授时方法、装置及电子设备转让专利
申请号 : CN202010079791.7
文献号 : CN111294134B
文献日 : 2021-04-20
发明人 : 温向明 , 章晨宇 , 郑伟 , 路兆铭 , 王正英 , 李聪
申请人 : 北京邮电大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种授时方法,其中,所述方法在移动网络中的基站上执行,包括:响应于授时触发事件,根据预先配置的授时参数确定授时信令的目标数量、目标时间间隔以及下发所述授时信令所使用的时频资源块;
生成物理层的授时信令;所述授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以及用于传输所述授时信令的参考系统帧信息;
通过空中接口向所述基站覆盖范围内的一个或多个终端发送调度指令,以通知所述终端在所述时频资源块上接收授时信令;
在所述时频资源块上向所述基站覆盖范围内的一个或多个所述终端下发所述授时信令;
在下发的所述授时信令的数量未超过所述目标数量时,生成并下发下一授时信令;其中,两个所述授时信令之间的下发时间间隔为所述目标时间间隔。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,还包括:接收配置的授时参数;所述授时参数包括授时周期、所述授时信令的目标数量、两个所述授时信令之间的目标时间间隔以及下发所述授时信令所使用的时频资源块;
启动定时器,以便每间隔所述授时周期产生一次所述授时触发事件。
3.根据权利要求1‑2任一项所述的方法,其中,在所述时频资源块上向所述基站覆盖范围内的一个或多个所述终端下发所述授时信令,包括:通过广播的方式向所述基站范围内的一个或多个终端下发所述授时信令;或者,通过单播方式分别向所述基站范围内的一个或多个终端下发所述授时信令。
4.一种授时方法,其中,所述方法在移动网络的终端上执行,所述终端包括基带处理芯片和授时芯片,所述方法包括:
利用所述基带处理芯片从空中接口接收基站发送的调度指令;所述调度指令包括接收物理层的授时信令的时频资源块的信息;
利用所述基带处理芯片在所述时频资源块上接收所述基站按照预设时间间隔发送的所述授时信令,并将接收到的所述授时信令转发给所述授时芯片;所述授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以及传输所述授时信令的参考系统帧信息;
利用所述授时芯片根据接收到的多个所述授时信令获得第二绝对时间信息,并利用所述第二绝对时间信息调整所述终端本地时间。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,还包括:利用所述基带处理芯片接收所述基站通过空中接口发送的时间提前量,并接收到的所有的所述时间提前量发送给所述授时芯片。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,利用所述授时芯片根据接收到的多个所述授时信令获得第二绝对时间信息,包括:所述授时芯片至少根据所述终端本地时间、所述授时信令中的第一绝对时间、所述时间提前量计算得到每一个所述授时信令的时延调整值,并根据所述时延调整值计算得到所述第二绝对时间信息。
7.一种授时系统,其中,包括:基站和所述基站覆盖范围内的一个或多个终端;
所述基站通过权利要求1‑3任一项的方法向所述终端下发授时信令;
所述终端包括基带处理芯片和授时芯片,并通过权利要求4‑6任一项所述的方法调整终端本地时间。
8.一种授时装置,其中,所述装置位于移动网络的基站,包括:第一确定模块,被配置为响应于授时触发事件,根据预先配置的授时参数确定授时信令的目标数量、目标时间间隔以及下发所述授时信令所使用的时频资源块;
生成模块,被配置为生成物理层的授时信令;所述授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以及用于传输所述授时信令的参考系统帧信息;
第一发送模块,被配置为通过空中接口向所述基站覆盖范围内的一个或多个终端发送调度指令,以通知所述终端在所述时频资源块上接收授时信令;
第二发送模块,被配置为在所述时频资源块上向所述基站覆盖范围内的一个或多个所述终端下发所述授时信令;
第三发送模块,被配置为在下发的所述授时信令的数量未超过所述目标数量时,生成并下发下一授时信令;其中,两个所述授时信令之间的下发时间间隔为所述目标时间间隔。
9.一种授时装置,其中,所述装置位于移动网络的终端,所述终端包括基带处理芯片和授时芯片,所述装置包括:
