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tdoa时钟同步解决方案[工作范文]

tdoa时钟同步解决方案

篇一：移动通信网定位技术发展及应用

移动通信网定位技术发展及应用

1 移动通信网定位技术综述 ................................................ (1)

定位基本概念 ................................................ ................................................... .. 1

物理位置和抽象位置 ................................................ . (1)

定位性能指标 ................................................ . (2)

定位技术分类 ................................................ ...................................................

.. 2

基于三角/双曲线关系的定位技术 ................................................ .. (2)

基于场景（信号指纹）分析的定位技术 ................................................ .. 3

基于临近关系的定位技术 ................................................ .. (3)

定位策略 ................................................ ................................................... . (3)

2 移动通信网定位技术发展研究 ................................................ . (4)

蜂窝网络定位技术 ................................................ (4)

Cell ID定位技术 ................................................

(5)

UTOA/UTDOA定位技术 ................................................ (7)

E-OTD定位技术 ................................................ .. (7)

智能天线AOA ............................................... . (7)

信号衰减 ................................................ . (8)

AGPS .............................................. ................................................... . (9)

基于数据融合的混合定位 ................................................ .. (9)

模式匹配 ................................................

....................................................

无线局域网于1996年下达指示要求移动运营商为移动电话用户提供E-911服务，这就要求对所有移动电话用户实现定位功能，同时，FCC又于1999年对定位精度做出新的要求。 FCC的这些举措大大促进了关于定位技术及其服务业务研究的发展，很多国家开始致力于研究商用定位技术并推出了各具特色的商用定位服务。近几年，全球移动用户的数量迅猛发展，为商用位置服务提供了极其诱人的市场前景。相关的位置服务业务可包括：紧急求救电话服务、物流管理、商业求助电话服务、个人问询服务、车辆导航服务、特定跟踪服务等等。

移动定位涉及移动无线通信、数学、地理信息和计算机科学等多个学科的知识，某些有关移动定位的基本概念比较容易混淆，因此有必要首先澄清一些基本概念。

定位基本概念

物理位置和抽象位置

定位系统提供的位置信息可以分为两类：物理意义上的位置信息和抽象意义上的位置信息。所谓物理意义上的位置信息，就是指被定位物体具体的物理或数学层面上的位置数据。例如，GPS可以测得一幢建筑物位于北纬，东经，海拔50米处。相对而言，抽象的位置信息可以表达为：这栋建筑

物位于公园的树林中或校园的主教学楼附近等。从应用程序的角度

讲，不同的应用程序需要的位置信息抽象层次也不尽相同，有些只需要物理位置信息；而有些则需要抽象意义上的位置信息，单纯的物理位置信息对它们来说是透明的，或是没有意义的。当然，物理位置信息可以在附加信息库的帮助下，转换并映射为抽象层次的位置信息。

定位性能指标

定位精度和定位准确度是两个紧密联系的概念，它们之间的关系类似于数理统计学中置信区间和置信水平之间的关系。严格说来，如果孤立的指出某个定位系统的定位精度或定位准确度，都是没有意义的。典型的正确描述应该是：A定位系统可以在95%的概率（置信水平）下达到10m的定位精度。其中，“95%”描述的是定位准确度。定位精度越高，相应的定位准确度就越低，反之亦然。通过增加定位设备的密度或综合使用多种不同的定位技术，可以同时提高定位系统的精度和准确度。一般说来，室内应用所需定位精度要比室外应用高。

定位技术分类

无线定位技术通过对无线电波的一些参数进行测量，根据特定的算法来判断被测物体的位置。测量参数一般包括无

线电波的传输时间、幅度、相位和到达角等。定位精度取决于测量的方法。从定位原理的角度来看，定位技术大致可以分为三种类型：基于三角关系和运算的定位技术、基于场景分析的定位技术和基于临近关系的定位技术。

基于三角/双曲线关系的定位技术

这种定位技术根据测量得出的数据，利用几何三角或双曲线关系计算被测物体的位置，它是最主要的、也是应用最为广泛的一种定位技术。基于三角或双曲线关系的定位技术可以细分为两种：基于距离测量的定位技术和基于角度测量的定位技术。

基于距离测量的定位技术先要测量已知位置的参考点（A，B，C三点）与被测物体之间的距离，然后利用三角知识计算被测物体的位置。具体说来，距离测量的方法有直接测量、传播时间、无线电波能量衰减三种方法。

直接测量通过物理动作和移动来测量参考点与被测物体之间的距离。例如，机器人移动自己的探针，直到触到障碍物，并把探针移动的距离作为自己与障碍物之间的一个距离参数。传播时间测量法是在已知传播速度的情况下，无线电波传播的距离与它传播的时间成正比。

篇二：联合TDOA改进算法和卡尔曼滤波的UWB室内定位研究

关键词：到达时间差；卡尔曼滤波；超宽带；室内定位

中图分类号： tn911?34 文献标识码： a 文章编号：1004?373x（20XX）13?0001?05 0 引言

全球定位系统（global positioning system，gps）是室外定位的通用解决方案，在无辅助的情况下定位精度一般为10 m以上。在室内，基于传统无线电技术的各类定位解决方案仍然是一个未解决的问题，因为室内信号传播环境相比室外更加复杂，很难精确分析信号到达时间或到达角度等参数[1]。射频识别及蓝牙定位具有低功耗、时延小、低成本等特点，但是较低的传输速率使其并不适合大数据传输场景；此技术的另一局限性在于它的定位精度是米级，且易受噪声信号的干扰，传输距离较短。 ghz无线网络频带与蓝牙类似，定位方法同样受环境影响较大，遇到障碍物或者电磁波干扰就会造成数据的不准确。各种定位技术的特性比较，如图1所示。

如图2所示，各个基站的信号在到达标签的过程中，要经过室内各种复杂的信道，而这种信道是多径的且具有非视距误差，因此信号从基站到达标签的时间经常要比一个基站的信号脉冲时间要大很多，如果不加入保护时隙，那么前一个基站的信号会与后一个发生碰撞重叠，导致标签无法对基站进行区分[4]。

tdoa算法通过比较信号到达时间差，就能作出一组双曲线，如图3所示，双曲线的交点是标签的位置，而双曲线的焦点是基站的位置[5]。

式中：是基站的坐标；是标签的坐标；是第个基站到达标签的时间；是电磁波的速度为tdoa标准算法可以通过方程组（1）推导出标签的坐标。tdoa标准算法需要基站间保持时钟同步，基站发信号，标签接收。由于基站的绝对完全同步，可以通过数学方法得到最优解，如最小二乘法、线性约束等[6]。标签将根据到达时差、保护时隙和基站的坐标计算自己的位置。

然而，对于tdoa标准算法基站完全同步的高要求，因为晶振频率的不精确，环境温度的影响等，导致基站在初始时间是不可能完全同步的。此外，即使实现初始状态的时钟同步，由于晶振的频率是不同的，随着时间的推移，将会产生时钟漂移，变得又不同步了[7]。标准tdoa传统的实现同步方式是采用网线或其他导线避免不同步，有局限性，容易受限于地理因素，无法大规模部署，也做不到无线时钟同步，方便性很差，无法商业应用，针对这一问题，采用tdoa改进算法实现无线时钟同步。

