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基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置

阅读：348发布：2021-03-02

IPRDB可以提供基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种基于TD‑LTE无线授时的时间同步方法及装置，基站获取时间同步信号；基站根据时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端；授时终端接收同步授时信号并记录接收时的脉冲位置；授时终端根据同步授时信号及脉冲位置将同步授时信号与授时终端生成的时间脉冲对齐；授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时。该基于TD‑LTE无线授时的时间同步方法及装置，基站利用了TD‑LTE网络本身的时间同步机制，根据获取的时间同步信号通过空口发送同步授时信号，可以避免铺设用于传输同步授时信号的传输线路，其结构简单，且充分利用了TD‑LTE网络的自身资源，避免了因资源冗余而造成资源浪费。，下面是基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，其特征在于，包括：基站获取时间同步信号；

所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端；

所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置；

所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐；

所述授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时；

所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端的步骤，包括：根据所述时间同步信号获取秒脉冲及绝对时间；

根据所述秒脉冲及所述绝对时间生成无线帧形式的同步授时信号；所述无线帧包括秒脉冲标识位，所述秒脉冲标识位为所述无线帧的基本配置信息中的预设位数的预留比特位中的预设位置；

根据所述秒脉冲通过空口发送所述无线帧形式的所述同步授时信号；所述无线帧与所述秒脉冲相位对齐且周期同步。

2.根据权利要求1所述的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述秒脉冲通过空口发送所述无线帧形式的所述同步授时信号的方式包括：当所述秒脉冲为上升沿时，通过空口发送与所述秒脉冲相位对齐且周期同步的无线帧形式的所述同步授时信号。

3.根据权利要求1所述的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，其特征在于，所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与时间脉冲对齐的步骤，包括：所述授时终端获取所述基站发送的提前量参数；

所述授时终端根据所述提前量参数补偿信息传输的时延，并根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与时间脉冲对齐。

4.根据权利要求1所述的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，其特征在于，所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置的步骤包括：所述授时终端生成时间脉冲；

所述授时终端接收所述同步授时信号并根据所述时间脉冲记录接收时的脉冲位置。

5.一种基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，其特征在于，包括：同步信号获取模块，设置于基站上，用于所述基站获取时间同步信号；

同步信息发送模块，设置于基站上，用于所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端；

同步信息接收模块，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置；

同步信息恢复模块，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐；

业务终端授时模块，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时；

所述同步信息发送模块，包括：

信息获取单元，用于根据所述时间同步信号获取秒脉冲及绝对时间；

信息生成单元，用于根据所述秒脉冲及所述绝对时间生成无线帧形式的同步授时信号；所述无线帧包括秒脉冲标识位，所述秒脉冲标识位为所述无线帧的基本配置信息中的预设位数的预留比特位中的预设位置；

信息发送单元，用于根据所述秒脉冲通过空口发送所述无线帧形式的所述同步授时信号；所述无线帧与所述秒脉冲相位对齐且周期同步。

6.根据权利要求5所述的基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，其特征在于，所述信息发送单元，还用于当所述秒脉冲为上升沿时，通过空口发送与所述秒脉冲相位对齐且周期同步的无线帧形式的所述同步授时信号。

7.根据权利要求5所述的基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，其特征在于，所述同步信息恢复模块，包括：提前量获取单元，用于所述授时终端获取所述基站发送的提前量参数；

信息恢复单元，用于所述授时终端根据所述提前量参数补偿信息传输的时延，并根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与时间脉冲对齐。

8.根据权利要求5所述的基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，其特征在于，所述同步信息接收模块包括：脉冲生成单元，用于所述授时终端生成时间脉冲；

位置记录单元，用于所述授时终端接收所述同步授时信号并根据所述时间脉冲记录接收时的脉冲位置。

说明书全文

基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及时间同步技术领域，尤其涉及一种基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置。

背景技术

[0002] 时间同步对于电力系统的故障分析、监视控制及运行管理具有重要意义。特别是当事故发生后，及时掌握实时信息，才能对其进行适当处理，将事故影响控制在一定范围内，确保系统安全、稳定、经济运行，这对系统的时间同步技术提出了更高的要求。目前，电网中精度较高的时间同步授时方式是基于E1的PTP组网授时方式。

