CN113840370B - 一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备 - Google Patents
一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113840370B CN113840370B CN202111016202.1A CN202111016202A CN113840370B CN 113840370 B CN113840370 B CN 113840370B CN 202111016202 A CN202111016202 A CN 202111016202A CN 113840370 B CN113840370 B CN 113840370B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- master station
- signal
- time
- station
- receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 92
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W56/00—Synchronisation arrangements
- H04W56/001—Synchronization between nodes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W56/00—Synchronisation arrangements
- H04W56/0035—Synchronisation arrangements detecting errors in frequency or phase
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W56/00—Synchronisation arrangements
- H04W56/0055—Synchronisation arrangements determining timing error of reception due to propagation delay
- H04W56/0065—Synchronisation arrangements determining timing error of reception due to propagation delay using measurement of signal travel time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备，其中方法，包括：分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号；计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号；确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间；向从站持续发送主站接收时钟时间偏移信号和主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步。本发明可以显著降低网络传输协议开销和网络使用成本，且有利于主站与从站之间的时钟同步，整体网络功耗较低。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备。
背景技术
无线通信(WirelessCommunication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。随着可再生能源，电动汽车，电力电子设备，电力线载波的快速发展，无线通信在电网中的应用也不断普及和深入。
为保证电网可靠运行，首先需要利用不同传感设备对分布式配电网进行多点测量或监测，然后基于无线物联网通信实现对多点测量或监测的电网数据进行无线通信交互。但是，无线通信数据在传输的过程中会因外界因素或自身因素存在数据不同步的现象，非常影响数据传输质量。
相关技术中，为了保证时钟数据传输同步，通常采用GPS卫星定位同步方式或北斗卫星定位同步方式，但是，该无线通信交互的时钟同步方式，其使用成本较高，且功耗较大。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无线通信交互的时钟同步方式，其使用成本较高，且功耗较大的缺陷，从而提供一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备。
根据第一方面，本发明实施例提供一种无线通信交互的时钟同步方法，用于主站，包括如下步骤：
分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号；
计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号；
确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间；
向从站持续发送所述主站接收时钟时间偏移信号和所述主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步。
在一种实施方式中，所述确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号通过如下公式确定：
其中，所述为所述主站目标接收时间信号，/>为从站用于发射数据包的从站预测发射时间信号，τ(L)为通信传输预测时间信号。
在一种实施方式中，所述确定接收从站数据包的主站实际接收时间信号通过如下公式获取：
TM,RX(L)＝TS,TX(L)+Δξ(L)+τ+ε2(L)；
其中，所述TM,RX(L)为所述主站实际接收时间信号，所述TS,TX(L)为从站用于发射数据包的从站实际发射时间信号，所述Δξ(L)为主站用于接收从站数据包的实际接收时间偏移信号，所述τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号，所述ε2(L)为所述主站接收时间测量噪声信号。
在一种实施方式中，所述计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号通过如下公式计算：
其中，所述ΔTUL(L)为所述主站接收时钟时间偏移信号，所述TM,RX(L)为所述主站实际接收时间信号，所述为所述主站目标接收时间信号。
在一种实施方式中，将所述主站接收时钟时间偏移信号和所述相邻数据包的主站发射时间加载在广播数据包中发送至从站。
根据第二方面，本发明实施例还提供一种无线通信交互的时钟同步方法，用于从站，包括如下步骤：
分别接收主站发射时间和主站接收时钟时间偏移信号；
确定从站接收主站发送相邻数据包的从站接收时间；
根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号；