第一接收模块,被配置为利用所述基带处理芯片从空中接口接收基站发送的调度指令;所述调度指令包括接收物理层的授时信令的时频资源块的信息;
第二接收模块,被配置为利用所述基带处理芯片在所述时频资源块上接收所述基站按照预设时间间隔发送的所述授时信令,并将接收到的所述授时信令转发给所述授时芯片;
所述授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以及传输所述授时信令的参考系统帧信息;
第二确定模块,被配置为利用所述授时芯片根据接收到的多个所述授时信令获得第二绝对时间信息,并利用所述第二绝对时间信息调整所述终端本地时间。
10.一种电子设备,其中,包括存储器和处理器;其中,所述存储器用于存储一条或多条计算机指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求1‑6任一项所述的方法。
说明书 :
授时方法、装置及电子设备
技术领域
背景技术
时上下行同步均是基于无线帧/子帧边界对齐的相对的时间同步,并不能进行绝对时间的
授时。同时,在移动网络中直接使用传统的NTP授时协议或是PTP协议,均受到空口链路不稳
定等因素的影响,造成其授时性能下降。
干扰,因此针对电网等存在特殊部署场景、对安全性要求较高的场景,不宜采用GNSS进行授
时。
发明内容
基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以及传输所述授时信令
的参考系统帧信息;
到所述第二绝对时间信息。
帧信息;
间隔。
片;所述授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以
及传输所述授时信令的参考系统帧信息;
配置为用于执行所述存储器中存储的计算机指令。所述授时装置还可以包括通信接口,用
于授时装置与其他设备或通信网络通信。
执行以实现上述任一方面所述的方法。
络,通过基站向终端下发绝对时间信息、终端如何接收并进行时间调整等问题。
附图说明
具体实施方式
分。
数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
能力,并不能进行绝对时间的授时。并且相关技术在设计基站时间同步、网络时间同步等方
面的技术,均没有提出如何在移动网络无线场景下对终端进行高精度授时。本公开实施例
针对移动网络无线授时场景,为实现低成本、低开销、高精度的无线时间同步能力,基于空
中接口物理层信号实现绝对时间同步,解决了如何依赖无线通信网络,通过基站向终端下
发绝对时间信息、终端如何接收并进行时间调整等问题。
息;
信。本公开实施例相对于已有技术在基站侧添加了通过物理层信令下发绝对时间的能力;
而终端侧则通过开放基带模组能力,将基带处理芯片通过空中接口物理层接收并进行解调
后的包括SIB(SystemInformationBlock,空口物理层信息)授时信令、时间提前量(Time
Advance,TA)的物理层数据输出给终端的授时芯片;授时芯片则对接收到的物理层数据进
行处理后,输出终端本地的绝对时间信息及频率基准信号pps,终端则根据授时芯片输出的
绝对时间信息及频率基准信号pps调整终端本地时间。
带模组(包括基带处理芯片)将接收到的包括SIB信令的物理层数据转发给授时芯片,授时
芯片对该物理层数据进行处理之后输出绝对时间信息及频率基准信号pps。
Universal Time Coordinated),并配置授时参数;授时参数可以包括但不限于授时周期
Cb、授时信令的目标数量Nb、两授时信令发送的时间间隔Ib、下发授时信令所使用的时频资
源块Rb;根据授时参数中配置的Cb,基站每间隔Cb时间启动一次授时服务;基站通过空中接
口物理层(MAC层)调度将要下发授时信令所使用的一系列资源块Rb,也即基站通过空中接
口物理层向需要进行授时的终端发送调度信令,以告知终端基站将要使用Rb发送授时信
令。基站每次下发授时信令前都采用3GPP标准流程将所使用的时频资源块告知终端。
授时信令SIB_t在传输过程中的起始时隙的起始点时间,授时信令中还包括参考SFN号,该
参考SFN号为每次授时服务时,用于传输所述授时信令的系统帧号。终端在接收到授时信令
之后,可以通过该参考SFN与接收到授时信令SIB的系统帧号进行对比,以确定该授时信令
是否有效。
服务中所发送的授时信令数量为授时参数中的Nb,而一次授时服务中两个授时信令的发送
时间间隔为Ib。需要说明的是,基站在一次授时服务中可以针对该基站覆盖范围内的所有
