關的控制和轉發平面操作。此外，網絡元件130包括用于連接到數據傳輸網絡150的至少ー個入站端ロ 120以及至少ー個出站端ロ 121。網絡元件100包括可控時鐘信號發生器103，用于產生可控時鐘信號。網絡元件100包括計數器111，計數器111被布置為產生信號112，信號112代表在網絡元件100中主導的時鐘時間。網絡元件100包括處理系統113，處理系統113用于執行與使用的數據傳輸協議相關的控制和轉發平面操作。此外，網絡元件100包括用于連接到數據傳輸網絡150的至少ー個入站端ロ 102以及至少ー個出站端ロ 114。網絡元件100包括根據本發明的實施例的控制裝置104用于控制時鐘信號發生器103。控制裝置104包括處理器101，處理器101被配置為基于在入站端ロ 102接收的定時消息的接收時刻的第一值來形成相位誤差指示符。接收時刻的第一值被表示為基于相位控制時鐘信號105的時間值，相位控制時鐘信號105是通過可控時鐘信號發生器103產生的第一可控時鐘信號。上述接收時刻的第一值是信號122在定時消息的接收時間的瞬時值。信號122是通過相位控制時鐘信號105驅動的計數器123的輸出信號。處理器101被配置為通過相位誤差指示符控制相位控制時鐘信號105，從而實現基準時鐘信號116與相位控制時鐘信號105之間的鎖相。處理器101被配置為基于定時消息的接收時刻的第二值來形成頻率誤差指示符。接收時刻的第二值被表示為基于頻率控制時鐘信號106的時間值，頻率控制時鐘信號106是通過可控時鐘信號發生器103產生的第二可控時鐘信號。上述接收時刻的第二值是信號112在定時消息的接收時間的瞬時值。處理器101被配置為通過頻率誤差指示符控制頻率控制時鐘信號106，從而實現基準時鐘信號116與頻率控制時鐘信號106之間的鎖頻。在根據本發明的實施例的控制裝置中，為了形成每個相位誤差指示符，處理器101被配置為計算相應定時消息的接收時刻的第一值與從網絡元件130傳遞到網絡元件100的與該定時消息相關的時間戳值之間的差。在以恒定速率或者預定速率發送定時消息的情況下，不必使用從網絡元件130向網絡元件100傳遞的時間戳，但是可將在網絡元件100中產生的以恒定間隔或者預定間隔分開的值用作與定時消息的接收時刻的第一值相比較的理想接收時刻，從而形成相位誤差指示符。在根據本發明的實施例的控制裝置中，為了形成每個頻率誤差指示符，處理器101被配置為計算第一量T2-T1，即經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的各第二值之間的差。處理器101被配置為計算第二量T2-TY即從網絡元件130傳遞到網絡元件100的與這兩個定時消息相關的各時間戳值之間的差。處理器101被配置為計算第一量與第二量之間的差(T2-T1)-Cr2-TV。這個差指示頻率控制時鐘信號106與基準時鐘信號116之間的頻率差，因為T2-T1是通過頻率控制時鐘信號106測量的第一時間間隔的長度，而T’ 2-T’:是通過基準時鐘信號116測量的第二時間間隔的長度，并且第一時間間隔與第二時間間隔的真實長度基本上相等，因為上述兩個定時消息經歷了從網絡元件130到網絡元件100的基本上相似的傳輸延遲。在根據本發明另ー實施例的控制裝置中，為了形成每個頻率誤差指示符，處理器101被配置為計算第一量T2-T1，即經歷了基本上相似的 傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的第二值之間的差，計算第二量T'-T'，即這兩個定時消息的理想接收時刻的差，以及計算第一量與第二量之間的差(T2-T1)-CT2-T')。定時消息的理想接收時刻是在網絡元件100中產生的值，以相等間隔或者預定間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的或者已知的。可將經歷了基本上相似的傳輸延遲的兩個定時消息例如選擇為第一定時消息和第二定時消息，在第一時間窗ロ內接收的定時消息中第一定時消息具有最小估計傳輸延遲，在第二時間窗口內接收的定時消息中第二定時消息具有最小估計傳輸延遲。可將具有最小的下述差值的定時消息定義為具有最小估計傳輸延遲的定時消息，所述差值作為接收時刻的第二值與相應時間戳值或者理想接收時刻之間的有符號值。在圖I所示的示例性情況下，可控時鐘信號發生器103包括晶體振蕩器107、用于根據晶體振蕩器的輸出信號110產生相位控制時鐘信號105的第一數字可控分頻器108,以及用于根據晶體振蕩器的輸出信號產生頻率控制時鐘信號106的第二數字可控分頻器109。晶體振蕩器107優選為能夠產生穩定時鐘信號的恒溫晶體振蕩器“0CX0”。數字可控分頻器108和109例如可以是分數N/N+1分頻器，能夠產生分頻比N+ e，其中取決于控制信號125或126，e可以從零到一。當使用穩定的OCXO時，在頻率控制時鐘信號106的頻率控制中輪詢間隔和更新間隔兩者都可以較大。