3 tdoa改进算法

tdoa改进算法不同于标准tdoa算法之处在于，可以采用比标准算法更容易、更方便的方式对基站做初始时钟同

步。这就意味着，新算法进一步降低了时钟同步的难度且容易实现无线。

如图4所示，是四个基站和标签1的距离，是基站1和其他基站的距离。基站1发送一个信号到整个网络，其他基站在收到基站1的信号后立即发射信号给标签1。标签1在接收到基站1的信号后，记录下该信号的到达时间，然后一直等待，直到来自基站2，基站3，基站4的信号到达，记录从所有基站到达标签1的到达时间，计算基站2，基站3，基站4，…，基站的到达时间差，，…，。结合它们的坐标计算自己的坐标。由于标签1通过本地时钟记录下了基站1的到达时间，对于新算法来说，它等价于同一信号从随机选取的基站1出发后经过不同的路径到达标签1，它们的开始时间本质上是一致的，这样就实现了基站的时钟初始化同步。tdoa改进算法在算法层实现了同步，故不需要部署网线或导线实现时钟同步，可以无线方式部署，故而采用此改进tdoa算法做室内定位。

式中：是基站抵达标签1的时间；是标签1的矩估计量；是基站的坐标；是基站与标签的距离的矩估计。由于基站1和基站之间的距离可以通过场地测量，因此不需要用矩估计量。

在tdoa定位过程中，标签接收到信号，但是它不发送信号，不会产生碰撞干扰，标签1和标签2是相对独立的，

故而可以实现多标签的扩展。

在本小节，已经在初始时刻实现了基站的时钟同步，面对室内复杂的环境，信号在传输过程中，不可避免地遇到非视距的障碍物阻挡产生误差，对于这一问题，采用卡尔曼滤波错误检测算法来消除传输误差。

4 卡尔曼滤波消除信号传递过程的干扰

无线时钟同步运用卡尔曼滤波消除信号传递过程中的干扰。把基站分为主基站和从基站，通过一个同步周期的时钟信息去估计下一个同步周期的主从基站时钟间的漂移。

从图5中可以推断，当所有的基站完全同步（均方差为m以下），其定位结果准确，标准tdoa和改进tdoa的定位方法的性能非常接近。当均方差较大时，两种定位方法的均方根误差均高于1 m。事实上，由于tdoa改进算法需要发送信号到其他基站最后回到标签，在中转的基站上，由于硬件要实现转发过程，使得它比标准算法性能稍差。但是，改进tdoa算法实现初始时刻时钟同步更容易，也可以实现无线，且标准和改进tdoa算法的rmse值变化趋势基本是相同的。从这个意义上讲，与标准tdoa算法相比， tdoa的改进算法具有一定的优势。

联合算法的多标签性能仿真

tdoa算法的最大优点是，它不限制标签的数量，标签是相互独立的。在此，通过matlab仿真，分析多标签下的改

进tdoa算法的性能，横坐标代表加入标签的数量，纵坐标代表定位精度。在标准tdoa算法和改进tdoa算法中加入卡尔曼滤波算法，逐渐增加标签数量，测试其定位精度并作比较。

如图6所示，作为一种理想状态，标准tdoa定位联合卡尔曼滤波算法精度可以达到20 cm。这是因为标准tdoa算法使所有的基站做到绝对同步。与标准tdoa联合卡尔曼滤波算法相比，改进的tdoa联合卡尔曼滤波算法的定位精度有一定的波动，但是波动幅度小于5 cm，是可以接受的。考虑到测试的随机性，进行独立重复试验。此前的rmse比较表明单纯的tdoa算法改进并不能达到厘米级的定位精度，加入卡尔曼滤波算法后，如图7所示，matlab仿真结果表明测距精度基本稳定在15～25 cm，这个结果证明tdoa改进算法联合卡尔曼滤波算法是有效的。

本硬件系统hainan 是由团队自主研发，目前这套初期的系统已经做到了单标签10 cm的定位精度。图9（a）是超宽带系统的天线模块，使用市面上成熟的全向天线设计；图9（b）是定位模块和stm32最小系统模块，stm32通过spi 总线控制定位芯片；图9（c）是pc端的上位机，上位机和客户端采用socket tcp进行可靠通信；图9（d）是多节点网络图，中间的标签通过周围的四个基站定位；图9（e）由移动电源给板子供电；图9（f）是ipad客户端实时显示室

内的人或者物体的运动轨迹。 7 结语

篇三：无线网络定位技术

无线网络定位技术

标签：应用 LBS

20XX-03-24 17:30

阎啸天于蓉蓉武威

（中国移动通信有限公司研究院业务所）

摘要介绍了位置信息和定位性能分析指标等基本概念，根据定位原理与策略的差异对各种定位方法进行分类，概要阐述和比较说明了蜂窝网络、无线局域网络，然后利用三角知识计算被测物体的位置。具体说来，距离测量的方法有三种：

直接测量

这种方法通过物理动作和移动来测量参考点与被测物体之间的距离。例如，机器人移动自己的探针，直到触到障碍物，并把探针移动的距离作为自己与障碍物之间的一个距离参数。

传播时间

在已知传播速度的情况下，无线电波传播的距离与它传播的时间成正比。这种测量方法需要注意的问题有如下几个：无线电波（在非视距NLOS环境中）的传播特性。一般的解决方法是增加测量次数，求出统计意义上的测量值。时

钟精度。时钟同步。参与同一个定位过程的参考点之间必须保证时钟的同。

无线电波能量衰减

已知发射电波的强度，在接收方测量收到的电波强度，以此估计出发射端距离接收端之间的距离。例如，在理想传播环境下，无线电波的衰减与1/r2成正比（r为传播距离）。实际上，无线电波在空间传播时能量的衰减受多种因素影响，相比传播时间测量方法没有优势。

基于角度测量的定位技术

基于角度的定位技术与基于距离测量的定位技术在原理上是相似的。两者主要的不同在于前者测量的主要是角度，而后者测量的是距离。一般来说，如果要计算被测物体的平面位置（即二维位置），那么则需要测量两个角度和一个距离。同理，如果要计算被测物体的立体位置（即三维位置），那么则需要测量三个角度和一个距离。基于角度测量的定位技术需要使用方向性天线，如智能天线阵列等。

基于场景（信号指纹）分析的定位技术

这种定位技术对定位的特定环境进行抽象和形式化，用一些具体的、量化的参数描述定位环境中的各个位置，并用一个数据库把这些信息集成在一起。业界习惯上将上述形式化和量化后的位置特征信息形象地称为信号“指纹”。观察者根据待定位物体所在位置的“指纹”特征查询数据库，并