终端下发授时信令,也可以针对其中一部分(一个或多个)终端下发授时信令。
令所使用的时频资源块。基站可以每隔一段时间对其覆盖范围内的一个或多个终端执行一
次授时服务。进行授时服务的时间周期可以根据配置的授时参数确定,也即配置授时参数
时可以配置授时周期,基站通过该授时周期启动授时服务。在授时场景下,可以启动定时
器,定时器的定时时间可以设置为授时周期,在经过一个授时周期之后,定时器会触发授时
触发事件,基站基于该授时触发事件启动一次授时服务。
终端)。在广播方式中,终端针对所有进行授时的终端所使用的时频资源块Rb均相同,可以
是预先设置好,这种方式能够减少系统调度信令的开支。因此这种方式下发送至各个终端
的授时信令可以相同,其中的第一绝对时间信息可以包括传输过程中所述授时信令所在时
隙的起始时刻。终端在接收到该授时信令后,可以根据第一绝对时间信息以及基站预先测
量并发送给终端的、基站与终端之间的时间提前量TA确定基站本地时间与终端本地之间的
时间误差,进而根据该时间误差调整终端本地时间,使得基站与终端之间在时间上同步。
对不同终端可以使用不同的时频资源块Rb,这种方式时频资源块Rb的使用更为灵活。因此
这种方式下发送至各个终端的授时信令可以相同也可以不相同。
基站预先测量并发送给终端的、基站与终端之间的时间提前量TA确定与基站同步的第二绝
对时间信息,进而根据该第二绝对时间信息调整终端的时间,使得基站与终端在时间上同
步。在另一些实施例中,授时信令中的第一绝对时间信息可以包括传输过程中授时信令所
在时隙的起始时刻加上基站与终端之间的时间提前量。基站与终端之间的时间提前量TA可
以为基站盲检测终端上行前导码后得到的不进行粒度处理的时延估计值,可以采用3GPP标
准流程得到。终端在接收到授时信令之后,由于该授时信令中考虑到了基站与终端之间的
时延估计值,因此可以直接通过该第一绝对时间信息获得第二绝对时间信息,进而调整终
端的时间,使得基站与终端在时间上同步。
授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以及传输
所述授时信令的参考系统帧信息;
对接收到的进行解调处理。在授时场景下,基带模组通过天线接收到包括授时信令的物理
层数据之后,对其进行解调之后直接转发给网络授时芯片,网络授时芯片可以根据授时信
令获得第二绝对时间信息,终端可以根据网络授时芯片输出的第二绝对时间信息以及频率
基准信号pps调整终端本地时间。
时信令时的实际系统帧信息相同,但是如果发生了ARQ/HARQ重传,则可能导致重复发送这
一授时信令,因此终端实际接收到该授时信令的实际系统帧信息与授时信令中的参考系统
帧信息不一致,这种情况下授时信令中的第一绝对时间信息并非基站实际发送该授时信令
的起始时刻,因此终端在接收到授时信令之后,可以先比较参考系统帧信息与实际系统帧
信息是否一致,在一致的情况下则说明该授时信令有效,终端可以基于该授时信令中的第
一绝对时间信息确定基站与终端之间的时间误差,而如果参考系统帧信息与实际系统帧信
息不一致,一种方式下则可以直接认为该授时信令无效,进而丢弃该授时信令,而不根据该
授时信令确定基站与终端之间的延时,在调整终端本地时间时也不考虑该授时信令;而另
一种方式下则依然认为该授时信令有效,但是需要根据参考系统帧信息与实际系统帧信息
之间的时间误差调整授时信令中的第一绝对时间信息,使得该第一绝对时间信息为基站实
际发送该授时信令时的起始时刻。
可以包括存储单元、计算单元和指令处理单元。
令,基带处理芯片接收到授时信令之后,将经过解调后的物理层数据直接转发给授时芯片。
授时芯片可以根据授时信令中的第一绝对时间信息、基带与终端之间的时间提前量等获得
并输出第二绝对时间信息,终端根据授时芯片输出的第二绝对时间信息调整终端的时间,
以使终端的时间与基站的时间同步。
终端之间的时间提前量(Time Advance,TA),并通过空中接口发送至终端的基带处理芯片,
基带处理芯片每次接收到的时间提前量均转发给授时芯片。在终端发生如基站切换等需要
重新进行时间提前量TA调整的情况时,则告知授时芯片清零其存储的TA。
的授时信令进行处理之后,如果后续授时信令相对于第一授时信令的时延调整值超出Th0,
则可能由于基于第一授时信令得到的第一时延有误或者当前信道不稳定而导致时延抖动
过大,不适于进行授时服务,因此可以终止授时服务,并重新开始接收授时信令;
收到的授时信令进行处理之后,如果后续授时信令相对于第一授时信令的时延调整值超出
Th1,则可能信道暂时不稳定而导致出现较大的时延抖动,因此可以暂停授时服务,并将当
前的授时信令丢弃,而从继续处理下一接收到的授时信令。