[0003] PTP是IEEE 1588(网络测控系统精确时钟同步协议)规范的一种精确时间协议，用于对标准以太网或其他采用多播技术的分布式总线系统中终端设备的时钟进行亚微秒级同步。基于E1的PTP组网授时方式在硬件上要求每个网络节点必须有实时时钟的网卡，可以实现基于PTP协议栈的相关服务。虽然PTP时间同步精度较高，但当前的PTP协议版本尚不支持在路由器上传输，其同步信号的传输主要依靠点对点的固定链路传输方式。因此，随着时间同步需求的增加，所需要铺设的传输线路越复杂。

发明内容

[0004] 基于此，有必要提供一种无需铺设传输线路的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置。

[0005] 一种基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，包括：

[0006] 基站获取时间同步信号；

[0007] 所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端；

[0008] 所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置；

[0009] 所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐；

[0010] 所述授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时。

[0011] 一种基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，包括：

[0012] 同步信号获取模块，设置于基站上，用于所述基站获取时间同步信号；

[0013] 同步信息发送模块，设置于基站上，用于所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端；

[0014] 同步信息接收模块，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置；

[0015] 同步信息恢复模块，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐；

[0016] 业务终端授时模块，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时。

[0017] 上述基于TD-LTE无线授时的时间同步方法及装置，基站利用了TD-LTE网络本身的时间同步机制，根据获取的时间同步信号通过空口发送同步授时信号，可以避免铺设用于传输同步授时信号的传输线路，其结构简单，且充分利用了TD-LTE网络的自身资源，避免了因资源冗余而造成资源浪费。

附图说明

[0018] 图1为一实施例的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法的流程图；

[0019] 图2为图1的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法的一个步骤的具体流程图；

[0020] 图3为图1的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法的另一个步骤的具体流程图；

[0021] 图4为一实施例的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法的应用场景图；

[0022] 图5为一实施例的授时终端从基站恢复同步授时信号的过程中的信号波形图；

[0023] 图6为一实施例的基于TD-LTE无线授时的时间同步装置的模块结构图；

[0024] 图7为图6的一个模块的单元结构图；

[0025] 图8为图6的另一个模块的单元结构图。

具体实施方式

[0026] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

[0027] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0028] 如图1所示，为本发明一个实施例的基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，包括：

[0029] S110：基站获取时间同步信号。

[0030] 基站为TD-LTE(Time Division Long Term Evolution，分时长期演进)通信网络中的基站，即在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。时间同步信号可以为卫星或PTP网络同步得到的用于时间同步的信号。时间同步信号精度高，如通过全球定位卫星/北斗卫星(GPS/BD)得到的时间同步信号的同步精度小于200ns，通过PTP网络得到的时间同步信号的同步精度小于1.5us。

[0031] 具体地，时间同步信号包括秒脉冲及绝对时间。

[0032] S130：所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端。

[0033] 基站利用TD-LTE网络本身的时间同步机制根据获取的时间同步信号通过空口发送同步授时信号。其中，空口可以为空中接口。具体地，空中接口可以为Um接口或者Uu接口。Um接口是MS(Mobile Station，移动台)和BTS(Base Transceiver Station，基站收发台)之间的接口，通过该接口MS完成与网络侧的通信，完成分组数据传送、移动性管理、会话管理、无线资源管理等多方面的功能。Uu接口为UE(User Equipment/用户设备)接入到WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统的固定网络接口部分。

[0034] 具体地，基站根据获取的时间同步信号，对时间同步信号进行解析获取秒脉冲及绝对时间；然后根据秒脉冲及绝对时间生成空口对应格式的同步授时信号，最后将该同步授时信号通过空口发送出去。

[0035] S150：所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置。

[0036] 授时终端为电网通信中的终端设备，用于为电网中各配电业务终端授时。授时终端接收基站发送的同步授时信号，但授时终端接收到的同步授时信号与基站发送的同步授时信号必然存在一定的时延，因此需要记录接收时的脉冲位置，以在授时终端恢复基站发送的同步授时信号。

[0037] S170：所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐。

[0038] 由于授时终端接收到的同步授时信号与基站发送的同步授时信号必然存在一定的时延，因此，授时终端需要根据接收的同步授时信号及所述脉冲位置恢复所述基站发送的同步授时信号，即根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐，使接收的同步授时信号与基站发送的同步授时信号在脉冲位置上是一致的。

[0039] S190：所述授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时。

[0040] 授时终端将同步授时信号恢复好之后，即同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐后，便可以根据恢复的同步授时信号为配电业务终端授时，如此，使得配电业务终端的时间信号与时间同步信号基本一致达到时间同步的目的。