根据特定的匹配规则确定物体的位置。由此可以看出，这种定位技术的核心是位置特征数据库和匹配规则，它本质上是一种模式识别方法。Microsoft的RADAR无线局域网定位系统就是一个典型的基于场景分析的定位系统。

基于临近关系的定位技术

基于临近关系进行定位的技术原理是：根据待定位物体与一个或多个已知位置参考点的临近关系来定位。这种定位技术通常需要标识系统的辅助，以唯一的标识来确定已知的各个位置。这种定位技术最常见的例子是移动蜂窝通信网络中的Cell ID。假设待定位物体分别位于三个Cell中。由于各个Cell中参考点的位置已知，所以根据待定位物体所在Cell可以粗略确定其位置（即Cell中参考点

的位置）。除了Cell ID以外，其他的例子还有Xerox PareTAB System、Carnegie Mellon Andrew、Active Badge 等。

定位策略

从定位策略的角度来看，定位技术/系统可以分为基于移动终端的定位和基于网络的定位两种。基于移动终端的定位是指定位计算由移动终端自主完成，移动终端能够自行确定自身当前的位置。基于网络的定位主要由网络系统收集待定位移动终端的信息并计算移动终端的当前位置。如果再对以上两种定位策略进行细分，前一种定位策略又可以分为基

于移动终端的定位和网络辅助定位两种；而后一种定位策略又可以分为基于网络的定位和移动终端辅助定位两种。

4.无线网络定位技术

不同的无线移动网络对定位有着不同的业务需求和定义，不同的网络拓扑、物理层和MAC层设计对定位技术也提出了不同的挑战。按照不同的网络拓扑形式，现有定位系统可以分为蜂窝网络、WLAN和无线传感器网络辅助的定位系统。

蜂窝网络定位技术

目前，实现蜂窝无线定位主要有三大类解决方案：1）基于网络的定位技术，如基于CellID和时间提前量（TA）的方法、上行链路信号到达时间（TOA）方法、上行链路信号到达时间差（TDOA）方法以及上行链路信号到达角度（AOA）方法，这些解决方案需要对现有网络做部分改进，但却可以兼容现有移动终端；2）基于移动台的定位方法。用于GSM 中的下行链路增强观测时差定位方法（E-OTD）、用于WCDMA 下行链路空闲周期观测到达时间差方法（OTDOA-IPDL）等；3）以GPS、GLONASS、GALILEO、BEIDOU、QZSS等为代表的卫星定位系统，移动台和网络侧集成了卫星定位的辅助设备。从技术角度来说，第二类和第三类方法更容易提供较为精确的用户定位信息，但这些技术需要改进网络的同时，也存在对移动台改动的需求，这将对移动台体积、功耗、成本

带来影响。

各类定位方法已经在不同蜂窝网络中被标准化。3GPP对于GSM网络选择了基于CellID和时间提前量、上行TOA、E-OTD、辅助GPS等方案，而为WCDMA网络选择了基于CellID、OTDOA-IPDL、AGPS等方法。GSM网络中与定位相关的标准包括和，3G网络中还有系列规范对位置服务系统的架构和相关定位流程进行了规定。下面重点介绍几种主要蜂窝网络定位方法和其性能的比较，见表格 1。

表格 1 蜂窝网络定位技术小结

北斗卫星时间同步系统的重要性

北斗卫星时间同步系统的重要性概述电脑时间走时不准时常有的事，不准确的电脑时钟对时网络结构以及其中的应用程序的安全性会产生较大的影响，尤其是那些对没有实现网络同步而导致的问题比较敏感的网络质量或应用程序。要得到最佳的网络表现，就得向系统提供标准的时间信息，这时可以选用北斗卫星时间同步系统来实现时间统一，千万不要等到出了问题才认识到时间同步的重要性。如果没有时间同步，网络指令是没法正常运行的，时间同步直接影响网络指令的领域有：记录文件安全、审核和监控、网络错误检查和复原、文件时间戳目录服务、文件及指令存取安全与确认、分散式计算、预设操作、真实世界世界值等等。北斗授时北斗授时是通信网络安全组网的根本保证就同步网而言，我国的频率同步网采用的是多基准混合同步方式，即全网部署多个1级基准时钟设备，并且需配置高性能的卫星授时接收机，以保证全网的定时性能。我国的时间同步网则采用分布式组网方式，即在每个时间同步设备上均需配置高性能的卫星授时接收机，以保证全网的时间精度。就移动通信网络而言，CDMA基站、CDMA2000基站、TD-SCDMA基站等均需要高精度的时间同步，目前是在每个基站上配置GPS授时模块。如果基站与基站之间的时间同步不能达到一定要求，将可能导致在选择器中发生指令不匹配，从而导致通话连接不能正常建立，影响无线业务的接续质量。北斗授时性能可以满足通信网络的需求，基于北斗/GPS双模的授时设备最早在2003年进入通信领域，在2008年之前主要提供频率同步服务，此后可同时提供时间同步和频率同步服务。根据近十年的多次测试情况，可以看出北斗设备在正常情况下可以满足通信网中对频率同步和时间同步的要求，尤其是2008年以后生产的北斗设备其性能普遍达到了GPS卫星接收机设备的水平，完全可以满足通信网中各种通信设备对频率同步和时间同步的需求。北斗卫星同步时间的意义利用北斗卫星，才可在全球范围内用超短波传播时号；用超短波传播时号不

胸痛中心时钟统一方案

丹阳市人民医院胸痛中心的时间管理方案一、时钟同步系统时钟同步系统对于医院系统可以说是一个不可缺少的重要组成部分，其主要作用是为相关医医疗机构工作人员提供一个标准统一的时间信息，同时为各相关单位科室提供统一的标准时间系统同步，从而实现各相关单位及相关设备的时间标准统一。这对医院的服务质量起到了重要的作用。时钟同步系统工作原理是相关责任人手持移动终端接收3G基站时间信息来实现统一；所有相关设备均以此为标准校对，从而实现全系统统一的时间标准。并每周校对一次。二、计时点及方法 1.发病时间：患者出现胸痛、胸闷、上腹不适等系列症状开始的时间 ·计时方法：主要是通过问诊方式获得 2.呼救时间：首次拨打120呼救或拨打医院急救电话求救 ·计时方法：120记录、本院胸痛中心记录或其他急救机构记录，已接听电话的时刻为准。 3.到达现场时间：院前急救人员、社区医生或其他医疗机构到达现场时间计时方法：要求院前人员、网络医院、其他医疗机构准确计时 4.首份心电图时间：完成第一份12或18导联心电图的时间计时方法：开始接触医疗人员到完成第一份心电图最后一个导联记录为准。在完成心电图操作后，应将准确时间记录在心电图上，包括年、月、日、时、分5.确诊STEMl时问：完成首份心电图后，由受过胸痛专科培训的医生或分诊护士确认为STEMI时间；或由我院医师使用胸痛中心微信群诊断为STEMI的时间。 6.抽血时间：首次抽血查Tnl、CKMB等的时间计时方法：以抽血护士完成标本采集时刻为计时点。 7.开始转运时间：在确诊为ACS并离开现场／医院的时间。 . 计时方法：由转运医护人员在接到病人启动车辆时计时 8. 给药时间：在确定为ACS患者，排除各类用药禁忌症后，给予服用肠溶阿司