资源块上接收、解调包括授时信令的数据,并将该授时信令中的内容、TA以及接收到该授时
信令的系统帧号SFN发送至授时芯片;授时芯片可以根据授时信令中的内容、TA以及系统帧
号SFN等获得第二绝对时间信息以及频率基准信号pps,通过该第二绝对时间信息以及频率
基准信号pps即可得到与基站同步的终端本地时间。
芯片,授时芯片将每次收到的TA存储在存储单元中。授时芯片在根据授时信令确定第二绝
对时间信息时,可以通过在授时信令中第一绝对时间信息的基础上,考虑根据TA确定的授
时信令从基站到终端的时延,最终得到第二绝对时间信息,以使根据该第二绝对时间信息
调整得到的终端本地时间与基站同步。
信息。
由时间提前量TA确定;因此,每一个授时信令被授时芯片获得时,与终端本地时间存在一个
时延调整值,该时延调整值至少可以第一绝对时间、时间提前量等获得。在授时芯片获得多
个按照目标时间间隔发送的授时信令之后,通过将每个授时信令对应的时延调整值进行累
加,并求平均后可以得到一个较为准确的时延调整值,之后可以根据该最终得到的时延调
整值与第一绝对时间对终端的时间进行调整,即可使得终端与基站在时间上同步。
整终端的时间。
在终端参照时间为0时,授时芯片最终输出的是绝对时间信息,该绝对时间信息可以直接用
于调整终端的时间,使得终端的时间能够与基站同步;而终端参照时间为终端本地时间时,
授时芯片最终输出的是时间调整量,利用该时间调整量对终端本地时间进行调整,使得终
端的时间能够与基站同步;第一绝对时间是基站在发送授时信令时基站本地时钟的时间戳
得到的绝对时间;上行时间提前量为从基站到终端的传输时延,由基站测量得到,并下发给
终端;硬件传输时延为终端的基带处理芯片接收到该授时信令,并将该授时信令传输给授
时芯片,授时芯片对其进行处理至当前节点所耗费的时间,该硬件传输时延可以预先测量
得到。
帧信息;
间隔。
片;所述授时信令包括基于基站本地时间生成的传输所述授时信令的第一绝对时间信息以
及传输所述授时信令的参考系统帧信息;
到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行本公开上述任一方法的实施方式中的各种处
理。在RAM603中,还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602以及
RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因
特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611,诸如
磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器610上,以便于从其上读出
的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
包含在及其可读介质上的计算机程序,所述计算机程序包含用于执行本公开实施方式中任
一方法的程序代码。在这样的实施方式中,该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被
下载和安装,和/或从可拆卸介质611被安装。
代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个
用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所
标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际
上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要
注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用
执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指
令的组合来实现。
的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程
序,所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行
任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功
能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。