用于頻率控制的兩個定時消息之間的時間段甚至可以是24小吋。但是，為了穩定性檢查，這個時間間隔包括若干中間輪詢。在頻率控制中將頻率變化率Hz/秒優選限制為例如制造商對于由于OXCO的老化所致的頻率漂移而規定的最大值的兩倍。有利地選擇產生的閉合頻率控制環的増益和其他參數，使得控制環強阻尼，即，在階躍響應中沒有過沖。相比于頻率控制，相位控制時鐘信號105的相位控制的更新間隔優選地短得多，例如除以幾十、幾百甚至幾千的因子。也可以是，可控時鐘信號發生器103包括用于產生相位控制時鐘信號105的第一壓控振蕩器“VC0”和用于產生頻率控制時鐘信號106的第一壓控振蕩器。網絡元件100包括用于從生成頻率控制時鐘信號106的系統，即，從可控時鐘信號發生器103測量量124的部件，量124指示頻率控制時鐘信號106的穩定性。網絡元件100例如可包括溫度傳感器，用于測量晶體振蕩器107的內部和/或環境溫度。除了關于晶體振蕩器107的內部和/或環境溫度的信息，或者替代關于晶體振蕩器107的內部和/或環境溫度的信息，測量的量124例如可包含關于晶體振蕩器的電源電壓和/或電流消耗的波動的信息。結合某些類型的振蕩器，電流消耗的變化可指示晶體振蕩器的溫度已經變化的危險。處理器101被配置為監測頻率控制時鐘信號106與相位控制時鐘信號105之間的偏差。在本發明的實施例中，為了監測偏差，處理器被配置為計算第一控制信號125與第二控制信號126之間的差，第一控制信號125確定相位控制時鐘信號的頻率，第二控制信號126確定頻率控制時鐘信號的頻率。在本發明的另 ー實施例中，為了監測偏差，處理器被配置為將相位控制時鐘信號105的瞬時相位與頻率控制時鐘信號106的瞬時相位進行比較。處理器101被配置為基于測量的量124檢測趨于引起頻率控制時鐘信號106的頻率漂移的局部境況的變化。例如，晶體振蕩器107的內部和/或環境溫度的變化指示頻率控制時鐘信號的可能的頻率漂移。處理器101被配置為響應于監測的頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差和檢測的局部境況變化兩者都顯示證實頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情況，即，測量的量124和監測的偏差都一致指示出晶體振蕩器107操作中的變化的情況，以相位控制時鐘信號106替換頻率控制時鐘信號106或基于相位控制時鐘信號106校正頻率控制時鐘信號106。因此，與關于境況中的可能變化，例如溫度變化，的信息一起，使用相位控制時鐘信號來提高頻率控制時鐘信號106的質量。不必將相位控制時鐘信號用于校正或替換頻率控制時鐘信的示例性情況是檢測到快速傳輸延遲變化的情形。傳輸延遲變化降低頻率控制時鐘信號的質量，因此不建議通過相位控制時鐘信號替換頻率控制時鐘信號或基于相位控制時鐘信號校正頻率控制時鐘信號。不必將相位控制時鐘信號用于校正或替換頻率控制時鐘信的另ー示例性情況是相位控制時鐘信號與頻率控制時鐘信號之間的相位差的變化率大到不能通過測量的溫度變化來說明的情形。這指示降低相位控制時鐘信號質量的傳輸延遲變化噪聲，因此不建議通過相位控制時鐘信號替換頻率控制時鐘信號或基于相位控制時鐘信號校正頻率控制時鐘信號。但是，如果基準時鐘信號116的頻率已經改變，則基準時鐘信號與頻率控制時鐘信號將繼續偏離，在這種情況下有利地使用相位控制時鐘信號在新情形中實現收斂。除了在網絡元件100的正常操作期間使用相位控制時鐘信號來替換或校正頻率控制時鐘信號之外，還可以在網絡元件100的操作開始時使用相位控制時鐘信號，用于在啟動相位期間以及在改變了主網絡元件的情況下提供初始同步。在根據本發明的實施例的控制裝置中，處理器101被配置為基于測量的量124確定對依照例如溫度變化的境況變化的頻率控制時鐘信號的頻率漂移的最大速率的估計。處理器被配置為當基于相位控制時鐘信號校正頻率控制時鐘信號時，根據估計限定頻率控制時鐘信號的頻率變化率。在根據本發明的實施例的控制裝置中，處理器101被配置為將關于所測量的晶體振蕩器107的內部和/或環境溫度的信息以及關于要根據相位控制時鐘信號105對頻率控制時鐘信號106進行的對應頻率調節的信息存儲在存儲裝置中。在根據本發明的實施例的控制裝置中，為了校正頻率控制時鐘信號106，處理器101被配置為通過基于所測量的晶體振蕩器107的內部和/或環境溫度的變化選擇的預存儲值，朝向相位控制時鐘信號105的頻率來改變頻率控制時鐘信號的頻率。因此，測量的溫度確定頻率調節的幅度，并且相位控制時鐘信號確定頻率調節的方向，即，頻率控制時鐘信號的頻率的増加或減少。在操作開始時，預存儲值可基于制造商對晶體振蕩器的規定。后來，可基于測量的晶體振蕩器的內部和/或環境溫度以及要根據相位控制時鐘信號對頻率控制時鐘信號進行的對應頻率調節來調節預存儲值。當調節預存儲值時，有利地使用用于去除干擾的適當濾波或其他方法。在圖I所示的示例性情況中，控制裝置104是網絡元件100的一部分。