时间同步系统在线监测可行性研究报告

附件4 甘肃电网智能调度技术支持系统时间同步系统在线监测技术改造（设备大修）项目可行性研究报告模板项目名称：项目单位：编制：审核：批准：编制单位：设计、勘测证书号：

年月日

1．总论时间同步系统在线监测功能，将时钟、被授时设备构成闭环，使对时状态可监测，且监测结果可上送，从而将时间同步系统纳入自动化监控系统管理。时间同步系统在线监测的数据来源分为两大类：设备状态自检数据和对时状态测量数据。设备状态自检主要是被监测设备自身基于可预见故障设置的策略，快速侦测自身的故障点。对时状态测量则是从被监测设备外部对其自身不可预见的故障产生的结果进行侦测，这两种方法较为完整的保证了时间同步系统监测的性能和可靠性。 1．1设计依据 2013年4月，国调中心专门下发了〔2013〕82号文《国调中心关于加强电力系统时间同步运行管理工作的通知》 1．2主要设计原则通过在原系统上建立一套通讯技术及软件来实现系统级的时间同步状态在线监测功能。采用低建设成本、低管理成本、低技术风险的手段，解决当前自动化系统时间同步体系处于开环状态，缺乏反馈，无法获知工作状态紧迫现状，使时钟和被对时设备形成闭环监测，减少因对时错误引起的事件顺序记录无效，甚至导致设备死机等运行事故，并在此前提下尽可能的提高监测性能，减少复杂度。

1．3设计水平年系统模块使用年限10年。 1．4设计范围及建设规模智能调度技术支持系统（主站）针对时钟同步检测功能修改主要涉及前置应用，前置应用以104 或476 规约与变电站自动化系进行过乒乓原理对时，根据对时结果来检测各变电站时钟对时的准确性，从而保证全网时钟同步的准确性。同时，以告警直传方式接收变电站时间同步监测结果，包含设备状态自检数据和对时状态测量数据。 1．5主要技术经济指标 1．6经济分析 2．项目必要性 2．1工程概况智能电网调度技术支持系统及各变电站都以天文时钟作为自己的时间源，正常情况下实现了全网时间的一致。 2．2存在主要问题近期，电力系统时间同步装置在运行中发现的时钟异常跳变、时钟源切换策略不合理及电磁干扰环境下性能下降等问题，反映出电力系统时间同步在运行管理、技术性能、检验检测管理、在线监测手段及相关标准等方面仍需进一步完善和加强。

网络时钟系统方案

时钟系统技术方案烟台北极星高基时间同步技术有限公司 2012 年 3 月第一部分：时钟系统技术方案一、时钟系统概述 1. 1 概述根据办公楼的实际情况，特制定如下施工设计方案：时钟系统主要由GPS接收装置、中心母钟、二级母钟（中继器）、全功能数字显示子钟、、传输通道和监测系统计算机组成。系统中心母钟设在中心机房内，其他楼各设备间设置二级母钟，在各有关场所安装全功能数字显示子钟。系统中心母钟接收来自GPS的标准时间信号，通过传输通道传给二级母钟，由二级母钟按标准时间信号指挥子钟统一显示时间；系统中心母钟还通过传输系统将标准时间信号直接传给各个子钟，为楼宇工作人员提供统一的标准时间二、时钟系统功能根据本工程对时钟系统的要求，时钟系统的功能规格如下：时钟系统由GPS校时接收装置（含防雷保护器）、中心母钟、扩容接口箱、二级母钟、数字式子钟、监控终端（也称监测系统计算机）及传输通道构成。其主要功

能为：。显示统一的标准时间信息。。向其它需要统一时间的系统及通信各子系统网管终端提供标准时间信息。 2.1 中心母钟系统中心母钟设置在控制中心设备室内，主要功能是作为基础主时钟，自动接收GPS勺标准时间信号，将自身的精度校准，并分配精确时间信号给子钟，二级母钟和其它需要标准时间的设备，并且通过监控计算机对时钟系统的主要设备进行监控。中心母钟主要由以下几部分组成：。标准时间信号接收单元。主备母钟（信号处理单元）。分路输出接口箱。电源中心母钟外观示意图见（附图） 2.1.1 标准时间信号接收单元标准时间信号接收单元是为了向时间系统提供高精度的时间基准而设置的，用以实现时间系统的无累积误差运行。在正常情况下，标准时间信号接收单元接收来自GPS的卫星时标信号，经解码、比对后，经由RS422接口传输给系统中心母钟，以实现对母钟精度的校准。

GPS时钟同步装置K用户手册(C型D型)

一、概述随着计算机网络的迅猛发展，网络应用已经非常普遍，如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域的网络系统需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确，因此有一个好的标准时间校时器是非常必要的。为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求，锐呈公司精心设计、自主研发了K系列NTP网络时间服务器。该装置以美国全球定位系统（GPS）为时间基准，内嵌国际流行的NTP-SERVER服务，以NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、控制器等设备，实现网络授时。 K806卫星同步时钟-C型、D型（GPS时间服务器、NTP时间服务器、时间服务器、GPS 网络同步时钟、网络时钟、GPS网络时间服务器、NTP网络时间服务器）采用SMT表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。该产品可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存维护等系统提供精密的标准时间信号和时间戳服务。二、安全须知 1．使用本装置之前，请您仔细阅读用户手册和装置随带的其它用户说明。 2．非专业人员请勿随意打开机箱，不能改动任何跳线设置，以免影响装置正常工作。3．避免金属线头（丝）或其它金属物落入机箱内，以防止短路或其它故障的发生。4．装置运行过程中，非专业人员不可随意按动装置前面板的按键。 5．装置使用之前，请将装置后面板上的接地端可靠接地。 6．在接电源之前，请确认装置后面板和用户手册上的电源要求，按要求接入电源。7．不同类型的对时信号输出的信号电压、电流幅值不同，在将信号接入被对时设备前请确认所接对时信号类型是否正确，以免损坏被对时设备接口。三、装置的特点 1．精度高，同步快。

