一种基于动态权重的5G通信终端同步源生成方法及系统与流程

一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法及系统
技术领域
1.本发明属于5g时间同步的技术领域，尤其涉及一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法及系统。


背景技术：

2.随着数字化技术与智能用电技术的广泛应用，5g通信终端对时间同步的要求越来越高，传统的单一同步源授时，如北斗授时，gps授时，5g基站授时难以满足日益提高的时间同步要求，采用多源授时技术，可有效提高授时准确性，稳定性。
3.目前大部分的5g通信终端采用了基于预设优先级的多同步源选择方法实现多源授时，其缺点是本地时间源可能跟踪、锁定在一个质量较差的外部同步源上，且同步源切换属于刚性切换，切换的瞬间可能引入时间相位的跳变。针对当前多源授时存在的问题，本发明提出一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有技术存在单一同步源授时及同步源切换的瞬间会引入时间相位跳变的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法及系统，其目的在于：采用多源授时技术，有效提高授时准确性，稳定性，以及降低了在某一个外部同步源失效情况下的时间跳变。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，包括以下步骤：
9.获取5g通信终端同步源的授时参数；
10.根据所述授时参数，计算所述同步源的类型权重、性能权重和质量权重；
11.通过所述类型权重、性能权重和质量权重，依次计算同步源的综合权重和相对综合权重；
12.将所述相对综合权重，根据归一化原则计算得到动态权重；
13.根据所述动态权重计算新同步源的秒脉冲相位抖动，调整5g终端的本地时钟并输出b码信号。
14.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述授时参数包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的同步源默认优先级分别为n
bd
，n
gps
和n
5g
(1≤n
bd
、n
gps
、n
5g
≤10)；在时刻t，获取北斗同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tbd
和w
tbd
，gps同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为
t
tgps
和w
tgps
，5g基站同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
t5g
和w
t5g
；在时刻t，北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的时钟质量分别为q
tbd
，q
tgps
和q
t5g
。
15.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述类型权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的类型权重，令所述类型权重为vi，根据公式：计算类型权重vi，其中，n表示同步源默认优先级，bd表示北斗，gps表示全球定位系统，5g表示第五代移动通信基站。
16.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述性能权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的性能权重，令所述性能权重为f
ti
，在时刻t，根据公式：计算性能权重f
ti
，其中，t
t
表示同步源的平均时间间隔误差，w
t
表示同步源的秒脉冲相位抖动。
17.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述质量权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的质量权重，令所述质量权重为在时刻t，根据公式：计算质量权重其中，q
t
表示同步源的时钟质量。
18.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述综合权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的综合权重，令所述综合权重为在时刻t，根据公式：计算综合权重
19.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述相对综合权重包括北斗同步源的相对综合权重、gps同步源的相对综合权重和5g基站同步源的相对综合权重，令北斗同步源的相对综合权重为gps同步源的相对综合权重为以及5g基站同步源的相对综合权重为在时刻t，和的计算公式如下：公式如下：其中，δ
t
表示综合权重。
20.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：所述动态权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的动态权重，令动态权重为根据归一化公式：计算动态权重
21.作为本发明所述基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的一种优选方案，其中：令所述新同步源的秒脉冲相位抖动为p
t
，根据公式：计算p
t
，所述b码信号是根据所述新同步源的秒脉冲相位抖动p
t
，调整5g终端本地时钟相位而输出的，从而进一步调整本地其他设备的时钟。
22.第二方面，本发明提供了一种基于动态权重的5g通信终端同步源系统，其包括，北斗、gps、5g基站和5g通信终端，所述5g通信终端包括信号接收模块、处理模块、时钟同步模块和信号输出模块，所述信号接收模块与所述北斗、gps和5g基站通信连接，所述处理模块
进行数据计算处理，所述时钟同步模块进行时钟同步调整，所述信号输出模块进行b码信号输出。
23.本发明的有益效果：本发明在充分考虑同步源类型、同步源性能和同步源质量的基础上，获取5g通信终端的不同同步源基本授时参数，计算各个同步源的类型权重、性能权重和质量权重，根据归一化原则计算各个同步源的动态权重，根据新同步源调整本地时钟并输出b码，有效降低了同步源的秒脉冲相位抖动，同时降低了在某一个外部同步源失效情况下的时间跳变。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
25.图1为本发明基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法的整体流程图。
26.图2为本发明的基于动态权重的5g通信终端同步源系统的典型应用场景图。