[0041] 上述基于TD-LTE无线授时的时间同步方法，基站利用了TD-LTE网络本身的时间同步机制，根据获取的时间同步信号通过空口发送同步授时信号，可以避免铺设用于传输同步授时信号的传输线路，其结构简单，且充分利用了TD-LTE网络的自身资源，避免了因资源冗余而造成资源浪费。

[0042] 在其中一个实施例中，所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端的步骤，即步骤S130，包括：

[0043] S231：根据所述时钟同步信号获取秒脉冲及绝对时间。

[0044] 在本实施例中，时间同步信号包括秒脉冲及绝对时间。

[0045] 秒脉冲为每秒中产生一个脉冲的脉冲信号。绝对时间为协调世界时(UTC，Coordinated Universal Time)，又称世界统一时间、世界标准时间或国际协调时间。

[0046] S233：根据所述秒脉冲及所述绝对时间生成无线帧形式的同步授时信号。所述无线帧包括秒脉冲标识位，所述秒脉冲标识位为所述无线帧的基本配置信息中的预设位数的预留比特位中的预设位置。

[0047] 由于物理广播信道(PBCH，Physical Broadcast Channel)有24比特的基本配置信息(MIB，Master Information Block)。在基本配置信息位中包括10位空闲比特为预留比特位。因此，可以利用预留比特为中的预设位置上的1比特或若干比特作为秒脉冲标识位，记为PpsF。如此，在秒脉冲上升沿后的四个无线帧的PpsF设置为第一预设标识信息，如“1”，其它的无线帧的PpsF设置为第二预设标识信息，如“0”，对秒脉冲的上升沿进行标识，这样授时终端可以通过PpsF标志位识别出第一个无线帧边界，这个边界就是秒脉冲的上升沿。

[0048] 可以理解地，在其它实施例中，也可以在秒脉冲的下降沿后的无线帧的PpsF设置为第一预设标识信息，其它的无线帧的PpsF设置为第二预设标识信息。其中，第一预设标识信息与第二预设标识信息互斥。

[0049] 优选地，预设位置优选为预留比特位中的中间位置，以避免其它位置上的信息干扰。

[0050] S235：根据所述秒脉冲通过空口发送所述无线帧形式的所述同步授时信号。所述无线帧与所述秒脉冲相位对齐且周期同步。

[0051] 无线帧与秒脉冲相位对齐且周期同步，如此，方便授时终端能够对接收到的秒脉冲形式的同步授时信号进行恢复，即方便同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐。

[0052] 优选地，所述根据所述秒脉冲通过空口发送所述无线帧形式的所述同步授时信号的方式为，

[0053] 当所述秒脉冲为上升沿时，通过空口发送与所述秒脉冲相位对齐且周期同步的无线帧形式的所述同步授时信号。

[0054] 可以理解的，在其它实施例中，也可以是当秒脉冲为下降沿时，通过空口发送与所述秒脉冲相位对齐且周期同步的无线帧形式的所述同步授时信号。

[0055] 在其中一个实施例中，所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐的步骤，具体可以为，将授时终端生成的时间脉冲的上升沿与接收到的连续四个秒脉冲标识为第一预设标识信息中的第一个秒脉冲标识位为第一预设标识信息(如可以为“1”)的无线帧的帧边界与时间脉冲的上升沿对齐，以恢复同步授时信号。

[0056] 在其中一个实施例中，所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与时间脉冲对齐的步骤，即步骤S170，包括：

[0057] S371：所述授时终端获取所述基站发送的提前量参数。

[0058] 提前量参数包括时间提前量(TA，Timing Advance)。时间提前量的作用是用于补偿信息传输延迟。

[0059] 可以理解地，步骤S371之前，还包括：所述基站发送提前量参数。

[0060] S373：所述授时终端根据所述提前量参数补偿信息传输的时延，并根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与时间脉冲对齐。

[0061] 授时终端根据提前量参数补偿补偿信息传输的时延，同时，根据接收的同步授时信号及所述脉冲位置恢复所述基站发送的同步授时信号，即将所述同步授时信号与时间脉冲对齐。最终，使得恢复的同步授时信号更接近于基站发送的同步授时信号。

[0062] 在其中一个实施例中，所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置的步骤，即步骤S150，包括：所述授时终端生成时间脉冲；所述授时终端接收所述同步授时信号并根据所述时间脉冲记录接收时的脉冲位置。