北斗校时服务器在网络摄像机时间同步的解决方案

北斗校时服务器在网络摄像机时间同步的解决方案关键词：北斗校时服务器,校时服务器,北斗校时装置网络摄像机相比于模拟摄像机的功能多增加了数字化压缩控制器和基于WEB管理界面的操作系统和内部时钟系统（可自行走时、也可获取外部时间作为基准），使得拍摄到的视频经处理后，通过有线网或者无线网送至终端用户显示出来或者存储。网络摄像机则需要北斗校时服务器来提供标准的时间，而用户可在PC终端或者是手机终端使用标准的客户端软件实现实时监控目标现场的情况，并可对图像及视频资料进行实时编辑和存储，同时还可以控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。视频监控系统一般由网络摄像机、传输设备、后端存储、网络硬盘录像机及显示设备这五大部分组成，与时间关联最紧密的是网络摄像机和网络硬盘录像机。 1、网络摄像机问题：有的网络摄像机就没有网络硬盘录像机，例如家用网络摄像头，或是设备处于封闭互联网中，不能和网络进行时间同步，用的是系统默认的时间继续走时。 2、网络硬盘录像机问题：排除线路故障等原因未能和标准的北京时间同步原因外，还有可能是网络硬盘录像机主板的故障了，假设监控系统显示出的时间和标准的北京时间有偏差，各个网络摄像头显示时间也各不同，有的显示相差约几分钟，有的显示相差几秒，对于监控系统显示时间和标准时间相差约几秒的时间，产生误差的原因每个网络摄像机和硬盘录像机都是单独的个体，每个在没授时的情况下

自行走时，时间越久，偏差会越大，最常用的解决方法主要有以下二种： 1、对于接入互联网的摄像头或是NVR，可以通过NTP协议校时对准。在网络摄像头或硬盘录像机配置界面，通过填写网络时钟服务器地址后接入Internet就可以校准时钟。由于视频监控网络与Internet网络中的NTP时间服务器之间的网络情况复杂，设置NTP 时间服务器能够完成视频监控网络的时间同步，可靠性较高，但准确性欠佳，由于时延、网络拥塞以及外部权威时钟源地理位置等因素，也有可能出现对安防视频监控网络中的设备进行时钟校对的失准，同时也不安全，黑客可以通过互联网窃取视频信息。 2、如果是局域网的应用或是专网摄像头和网络录像机，必须先在网络内部架设配置NTP时钟服务器，再把SYN2151型校时服务器,的IP地址填入到每个网络摄像头或是网络硬盘录像机的配置界面内，才能保证时间同步。注意：在这种情况下需要保证地本时钟服务器的时钟精确度，一般使用高精度的本地时钟源需要较高的成本，SYN2151型北斗校时装置使用GPS定位校准等方式，统一用支持校时的标准协议NTP协议连接设备、保障平台和各设备符合标准协议里时钟同步约定的遵守，在低成本的条件下保证视频监控网络时间同步，减少系统时钟错乱问题。故障二中各个网络摄像头显示时间部分不同，最大的相差约十几秒，最主要的问题来自于网络交换延迟。网络摄像机视频采集和编码输出需要时间，同时经过网络摄像机编码后的数字信号通过网络传输

GPS时钟同步系统在网络系统中的技术方案

前言随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟，已是目前火电厂设计中采用的标准做法。电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口，得到标准的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。一、GPS时钟及输出 1.1 GPS时钟全球定位系统(Global Positioning System，GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。 GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。为获得准确的GPS时间，GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS 卫星的信号，计算出自己所在的三维位置。在已经得出具体位置后，GPS时钟只要接受到1颗GPS卫星信号就能保证时钟的走时准确性。作为火电厂的标准时钟，我们对GPS时钟的基本要求是：至少能同时跟踪8颗

卫星，有尽可能短的冷、热启动时间，配有后备电池，有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。 1.2 GPS时钟信号输出目前，电厂用到的GPS时钟输出信号主要有以下三种类型： 1.2.1 1PPS/1PPM输出此格式时间信号每秒或每分时输出一个脉冲。显然，时钟脉冲输出不含具体时间信息。 1.2.2 IRIG-B输出 IRIG(美国the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H几种编码标准(IRIG Standard 200-98)。其中在时钟同步应用中使用最多的是IRIG-B编码，有bc电平偏移(DC码)、1kHz正弦载波调幅(AC码)等格式。IRIG-B 信号每秒输出一帧(1fps)，每帧长为一秒。一帧共有100个码元(100pps)，每个码元宽10ms，由不同正脉冲宽度的码元来代表二进制0、1和位置标志位(P)，见图1.2.2-1。为便于理解，图1.2.2-2给出了某个IRIG-B时间帧的输出例子。其中的秒、分、时、天(自当年1月1日起天数)用BCD码表示，控制功能码(Control Functions，CF)和标准二进制当天秒数码(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)则以一串二进制“0”填充(CF和SBS可选用，本例未采用)。 1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485输出此时钟输出通过EIA标准串行接口发送一串以ASCII码表示的日期和时间报文，每秒输出一次。时间报文中可插入奇偶校验、时钟状态、诊断信息等。此输出目前无标准格式，下图为一个用17个字节发送标准时间的实例：

XP系统时间同步解决方案

XP系统时间同步不成功_Windows time服务无法启动解决同步时间的服务器是:210.72.145.44 xp自带的时间同步服务器老是会连不上，而且时间还会差一秒。这里就教大家换成中科院国家授时中心的服务器，同步就方便多了。 1.双击右下角的时间。 2.把服务器改成210.72.145.44 3.按同步就可以了，一般不会出错。即使是高峰时期，三次之内闭成功，比美国的服务器好多了。另外系统默认的时间同步间隔只是7天，我们无法自由选择，使得这个功能在灵活性方面大打折扣。其实，我们也可以通过修改注册表来手动修改它的自动同步间隔。 1. 在“开始”菜单→“运行”项下输入“Regedit”进入注册表编辑器 2. 展开[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\Nt pClient ] 分支，并双击SpecialPollInterval 键值，将对话框中的“基数栏”选择到“十进制”上 3. 而这时在对话框中显示的数字正是自动对时的间隔(以秒为单位)，比如默认的604800就是由7(天)×24(时)×60(分)×60(秒)计算来的，看明白了吧，如果您想让XP以多长时间自动对时，只要按这个公式算出具体的秒数，再填进去就好了。比如我填了3天，就是259200。 Windows time服务用于和Internet同步系统时间，如果时间无法同步有可能是服务没有随系统启动,可以在运行处输入"services.msc"打开服务控制台，找到"windows time"服务设置为自动并启动即可。如果启动该服务时提示：错误1058:无法启动服务,原因可能是已被禁用与其相关联的设备没有启动。原因是windows time服务失效。修复： 1.运行cmd 进入命令行，然后键入 w32tm /register 正确的响应为：W32Time 成功注册。如果提示w32tm命令不内部或外部命令……，是因为系统盘下的system32目录不存在w32tm.exe和w32time.dll这两个文件，到网上下载一个或者到其他电脑复制过来放下这个目录下再运行 2.如果上一步正确，在cmd命令行或运行里用net start "windows time" 或net start w32time 启动服务。如果无法启动Windows Time服务，同时提示：系统提示“错误1083：配置成在该可执行