27.图3为本发明时间跳变性能对比图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
31.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
32.实施例1
33.参照图1，为本发明第一个实施例，提供了一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，此生成方法的步骤如下：
34.s1:获取5g通信终端同步源的授时参数。
35.其中，授时参数包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的同步源默认优先级分别为n
bd
，n
gps
和n
5g
(1≤n
bd
、n
gps
、n
5g
≤10)；在时刻t，获取北斗同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tbd
和w
tbd
，gps同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tgps
和w
tgps
，5g基站同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
t5g
和w
t5g
；在时刻t，北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的时钟质量分别为q
tbd
，q
tgps
和q
t5g
。
36.s2:根据授时参数，计算同步源的类型权重、性能权重和质量权重。
37.类型权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的类型权重，令类型权重为vi，计算类型权重vi的公式如下：其中，n表示同步源默认优先级，bd表示北斗，gps表示全球定位系统，5g表示第五代移动通信基站。
38.性能权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的性能权重，令性能权重为f
ti
，在时刻t，计算性能权重f
ti
的公式如下：其中，t
t
表示同步源的平均时间间隔误差，w
t
表示同步源的秒脉冲相位抖动。
39.质量权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的质量权重，令质量权重为在时刻t，计算质量权重的公式为：其中，q
t
表示同步源的时钟质量。
40.s3:通过类型权重、性能权重和质量权重，依次计算同步源的综合权重和相对综合权重。
41.综合权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的综合权重，令综合权重为在时刻t，计算综合权重的公式为：相对综合权重包括北斗同步源的相对综合权重、gps同步源的相对综合权重和5g基站同步源的相对综合权重，令北斗同步源的相对综合权重为gps同步源的相对综合权重为以及5g基站同步源的相对综合权重为在时刻t，计算和的公式为：和其中，δ
t
表示综合权重。
42.s4:将相对综合权重，根据归一化原则计算得到动态权重。
43.动态权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的动态权重，令动态权重为根据归一化公式计算动态权重
44.s5：根据动态权重计算新同步源的秒脉冲相位抖动，调整5g终端的本地时钟并输出b码信号。
45.计算新同步源的秒脉冲相位抖动p
t
的公式为
46.综上，采用多源授时技术改变传统的单一同步源授时，有效提高授时准确性，稳定性。
47.实施例2
48.参照图1和图3，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：为了验证本发明的有益效果，通过本发明的方法获得计算对比数据以及提供时间跳变的仿真对比图。
49.获取5g通信终端同步源的授时参数，包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的同步源默认优先级分别为n
bd
＝5，n
gps
＝3和n
5g
＝2；在时刻t，获取北斗同步源的平均时间
间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tbd
＝7.5ns和w
tbd
＝-5ns，gps同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tgps
＝8ns和w
tgps
＝7ns，5g基站同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
t5g
＝15ns和w
t5g
＝-8ns；在时刻t，北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的时钟质量分别为q
tbd
＝1，q
tgps
＝3和q
t5g
＝2(q
tbd
，q
tgps
和q
t5g
可取1、2、3，1表示时钟质量较好，2表示时钟质量一般，3表示时钟质量较差)。
50.根据授时参数，计算同步源的类型权重、性能权重和质量权重，各个同步源的类型权重vi、性能权重f
ti
和质量权重如表1所示。
51.表1多同步源的类型权重、性能权重和质量权重
[0052][0053]
通过类型权重、性能权重和质量权重，依次计算同步源的综合权重和相对综合权重，将相对综合权重，根据归一化原则计算得到动态权重。
[0054]
各个同步源的综合权重相对综合权重和动态权重如表2所示。
[0055]
表2多同步源综合权重、相对综合权重和动态权重
[0056][0057]
根据所述动态权重计算新同步源的秒脉冲相位抖动，调整5g终端的本地时钟并输出b码信号，用于本地其他设备的时钟调整。
[0058]
根据公式计算得到新同步源的秒脉冲相位抖动p
t
＝-1.9ns，分别小于北斗同步源的秒脉冲相位抖动w
tbd
＝-5ns，gps同步源的秒脉冲相位抖动w
tgps
＝7ns，5g基站同步源的秒脉冲相位抖动w
t5g
＝-8ns。
[0059]
图3是表示采用本发明方法的多种同步源关于时间跳变的性能对比图，utc表示标准世界时，当在t1时刻，北斗同步源失效，在t2时刻，北斗同步源恢复；原始算法按照北斗同步源、gps同步源、5g同步源的优先级进行时间同步；采用原始算法时，因t1时刻北斗同步源失效，5g通信终端切换到了gps同步源，发生时间跳变，如图3中在t1时刻到t2时刻之间的原始算法的曲线切换到了gps卫星的曲线；而本发明算法在t1时刻之前均根据北斗同步源、gps同步源、5g同步源生产新的同步源进行5g通信终端的时间调整，在t1时刻至t2时刻间，本发明算法根据gps同步源、5g同步源生产新的同步源进行5g通信终端的时间调整，在t2时刻后，北斗同步源恢复，本发明算法根据北斗同步源、gps同步源、5g同步源生产新的同步源进
行5g通信终端的时间调整。从图3中可看出，本发明方法生成的新同步源稳定在utc附近，在单一同步源失效的情况下，具有更小的时间跳变。