也可以是，控制裝置是連接到網絡元件的獨立設備。控制裝置的處理器101可包括一個或多個可編程處理器単元、諸如專用集成電路“ASIC”的一個或多個專用硬件電路、諸如現場可編程門陣列“FPGA”的ー個或多個現場可編程邏輯電路，或者它們的組合。圖2示出用于控制頻率同步的根據本發明的實施例的方法的流程圖。該方法包括在階段201，基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成相 位誤差指示符，接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值，在階段202，用相位誤差指示符來控制相位控制時鐘信號，從而實現基準時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的鎖相，在階段203，基于定時消息的接收時刻的第二值形成頻率誤差指示符，接收時刻的第二值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值，在階段204，用頻率誤差指示符來控制頻率控制時鐘信號，從而實現基準時鐘信號與頻率控制時鐘信號之間的鎖頻，在階段205，監測頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差，在階段206，基于從生成頻率控制時鐘信號的系統測量的量，檢測趨于引起頻率控制時鐘信號的頻率漂移的局部境況的變化，以及在階段207，響應于監測的頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差和檢測的局部境況變化兩者都顯示證實頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情形，用或基于相位控制時鐘信號替換或校正頻率控制時鐘信號。根據本發明的實施例的方法進ー步包括基于測量的量確定對依照境況變化的頻率控制時鐘信號的頻率漂移的最大速率的估計，以及當基于相位控制時鐘信號校正頻率控制時鐘信號時，根據該估計來限定頻率控制時鐘信號的頻率變化的速率。為了形成每個相位誤差指示符，根據本發明的實施例的方法包括計算相應的定時消息的接收時刻的第一值與關于該定時消息的時間戳值之間的差。為了形成每個相位誤差指示符，根據本發明的實施例的方法包括計算相應的定時消息的接收時刻的第一值與該定時消息的理想接收時刻之間的差。定時消息的理想接收時刻以相等間隔或者已知間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的或者已知的。為了形成每個頻率誤差指示符，根據本發明的實施例的方法包括計算第一量，計算第二量，以及計算第一量與第二量之間的差，第一量是經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的第二值之間的差，第二量是與這兩個定時消息相關的各時間戳值的差。上述兩個定時消息可以是這樣的定時消息，即基于它們的接收時刻的第二值具有最小的估計的傳輸延遲。為了形成每個頻率誤差指示符，根據本發明的實施例的方法包括計算第一量，計算第二量，以及計算第一量與第二量之間的差，第一量是經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的第二值之間的差，第二量是這兩個定時消息的理想接收時刻的差。定時消息的理想接收時刻以相等或者已知的間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的或者已知的。上述兩個定時消息可以是這樣的定時消息，即基于它們的接收時刻的第二值具有最小的估計的傳輸延遲。在根據本發明的實施例的方法中，從生成頻率控制時鐘信號的系統測量的量至少指示生成頻率控制時鐘信號的系統的振蕩器的內部和/或環境溫度。在根據本發明的實施例的方法中，從生成頻率控制時鐘信號的系統測量的量至少指示生成頻率控制時鐘信號的系統的振蕩器的電源電壓的變化。
在根據本發明的實施例的方法中，從生成頻率控制時鐘信號的系統測量的量至少指示生成頻率控制時鐘信號的系統的振蕩器的電流消耗的變化。為了監測頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差，根據本發明的實施例的方法包括計算第一控制信號與第二控制信號之間的差，第一控制信號確定相位控制時鐘信號的頻率，第二控制信號確定頻率控制時鐘信號的頻率。為了監測頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差，根據本發明的實施例的方法包括比較相位控制時鐘信號的相位與頻率控制時鐘信號的相位。為了校正頻率控制時鐘信號，根據本發明的實施例的方法包括以預存儲值朝向相位控制時鐘信號的頻率改變頻率控制時鐘信號的頻率，所述預存儲值是基于生成頻率控制時鐘信號的系統的振蕩器的測量的內部和/或環境溫度的變化而選擇的。