电力时钟同步系统解决方案

电力GPS时钟同步系统解决方案北京创想京典科技发展有限公司科技领先铸就最佳

什么是时间？时间是一个较为抽象的概念，爱因斯坦在相对论中提出：不能把时间、空间、物质三者分开解释，"时"是对物质运动过程的描述，"间"是指人为的划分。时间是思维对物质运动过程的分割、划分。在相对论中，时间与空间一起组成四维时空，构成宇宙的基本结构。时间与空间都不是绝对的，观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点，所测量到时间的流逝是不同的。广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构，并且在大质量（例如：黑洞）附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测，并且其成果已经应用于全球定位系统。另外，狭义相对论中有“时间膨胀”效应：在观察者看来，一个具有相对运动的时钟之时间流逝比自己参考系的（静止的）时钟之时间流逝慢。就今天的物理理论来说时间是连续的，不间断的，也没有量子特性。但一些至今还没有被证实的，试图将相对论与量子力学结合起来的理论，如量子重力理论，弦理论，M理论，预言时间是间断的，有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。

什么是时间？根据斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式，显示宇宙的时间是有一个起始点，由大霹雳（或称大爆炸）开始的，在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空必须一起并存，没有物质存在，时间也无意义。

卫星时钟系统为什么含有精确的时间信息？地球本身是一个不规则的圆，加上地球自转和公转的误差，如果仅仅依靠经度、纬度、海拔高度三个参数来定位的偏差会很大，所以引入了一个时间参数，每个卫星都内置了一个高稳定度的原子钟！

华东电网时钟统一(同步)系统技术规范标准

华东电网时间同步系统技术规范 Technical Specification for Time Synchronism System of EastChina Electric Power Network 前言华东电网已初步建成以超高压输电、大机组和自动化为主要特征的现代化大电网。它的运行实行分层控制，设备的运行往往要靠数百公里外的调度员指挥；电网运行瞬息万变，发生事故后更要及时处理，这些都需要统一的时间基准。为保证电网安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用，如调度自动化系统、故障录波器、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统等等。这些装置的正常工作和作用的发挥，同样离不开统一的全网时间基准。自动化装置内部都带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，积累误差越来越大，会失去正确的时间计量作用，因此，如何对实时时钟实现时间同步，达到全网的时间统一，长期来一直是电力系统追求的目标。目前，这些装置内部的实时时钟一般都带有时间同步接口，可以由某一种与外部输入的时间基准同步或自带高稳定时间基准的标准时钟源，如GPS标准时间同步钟对其实现时间同步，这为建立时间同步系统，实现时间统一，提供了基础。有越来越多的单位已经建立或将要建立这样的时间同步系统。为了规范、指导时间同步系统的管理、设计、安装、测试和运行，特制订《华东电网时间同步系统技术规范》（以下简称《规范》）。本《规范》根据国内外涉及时间、时间统一技术的有关标准、建议、规范或规约，结合华东电网“统一时钟系统技术研究”的实践和有关时间同步的具体情况制订的。本《规范》的贯彻、实施，对提高华东电网全网时间统一准确度和改进系统运行、管理质量将起推动作用。本标准由国家电力公司华东公司提出。本标准由国家电力公司华东公司归口。本标准由国家电力公司华东公司生产科技部负责起草并解释。本标准主要起草人：朱缵震陈洪卿宋金安

全厂网络时钟同步方案

全厂网络时钟同步方案陈银桃，陆卫军，张清，章维浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州，310053 摘要：当前工控领域石化项目如乙烯、炼油日益趋向大型化、一体化和智能化。一个大型石化项目往往集成多套独立系统如DCS、SIS、CCS等，同时要求所有系统使用同一套网络时钟同步系统。本文提供了几种全厂网络时间同步方案，并分析了每个方案的优缺点和适用场合。关键词：全厂网络时钟同步，SNTP,二级网络时钟同步方案，Private VLAN，ACL,路由，NAT Ways to Implement The Network Time Synchronization In The Plant Chen Yintao Zhejiang SUPCON Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang, 310053 Abstract:The petrochemical projects in the industrial control area run to large, integrative and intelligentized.A large petrochemical project always need to be integrated with many systems like DCS, SIS, CCS and so on .The network of these systems must be independent,while they should use the same network time synchronizer to achieve time synchronization.This article propose several implements of the network time synchronization in the whole plant. Keywords:Network Time Synchronization, NTP, Private VLAN, ACL, Route, NAT. 引言随着国民经济发展，工控领域也随之蓬勃发展，石化项目如乙烯、炼油等日益趋向大型化、一体化和智能化。大型化体现在项目规模的剧增，典型项目如百万吨乙烯、千万吨炼油。一体化体现在一个大型石化项目往往集成多套系统如DCS、SIS、CCS，这些系统在功能、网络上分别独立，但需要实现全厂统一的时钟同步，以保持全厂所有系统的时钟同步。普通的网络时钟同步服务器提供的网口较少，一般都在4个以下，同时可支持1-4个网络的系统时钟同步。当需要同步的子系统较多时，则需要配置可同时支持二三十个网络的特殊网络时钟同步服务器。但是在企业建设初期，往往很难准确预计将来的网络发展规模，这就需要事先规划设计

时间同步系统的要求

4.3.12时间同步系统的要求 4.3.12.1总的要求 4.3.12.1.1 时间同步系统的构成 1）时间同步系统由一级主时钟和时钟扩展装置组成。 2）一级主时钟用于接收卫星或上游时间基准信号，并为各时间扩展装置提供时间信号。3）一级主时钟与时钟扩展装置均配置时间保持单元，保证在输入信号中断的情况下，依然不间断地提供高精度的输出信号。 4.3.12.1.2时间同步系统的布置根据本期工程情况，将配置1面主时钟装置屏和2面时钟扩展装置屏。主时钟本体装置屏安装在集控楼内，主时钟屏配置的2台主时钟为整个时间同步系统提供2路冗余的时间基准信号输出。机组保护室和网络继电器室各设1面时钟扩展装置屏，主时钟装置与时钟扩展装置之间采用光纤连接。时间同步系统天线安装在集控楼楼顶上。 4.3.12.1.3时间同步系统的运行条件 1）电源要求同步时钟装置（一级主时钟和二级扩展）采用两路AC220V电源供电，投标方应配置双电源自动切换装置（美国ASCO 7000系列产品）实现双电源自动切换。 2）工作环境工作温度： -10～+55℃ 贮存温度: -40～+55℃ 湿度： 5%~95%（不结露）。所有设备均可放置在无屏蔽、无防静电措施的机房内。 4.3.12.1.4 时间同步系统的电磁兼容性时间同步系统在集控楼的电磁场环境下能正常工作，符合“GB/T13926-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性”中有关规定的要求，并达到Ш级及以上标准。 4.3.12.2功能要求 4.3.12.2.1 时间同步系统配置的主时钟及时间同步信号扩展装置对厂内DCS、SIS、电气控制装置及其他需要时钟同步的设备进行时间同步，并应能提供满足这些设备需要的各种时间同步信号及接口(含接口装置、通讯电缆等设备)。 4.3.12.2.2时间同步系统两台主时钟的时间信号接收单元应能独立接收GPS卫星和我国北斗卫星发送的无线时间信号作为主外部时间基准信号。当某一主时钟的时间接收单元发生故