[0063] 授时终端利用自身的时钟机制生成时间脉冲，并在接收到同步授时信号时记录脉冲位置。如此，授时终端可以根据接收到的同步授时信号及脉冲位置对接收到的同步授时信号及时间脉冲进行调整，以恢复秒脉冲，并根据恢复的秒脉冲恢复同步授时信号，最终恢复基站发送的同步授时信号。

[0064] 本发明的应用场景为在以TD-LTE网络为承载网的电网通信解决方案中，TD-LTE网络主要通过电网通信接入整体电网控制系统，实现对各配电业务终端的智能化管理功能，尤其是时间同步的管理。如图4所示，TD-LTE网络的基站(eNB1 or eNB2)获取全球定位卫星/北斗卫星GPS/BD发送的时间同步信号，并根据获取的时间同步信号通过空口发送同步授时信号；授时终端接收同步授时信号，并恢复所述基站发送的同步授时信号；通过时间同步输出单元为配电业务终端授时。在其中一个具体实施例中，授时终端从基站恢复同步授时信号的过程中的信号波形图如图5所示。

[0065] 如图6所示，本发明还提供一种与基于TD-LTE无线授时的时间同步方法对应的虚拟装置。一种基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，包括：

[0066] 同步信号获取模块610，设置于基站上，用于基站获取时间同步信号；

[0067] 同步信息发送模块630，设置于基站上，用于所述基站根据所述时间同步信号通过空口发送同步授时信号至授时终端；

[0068] 同步信息接收模块650，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端接收所述同步授时信号并记录接收时的脉冲位置；

[0069] 同步信息恢复模块670，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与所述授时终端生成的时间脉冲对齐；

[0070] 业务终端授时模块690，设置于所述授时终端上，用于所述授时终端根据对齐的同步授时信号与时间脉冲为配电业务终端授时。

[0071] 上述基于TD-LTE无线授时的时间同步装置，基站利用了TD-LTE网络本身的时间同步机制，根据获取的时间同步信号通过空口发送同步授时信号，可以避免铺设用于传输同步授时信号的传输线路，其结构简单，且充分利用了TD-LTE网络的自身资源，避免了因资源冗余而造成资源浪费。

[0072] 请参阅图7在其中一个实施例中，所述同步信息发送模块630，包括：

[0073] 信息获取单元731，用于根据所述时钟同步信号获取秒脉冲及绝对时间；

[0074] 信息生成单元733，用于根据所述秒脉冲及所述绝对时间生成无线帧形式的同步授时信号；所述无线帧包括秒脉冲标识位，所述秒脉冲标识位为所述无线帧的基本配置信息中的预设位数的预留比特位中的预设位置；

[0075] 信息发送单元735，用于根据所述秒脉冲通过空口发送所述无线帧形式的所述同步授时信号；所述无线帧与所述秒脉冲相位对齐且周期同步。

[0076] 在其中一个实施例中，所述信息发送单元635，还用于当所述秒脉冲为上升沿时，通过空口发送与所述秒脉冲相位对齐且周期同步的无线帧形式的所述同步授时信号。

[0077] 请参阅图8，在其中一个实施例中，所述同步信息恢复模块670，包括：

[0078] 提前量获取单元871，用于所述授时终端获取所述基站发送的提前量参数；

[0079] 信息恢复单元873，用于所述授时终端根据所述提前量参数补偿信息传输的时延，并根据所述同步授时信号及所述脉冲位置将所述同步授时信号与时间脉冲对齐。

[0080] 在其中一个实施例中，所述同步信息接收模块650包括：脉冲生成单元，用于所述授时终端生成时间脉冲；位置记录单元，用于所述授时终端接收所述同步授时信号并根据所述时间脉冲记录接收时的脉冲位置。

[0081] 以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
媒体时间线交互-专利编号CN102414676B	2020-05-12	1032
动画化的时间线-专利编号CN102804189A	2020-05-13	1130
视觉娱乐时间线-专利编号CN102834821A	2020-05-12	350
媒体时间线排序-专利编号CN101164055B	2020-05-12	901
时间线显示工具-专利编号CN103562846B	2020-05-13	808
动画化的时间线-专利编号CN102804189B	2020-05-11	1120
时间线显示工具-专利编号CN103562846A	2020-05-13	644
图示时间线-专利编号CN1522399A	2020-05-11	360
临床状态时间线-专利编号CN103098061B	2020-05-11	387
临床状态时间线-专利编号CN103098061A	2020-05-11	899

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