根據本發明的實施例的計算機程序包括用于控制頻率同步的軟件模塊。該軟件模塊包括計算機可執行指令，用于控制可編程處理器進行基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成相位誤差指示符，接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值，基于定時消息的接收時刻的第二值形成頻率誤差指示符，接收時刻的第二值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值，用相位誤差指示符來控制相位控制時鐘信號，從而實現基準時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的鎖相，用頻率誤差指示符來控制頻率控制時鐘信號，從而實現基準時鐘信號與頻率控制時鐘信號之間的鎖頻，監測頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差，基于從生成頻率控制時鐘信號的系統測量的量，檢測趨于引起頻率控制時鐘信號的頻率漂移的局部境況的變化，以及響應于監測的頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差和檢測的局部境況的變化兩者都顯示證實頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情形，用相位控制時鐘信號替換頻率控制時鐘信號或基于相位控制時鐘信號校正頻率控制時鐘信號。該軟件模塊例如可以是通過合適的編程語言產生的子程序和函數。
根據本發明的實施例的計算機程序產品包括以上述軟件模塊編碼的非易失性計算機可讀介質，例如壓縮盤(“⑶”)。根據本發明的實施例的信號被編碼為承載限定了根據本發明的實施例的計算機 程序的信息。上述說明書中提供的具體示例不應解釋為限制性的。因此，本發明不僅僅限于上述實施例，很多變化都是可以的。
權利要求
1.一種用于控制頻率同步的控制裝置(104)，所述控制裝置包括處理器(101)，所述處理器被配置為 基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成相位誤差指示符，所述接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值， 基于所述定時消息的接收時刻的第二值形成頻率誤差指示符，所述接收時刻的第二值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值， 用所述相位誤差指示符來控制所述相位控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的鎖相，以及 用所述頻率誤差指示符來控制所述頻率控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述頻率控制時鐘信號之間的鎖頻， 其特征在于所述處理器進一步被配置為 監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差， 基于從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的量，檢測趨于引起所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的境況變化，以及 響應于所監測的所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差和所檢測的境況變化兩者都顯示證實了所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情況，用或基于所述相位控制時鐘信號替換或校正所述頻率控制時鐘信號。
2.根據權利要求I所述的控制裝置，其中，所述處理器進一步被配置為基于所測量的量確定對依照境況變化的所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的最大速率的估計，以及當基于所述相位控制時鐘信號校正所述頻率控制時鐘信號時，根據所述估計限定所述頻率控制時鐘信號的頻率變化的速率。
3.根據權利要求I或2所述的控制裝置，其中，為了形成每個所述相位誤差指示符，所述處理器被配置為計算各自的定時消息的接收時刻的所述第一值與關于這個定時消息的時間戳值之間的差。
4.根據權利要求I或2所述的控制裝置，其中，為了形成每個所述相位誤差指示符，所述處理器被配置為計算各自的定時消息的接收時刻的所述第一值與這個定時消息的理想接收時刻之間的差，各所述定時消息的理想接收時刻以相等的間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的。