大楼工程弱电时钟系统解决方案

大楼工程弱电系统时钟系统解决方案西安同步电子科技有限公司二零一四年

大楼工程弱电时钟系统解决方案时钟系统概述概述根据大楼建设工程弱电系统设计要求，本工程设置时钟系统用于统一区域内的时间信息。标准时钟系统是为工作人员准确、标准的时间，同时也可以为其它智能化系统提供标准的时间源。标准时钟系统的设计将结合实际需要，保证相关人员都能清晰地看到的时钟，并掌握准确时间。本工程时钟系统主要由网络时间服务器、网络数字式子钟组成。本系统从GPS地球同步卫星上获取标准时钟信号信息，将这些信息TCP/IP网络传输，传输到各个壁挂网络数字时钟，实现整个子母钟系统的时间统一。系统特点精确度高本系统能够接收来自GPS的标准时间信号，通过网络授时协议NTP/SNTP发送至系统的各个部分，实现无累积误差运行。可靠性高(系统冗余) 本系统对时间服务器的关键设备都采用无风扇设计，具有四个独立的网络授时接口，当某个网络授时单元发生故障时，能够切换到另外一个单元，实现冗余备份的目的。兼容性好系统采用分布式结构，由标准化的软件及硬件组成，用户可按照需要灵活配置和扩容。根据将来发展的需要，可以将子钟接口分别扩展到128个或256个以满足系统扩容要求。维护方便本系统所有主控板、信号板、接口板均采用了目前国际上流行的模块化设计，使相同规格的设备和接口板具有可互换性；积木式结构还为业主未来系统的增容和扩展提供极大的便利。时钟系统设计与制造技术规范系统设计规范采用标准电气装置安装工程施工及验收规范GBJ/232-92 设备可靠性试验规范GB50807-86 国际电气与电子工程师协会（IEEE）国际电子学会（IEC）

IEEE1588V2时钟同步方案

IEEE1588V2 PTP时钟同步方案介绍一实现原理 1.1 PTP系统概述 PTP为Precise Time Protocol的简称，遵循IEEE 1588协议标准，1588协议是解决IP传输的基站之间同步问题的协议。以前的NODEB基站从GPS获取同步信号1PPS和时间信息TOD，为保证时间同步，每个NODEB都需要一个GPS。而1588协议提出通过PTP消息进行时钟信息的传递，NODEB接受到同样的时钟信息作为本NODEB的同步时间信息，从而实现整个系统时钟的同步。如1.1，PTP系统的同步时钟系统。同一个通路上（Path A, Path B , Path C和PathD）获取相同的时钟信息，这样只需要边界时钟（NODEB13和NODEB14；NODEB13和NODEB15；）实现同步即可以实现系统时钟的同步。图1.1 PTP同步时钟系统示意图在PTP系统中分为主/从两种时钟提取的方式。当本NODEB为主时钟方式，需要有GPS，通过GPS获取TOD时间消息和1PPS同步信号。然后将TOD消息和1PPS封装在UDP数据包中通过以太网连路进行传输。当本NODEB为从时钟方式，需要从以太网接受的数据中，解析出该UDP数据包，获取时间信息和同步信息。另外PTP系统之间的时间信息是通过MAC地址进行寻址传输的。 NodeB支持主从两种模式，选用SEMTECH的ACS9510时钟芯片，PTP系统的实现方式如图1.2。

图1.2 PTP系统的实现方式 1.2 PTP时钟提取模块框图 BBU1324A设备支持IEEE1588 PTP HOST&SLAVE的功能， BBU1327A设备支持IEEE1588 PTP SLAVE，都采用SEMTECH的ACS9510。ACS9510支持IEEE1588 V2.0协议，PTP时钟提取模块的功能框图如图1.3。图1.3 PTP时钟提取模块的功能框图当PTP模块工作在slave模式时，时钟信息通过iub口接受到NP，NP根据MAC地址进行转发，把包含时钟信息的数据通过MII接口转发给时钟提取芯片ACS9510，ACS9510

传输系统中的时钟同步技术

传输系统中的时钟同步技术同步模块是每个系统的心脏，它为系统中的其他每个模块馈送正确的时钟信号。因此需要对同步模块的设计和实现给予特别关注。本文对影响系统设计的时钟特性进行了考察，并对信号恶化的原因进行了评估。本文还分析了同步恶化的影响，并对标准化组织为确保传输质量和各种传输设备的互操作性而制定的标准要求进行了探讨。摘要：网络同步和时钟产生是高速传输系统设计的重要方面。为了通过降低发射和接收错误来提高网络效率，必须使系统的各个阶段都要使用的时钟的质量保持特定的等级。网络标准定义同步网络的体系结构及其在标准接口上的预期性能，以保证传输质量和传输设备的无缝集成。有大量的同步问题，系统设计人员在建立系统体系结构时必须十分清楚。本文论述了时钟恶化的各种来源，如抖动和漂移。本文还讨论了传输系统中时钟恶化的原因和影响，并分析了标准要求，提出了各种实现技巧。基本概念：抖动和漂移抖动的一般定义可以是“一个事件对其理想出现的短暂偏离”。在数字传输系统中，抖动被定义为数字信号的重要时刻在时间上偏离其理想位置的短暂变动。重要时刻可以是一个周期为 T1 的位流的最佳采样时刻。虽然希望各个位在 T 的整数倍位置出现，但实际上会有所不同。这种脉冲位置调制被认为是一种抖动。这也被称为数字信号的相位噪声。在下图中，实际信号边沿在理想信号边沿附近作周期性移动，演示了周期性抖动的概念。图 1.抖动示意抖动，不同于相位噪声，它以单位间隔 (UI) 为单位来表示。一个单位间隔相当于一个信号周期 (T)，等于 360 度。假设事件为 E，第 n 次出现表示为 tE[n] 。则瞬时抖动可以表示为：一组包括 N 个抖动测量的峰到峰抖动值使用最小和最大瞬时抖动测量计算如下：漂移是低频抖动。两者之间的典型划分点为 10 Hz。抖动和漂移所导致的影响会显现在传输系统的不同但特定的区域。抖动类型根据产生原因，抖动可分成两种主要类型：随机抖动和确定性抖动。随机抖动，正如其名，是不可预测的，由随机的噪声影响如热噪声等引起。随机抖动通常发生在数字信号的边沿转换期间，造成随机的区间交叉。毫无疑问，随机抖动具有高斯概率密度函数 (PDF)，由其均值 (μ) 和均方根值 (rms) (σ) 决定。由于高斯函数的尾在均值的两侧无限延伸，瞬时抖动和峰到峰抖动可以是无限值。因此随机抖动通常采用其均方根值来表示和测量。图 2.以高斯概率密度函数表示的随机抖动对抖动余量来讲，峰到峰抖动比均方根抖动更为有用，因此需要把随机抖动的均方根值转换成峰到峰值。为将均方根抖动转换成峰到峰抖动，定义了随机抖动高斯函数的任意极限 (arbitrary limit)。误码率 (BER) 是这种转换中的一个有用参数，其假设高斯函数中的瞬时抖动一旦落在其强制极限之外即出现误码。通过下面两个公式，就可以得到均方根抖动到峰到峰抖动的换算。 3[!--empirenews.page--] 由公式可得到下表，表中峰到峰抖动对应不同的 BER 值。确定性抖动是有界的，因此可以预测，且具有确定的幅度极限。考虑集成电路 (IC) 系统，有大量的工艺、器件和系统级因素将会影响确定性抖动。占空比失真 (DCD) 和脉冲宽度失真(PWD) 会造成数字信号的失真，使过零区间偏离理想位置，向上或向下移动。这些失真通常是由信号的上升沿和下降沿之间时序不同而造成。如果非平衡系统中存在地电位漂移、差分输入之间存在电压偏移、信号的上升和下降时间出现变化等，也可能造成这种失真。图 3，总抖动的双模表示数据相关抖动 (DDJ) 和符号间干扰 (ISI) 致使信号具有不同的过零区间电平，导致每种唯一的位型出现不同的信号转换。这也称为模式相关抖动 (PDJ)。信号路径的低频截止点和高频带宽将影响 DDJ。当信号路径的带宽可与信号的带宽进行比较时，位就会延伸到相邻位时间内，造成符号间干扰 (ISI)。低频截止点会使低频器件的信号出现失真，而系统的高频带宽限制将使高频器件性能下降。7 正弦抖动以正弦模式调制信号边沿。这可能是由于供给整个系统的电源或者甚至系统中的其他振荡造成。接地反弹和其他电源变动也可能造成正弦抖动。正弦抖动广泛用于抖动环境的测试和仿真。不相关抖动可能由电源噪声或串扰和其他电磁干扰造成。考虑抖动对数字信号的影响时，需要将整个确定性抖动和随机抖动考虑在内。确定性抖动和随机抖动的总计结果将产生另外一种概率分布