[0060]
综上，本发明在充分考虑同步源类型、同步源性能和同步源质量的基础上，获取5g通信终端的不同同步源基本授时参数，计算各个同步源的类型权重、性能权重和质量权重，根据归一化原则计算各个同步源的动态权重，根据新同步源调整本地时钟并输出b码信号，同时有效降低了同步源的秒脉冲相位抖动。
[0061]
实施例3
[0062]
参照图1-图3，为本发明第三个实施例，该实施例提供了一种基于动态权重的5g通信终端同步源系统，图2所示的是本发明基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法一个典型应用场景，该系统包括1个5g通信终端、1个北斗卫星、1个gps卫星和一个5g基站，其中，5g通信终端包含北斗卫星信号接收天线、gps卫星信号接收天线和5g基站信号接收天线，5g通信终端包括信号接收模块、处理模块、时钟同步模块和信号输出模块，信号接收模块与北斗卫星、gps卫星和5g基站通信连接，信号接收模块包括北斗信号接收天线、gps信号接收天线和5g信号接收天线，处理模块进行数据计算处理，时钟同步模块进行时钟同步调整，信号输出模块进行b码信号输出。
[0063]
综上，本发明在充分考虑不同的同步源类型、同步源性能和同步源质量的基础上，获取5g通信终端的不同同步源基本授时参数，通过计算处理数据，从而进行时间同步的调整。
[0064]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：获取5g通信终端同步源的授时参数；根据所述授时参数，计算所述同步源的类型权重、性能权重和质量权重；通过所述类型权重、性能权重和质量权重，依次计算同步源的综合权重和相对综合权重；将所述相对综合权重，根据归一化原则计算得到动态权重；根据所述动态权重计算新同步源的秒脉冲相位抖动，调整5g终端的本地时钟并输出b码信号。2.根据权利要求1所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述授时参数包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的同步源默认优先级分别为n
bd
，n
gps
和n
5g
(1≤n
bd
、n
gps
、n
5g
≤10)；在时刻t，获取北斗同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tbd
和w
tbd
，gps同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
tgps
和w
tgps
，5g基站同步源的平均时间间隔误差和秒脉冲相位抖动分别为t
t5g
和w
t5g
；在时刻t，北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的时钟质量分别为和3.根据权利要求2所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述类型权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的类型权重，令所述类型权重为v
i
，计算公式如下：其中，n表示同步源默认优先级，bd表示北斗，gps表示全球定位系统，5g表示第五代移动通信基站。4.根据权利要求2或3所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述性能权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的性能权重，令所述性能权重为f
ti
，在时刻t，根据公式：其中，t
t
表示同步源的平均时间间隔误差，w
t
表示同步源的秒脉冲相位抖动。5.根据权利要求4所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述质量权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的质量权重，令所述质量权重为在时刻t，根据公式：其中，q
t
表示同步源的时钟质量。6.根据权利要求5所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述综合权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的综合权重，令所述综合权重为在时刻t，计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述相对综合权重包括北斗同步源的相对综合权重、gps同步源的相对综合权重和5g基站同步源的相对综合权重，令所述北斗同步源的相对综合权重为gps同步源的相对综合权重为以及5g基站同步源的相对综合权重为在时刻t，和的计算公式如下：式如下：式如下：其中，δ
t
表示综合权重。8.根据权利要求7所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：所述动态权重包括北斗同步源、gps同步源和5g基站同步源的动态权重，令所述动态权重为根据归一化公式：计算动态权重9.根据权利要求8所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：令所述新同步源的秒脉冲相位抖动为p
t
，计算公式如下：根据新同步源的秒脉冲相位抖动p
t
，调整5g终端本地时钟相位，输出b码信号，进一步调整本地其他设备的时钟。10.一种基于动态权重的5g通信终端同步源系统，基于权利要求1～9任一所述的基于动态权重的5g通信终端同步源生成方法，其特征在于：包括北斗卫星、gps卫星、5g基站和5g通信终端，所述5g通信终端包括信号接收模块、处理模块、时钟同步模块和信号输出模块，所述信号接收模块与所述北斗卫星、gps卫星和5g基站通信连接，所述处理模块进行数据计算处理，所述时钟同步模块进行时钟同步调整，所述信号输出模块进行b码信号输出。

技术总结
本发明公开了一种基于动态权重的5G通信终端同步源生成方法及系统，方法包括如下步骤，获取5G通信终端同步源的授时参数；根据授时参数，计算所述同步源的类型权重、性能权重和质量权重；通过所述类型权重、性能权重和质量权重，依次计算同步源的综合权重和相对综合权重；将所述相对综合权重，根据归一化原则计算得到动态权重；根据所述动态权重计算新同步源的秒脉冲相位抖动，调整5G终端的本地时钟并输出B码信号；系统包括北斗卫星、GPS卫星、5G基站和5G通信终端，5G通信终端包括信号接收模块、处理模块、时钟同步模块和信号输出模块；通过采用多源授时技术，有效提高了授时准确性，稳定性，同时降低了在某一个外部同步源失效情况下的时间跳变。况下的时间跳变。况下的时间跳变。


技术研发人员：葛红舞 安立源 赵振非 卢岸 罗衡森 龚雯雯 翁春华
受保护的技术使用者：南瑞集团有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/25