5.根據權利要求I至4任一項所述的控制裝置，其中，為了形成每個所述頻率誤差指示符，所述處理器被配置為計算第一量，計算第二量，以及計算所述第一量與所述第二量之間的差，所述第一量是經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的所述第二值之間的差，所述第二量是與這兩個定時消息相關的各時間戳值的差。
6.根據權利要求I至4任一項所述的控制裝置，其中，為了形成每個所述頻率誤差指示符，所述處理器被配置為計算第一量，計算第二量，以及計算所述第一量與所述第二量之間的差，所述第一量是經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的所述第二值之間的差，所述第二量是這兩個定時消息的各理想接收時刻的差，各所述定時消息的各理想接收時刻以相等的間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的。
7.根據權利要求5或6所述的控制裝置，其中，所述處理器被配置為將所述兩個定時消息選擇為這樣的定時消息，即基于它們的接收時刻的所述第二值具有最小的估計的傳輸延遲。
8.根據權利要求I至7任一項所述的控制裝置，其中，從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的量至少指示出生成所述頻率控制時鐘信號的所述系統的振蕩器的內部和/或環境溫度。
9.根據權利要求I至8任一項所述的控制裝置，其中，從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的所述量至少指示出以下變化之一生成所述頻率控制時鐘信號的所述系統的振蕩器的電源電壓的變化，所述振蕩器的電流消耗的變化。
10.根據權利要求I至9任一項所述的控制裝置，其中，為了監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，所述處理器被配置為計算第一控制信號與第二控制信號之間的差，所述第一控制信號確定所述相位控制時鐘信號的頻率，所述第二控制信號確定所述頻率控制時鐘信號的頻率。
11.根據權利要求I至10任一項所述的控制裝置，其中，為了監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，所述處理器被配置為比較所述相位控制時鐘信號的相位與所述頻率控制時鐘信號的相位。
12.根據權利要求8至11任一項所述的控制裝置，其中，為了校正所述頻率控制時鐘信號，所述處理器被配置為以預存儲值朝向所述相位控制時鐘信號的頻率來改變所述頻率控制時鐘信號的頻率，所述預存儲值是基于所測量的所述振蕩器的內部和/或環境溫度的變化而選擇的。
13.一種網絡元件(100)，包括 至少一個入站端口(102)，用于接收定時消息，以及 可控時鐘信號發生器(103)，用于產生第一可控時鐘信號和第二可控時鐘信號，所述網絡元件被布置為根據所述第二可控時鐘信號操作， 其特征在于所述網絡元件進一步包括根據權利要求I至13任一項所述的控制裝置(104)，用于控制所述時鐘信號發生器，使得所述第一可控時鐘信號是所述相位控制時鐘信號(105)，而所述第二可控時鐘信號是所述頻率控制時鐘信號(106)。
14.根據權利要求13所述的網絡元件，其中，所述可控時鐘信號發生器包括晶體振蕩器(107)和第一數字可控分頻器(108)以及第二數字可控分頻器(109)，所述第一數字可控分頻器用于根據所述晶體振蕩器的輸出信號(110)產生所述相位控制時鐘信號，所述第二數字可控分頻器用于根據所述晶體振蕩器的所述輸出信號產生所述頻率控制時鐘信號。
15.根據權利要求13或14所述的網絡元件，其中，所述網絡元件是至少一個以下設備互聯網協議(“IP”)路由器、以太網交換機、多協議標簽交換(“MPLS”)交換機。
16.一種用于控制頻率同步的方法，所述方法包括 基于根據基準時鐘信號發送的定時消息的接收時刻的第一值形成(201)相位誤差指示符，所述接收時刻的第一值表示為基于相位控制時鐘信號的時間值， 用所述相位誤差指示符來控制(202)所述相位控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的鎖相， 基于所述定時消息的接收時刻的第二值形成(203)頻率誤差指示符，所述接收時刻的第二值表示為基于頻率控制時鐘信號的時間值，以及用所述頻率誤差指示符來控制(204)所述頻率控制時鐘信號，從而實現所述基準時鐘信號與所述頻率控制時鐘信號之間的鎖頻， 其特征在于所述方法進一步包括 監測(205)所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差， 基于從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的量，檢測(206)趨于引起所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的境況的變化，以及 響應于所監測的所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差和所檢測的境況的變化兩者都顯示證實了所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性的情況，用或基于所述相位控制時鐘信號替換或校正(207)所述頻率控制時鐘信號。