跨时钟域信同步方法种

跨时钟域信号同步方法6种 ASIC中心 1 引言基于FPGA的数字系统设计中大都推荐采用同步时序的设计，也就是单时钟系统。但是实际的工程中，纯粹单时钟系统设计的情况很少，特别是设计模块与外围芯片的通信中，跨时钟域的情况经常不可避免。如果对跨时钟域带来的亚稳态、采样丢失、潜在逻辑错误等等一系列问题处理不当，将导致系统无法运行。本文总结出了几种同步策略来解决跨时钟域问题。 2 异步设计中的亚稳态触发器是FPGA设计中最常用的基本器件。触发器工作过程中存在数据的建立(setup)和保持(hold)时间。对于使用上升沿触发的触发器来说，建立时间就是在时钟上升沿到来之前，触发器数据端数据保持稳定的最小时间。而保持时间是时钟上升沿到来之后，触发器数据端数据还应该继续保持稳定的最小时间。我们把这段时间成为setup-hold时间(如图1所示)。在这个时间参数内，输入信号在时钟的上升沿是不允许发生变化的。如果输入信号在这段时间内发生了变化，输出结果将是不可知的，即亚稳态 (Metastability) 图1 一个信号在过渡到另一个时钟域时，如果仅仅用一个触发器将其锁存，那么采样的结果将可能是亚稳态。这也就是信号在跨时钟域时应该注意的问题。如图2所示。信号dat经过一个锁存器的输出数据为a_dat。用时钟b_clk进行采样的时候，如果a_dat正好在b_clk的setup-hold时间内发生变化，此时b_ dat就既不是逻辑"1"，也不是逻辑"0"，而是处于中间状态。经过一段时间之后，有可能回升到高电平，也有可能降低到低电平。输出信号处于中间状态到恢复为逻辑"1"或逻辑"0"的这段时间，我们

时钟同步系统施工方案

施工方案审批表审核单位：审核意见：审核人：日期：监理单位：监理意见：监理人：日期：批准单位：审批意见：审批人：日期：

目录一、施工方案综述............................................................................................... - 3 - 二、工程概况及特点........................................................................................... - 4 - 三、施工步骤....................................................................................................... - 5 - 四、风险分析..................................................................................................... - 14 - 五、生产安全及文明施工................................................................................. - 14 - 一、施工方案综述根据中韩（武汉）石油化工有限公司PLC系统的改造技术要求和我公司对改造要求的理解来编制施工方案。

时钟同步技术概述

作为数字通信网的基础支撑技术，时钟同步技术的发展演进始终受到通信网技术发展的驱动。在网络方面，通信网从模拟发展到数字，从TDM网络为主发展到以分组网络为主；在业务方面，从以TDM话音业务为主发展到以分组业务为主的多业务模式，从固定话音业务为主发展到以固定和移动话音业务并重，从窄带业务发展到宽带业务等等。在与同步网相关性非常紧密的传输技术方面，从同轴传输发展到PDH，SDH，WDM和DWDM，以及最新的OTN和PTN技术。随着通信新业务和新技术的不断发展，其同步要求越来越高，包括钟源、锁相环等基本时钟技术经历了多次更新换代，同步技术也在不断地推陈出新，时间同步技术更是当前业界关注的焦点。 2、时钟技术发展历程时钟同步涉及的最基本技术包括钟源技术和锁相环技术，随着应用需求的不断提高，技术、工艺的不断改进，钟源技术和锁相环技术也得到了快速的演进和发展。 (1) 钟源技术

时钟振荡器是所有数字通信设备的基本部件，按照应用时间的先后，钟源技术可分为普通晶体钟、具有恒温槽的高稳晶振、原子钟、芯片级原子钟。一般晶体振荡器精度在nE-5~nE-7之间，由于具有价格便宜、尺寸小、功耗低等诸多优点，晶体振荡器在各个行业和领域中得到广泛应用。然而，普通晶体钟一般受环境温度影响非常大，因此，后来出现了具有恒温槽的晶体钟，甚至具有双恒温槽的高稳晶体钟，其性能得到很大改善。随着通信技术的不断发展，对时钟精度和稳定性提出了更高的要求，晶体钟源已经难以满足要求，原子钟技术开始得到应用，铷钟和铯钟是其中最有代表性的原子钟。一般来说，铷钟的精度能达到或优于nE-10的量级，而铯钟则能达到或优于1E-12的量级。然而，由于尺寸大、功耗高、寿命短，限制了原子钟在一些领域的应用，芯片级原子钟有望解决这个难题。目前民用的芯片级原子钟基本上处于试验阶段，其尺寸只有立方厘米量级，耗电只有百毫瓦量级，不消耗原子，延长了使用寿命，时钟精度在nE-10量级以上，具有很好的稳定性。芯片级原子钟将在通信、交通、电力、金融、国防、航空航天以及精密测量等领域有着广泛的应用前景。 (2) 锁相环技术锁相环技术是一种使输出信号在频率和相位上与输入信号同步的电路技术，即当系统利用锁相环技术进入锁定状态或同步状态后，系统的震荡器输出信号与输入信号之间相差为零，或者保持为常数。锁相环路技术是时钟同步的核心技术，它经历了模拟锁相环