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述方法進一步包括基于所測量的量確定對依照所述境況變化的所述頻率控制時鐘信號的頻率漂移的最大速率的估計，以及當基于所 述相位控制時鐘信號校正所述頻率控制時鐘信號時，根據所述估計限定所述頻率控制時鐘信號的頻率變化的速率。
18.根據權利要求16或17所述的方法，其中，所述方法包括為了形成每個所述相位誤差指示符，計算各自的定時消息的接收時刻的所述第一值與關于這個定時消息的時間戳值之間的差。
19.根據權利要求16或17所述的方法，其中，所述方法包括為了形成每個所述相位誤差指示符，計算各自的定時消息的接收時刻的所述第一值與這個定時消息的理想接收時刻之間的差，所述定時消息的理想接收時刻以相等的間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的。
20.根據權利要求16至19任一項所述的方法，其中，為了形成每個所述頻率誤差指示符，所述方法包括計算第一量，計算第二量，以及計算所述第一量與所述第二量之間的差，所述第一量是經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的所述第二值之間的差，所述第二量是與這兩個定時消息相關的各時間戳值的差。
21.根據權利要求16至19任一項所述的方法，其中，為了形成每個所述頻率誤差指示符，所述方法包括計算第一量，計算第二量，以及計算所述第一量與所述第二量之間的差，所述第一量是經歷了基本上相似的傳輸延遲的這樣兩個定時消息的接收時刻的所述第二值之間的差，所述第二量是這兩個定時消息的各理想接收時刻的差，各所述定時消息的各理想接收時刻以相等的間隔分開，使得任何兩個相繼的理想接收時刻之間的差都是恒定的。
22.根據權利要求20或21所述的方法，其中，所述方法包括將所述兩個定時消息選擇為這樣的定時消息，即基于它們的接收時刻的所述第二值具有最小的估計的傳輸延遲。
23.根據權利要求16至22任一項所述的方法，其中，從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的所述量至少指示出生成所述頻率控制時鐘信號的所述系統的振蕩器的內部和/或環境溫度。
24.根據權利要求16至23任一項所述的方法，其中，從生成所述頻率控制時鐘信號的系統所測量的所述量至少指示出以下變化之一生成所述頻率控制時鐘信號的所述系統的振蕩器的電源電壓的變化，所述振蕩器的電流消耗的變化。
25.根據權利要求16至24任一項所述的方法，其中，為了監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，所述方法包括計算第一控制信號與第二控制信號之間的差，所述第一控制信號確定所述相位控制時鐘信號的頻率，所述第二控制信號確定所述頻率控制時鐘信號的頻率。
26.根據權利要求16至25任一項所述的方法，其中，為了監測所述頻率控制時鐘信號與所述相位控制時鐘信號之間的偏差，所述方法包括比較所述相位控制時鐘信號的相位與所述頻率控制時鐘信號的相位。
27.根據權利要求23至26任一項所述的方法，其中，為了校正所述頻率控制時鐘信號，所述方法包括用預存儲值朝向所述相位控制時鐘信號的頻率改變所述頻率控制時鐘信號的頻率，所述預存儲值是基于所測量的所述振蕩器的內部和/或環境溫度的變化而選擇的。全文摘要
本發明涉及用于控制頻率同步的方法和裝置。一種用于控制頻率同步的裝置包括處理器(101)，用于控制相位控制時鐘信號以實現相位控制時鐘信號與基準時鐘信號之間的鎖相，以及用于控制頻率控制時鐘信號以實現頻率控制時鐘信號與基準時鐘信號之間的鎖頻。此外該處理器被配置為監測頻率控制時鐘信號與相位控制時鐘信號之間的偏差，檢測引起頻率控制時鐘信號的頻率漂移的境況變化(諸如溫度變化)，以及當監測的偏差和檢測的境況變化都顯示證實了頻率控制時鐘信號的頻率漂移的相關性時，通過或基于相位控制時鐘信號替換或校正頻率控制時鐘信號。因此，相位控制時鐘信號連同關于境況的可能變化的信息一起用于提高頻率控制時鐘信號的質量。
文檔編號H04L7/00GK102739387SQ20121008350
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月27日 優先權日2011年4月4日
發明者米科·勞萊寧, 肯尼斯·哈恩 申請人:特拉博斯股份有限公司