根据所述时间偏移差值信号和所述主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号；
按照所述时钟频率同步调整信号和所述主站接收时间偏移信号，通过调整当前时钟频率信号和当前发射时间信号与主站保持同步。
在一种实施方式中，所述分别接收主站用于发射相邻数据包至从站的时间偏移差值信号和主站发射时间差值信号的通过如下公式确定：
所述根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号通过如下公式确定：
ΔTDL(K)＝TS,RX(K)-TM,TX(K)；
ΔTDL(K)＝Δξ(K)+τ+ε(K)；
ΔTDL(K+1)＝TS,RX(K+1)-TM,TX(K+1)；
ΔTDL(K+1)＝Δξ(K+1)+τ+ε(K+1)；
ΔTDL(K+1)-ΔTDL(K)＝Pa；
TM,TX(K+1)-TM,TX(K)＝Pb；
其中，所述TM,TX(K)为主站发送第一数据包的所述主站发射时间，所述TS,RX(K)为从站接收第一数据包的所述从站接收时间，所述TM,TX(K+1)为主站发送第二数据包的所述主站发射时间，所述TS,RX(K+1)为从站接收第二数据包的所述从站接收时间；所述ΔTDL(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间与从站接收第一数据包的所述从站接收时间之间的第一时间偏移信号，所述ΔTDL(K+1)为主站发送第二数据包的所述主站发射时间与从站接收第二数据包的所述从站接收时间之间的第二时间偏移信号，所述第二数据包与所述第一数据包互为所述相邻数据包，所述Δξ(K)为所述第一数据包对应的第一实际发射时间偏移信号、所述Δξ(K+1)为所述第二数据包对应的第二实际发射时间偏移信号，所述τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号、所述ε(K)为主站发射所述第一数据包以及从站接收所述第一数据包的第一时间测量噪声信号、所述ε(K+1)为主站发射所述第二数据包以及从站接收所述第一数据包的第二时间测量噪声信号，所述Pa为从站用于接收相邻数据包的所述时间偏移差值信号，所述Pb为主站用于发送相邻数据包的所述主站发射时间差值信号，所述TM,TX(K)为主站发射所述第一数据包对应的第一发射时间信号，所述TM,TX(K+1)为主站发射第二数据包对应的第二发射时间信号。
在一种实施方式中，所述根据所述时间偏移差值信号和所述主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号通过如下公式计算：
β(K)≈Pa/Pb；
所述β(K)为时钟频率同步调整信号，所述Pa为所述时间偏移差值信号，所述Pb为所述主站发射时间差值信号。
在一种实施方式中，所述按照所述主站接收时间偏移信号，通过调整当前发射时间信号与主站保持同步的步骤包括：
对所述主站接收时钟时间偏移信号进行低通滤波；
对低通滤波后的所述主站接收时钟时间偏移信号逐步迭代量化使得所述主站接收时钟时间偏移信号趋于零；
按照趋于零的所述主站接收时钟时间偏移信号调整当前发射时间信号与主站保持时钟同步。
在一种实施方式中，所述按照所述时钟频率同步调整信号，通过调整当前时钟频率信号与主站保持同步的步骤还包括：
对所述时钟频率同步调整信号进行低通滤波；
按照低通滤波后的所述时钟频率同步调整信号调整当前时钟频率信号至标准时钟频率信号。
根据第三方面，本发明实施例还提供一种无线通信交互的时钟同步装置，用于主站，包括如下模块：
主站第一确定模块，用于分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号；
主站计算模块，用于计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号；
主站第二确定模块，用于确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间；
主站发送模块，用于向从站持续发送所述主站接收时钟时间偏移信号和所述主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步。
根据第四方面，本发明实施例还提供一种无线通信交互的时钟同步装置，用于从站，包括如下模块：
从站第一确定模块，用于确定从站接收主站发送相邻数据包的从站接收时间；
从站第二确定模块，用于根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号；
从站计算模块，用于根据所述时间偏移差值信号和所述主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号；
从站调整模块，用于按照所述时钟频率同步调整信号和所述主站接收时间偏移信号，通过调整当前时钟频率信号和当前发射时间信号与主站保持同步。
根据第五方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第二方面任一实施方式中所述的无线通信交互的时钟同步方法。
根据第六方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求第一方面或第二方面任一实施方式中所述的无线通信交互的时钟同步方法。
本发明实施例中公开一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备，用于主站，其中方法包括：其中方法，包括：分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号；计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号；确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间；向从站持续发送主站接收时钟时间偏移信号和主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步。本发明可以显著降低网络传输网络传输协议和网络使用成本，且有利于主站与从站之间的时钟同步。并且，因为主站不断向从站发送广播数据包，即使在丢包率高的情况下，仍然能够实现精确同步，鲁棒性较好，整体网络功耗较低。主站向从站发送主站接收时钟时间偏移信号，进而使得从站不断补偿本地当前发射时间信号，最终可以实现从站与主站保持同步，同时向从站发送相邻数据包的主站发射时间，可以使得从站调整当前时钟频率信号，当时钟同步满足一定指标时，可以启动分布式测量业务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中无线通信交互的时钟同步方法的第一流程图；
图2为本发明实施例中主站与从站之间数据交互的示意图；
图3为本发明实施例中无线通信交互的时钟同步方法的第二流程图；
图4为本发明实施例中无线通信交互的时钟同步方法的第三流程图；
图5为本发明实施例中在正符号情况下时钟同步质量指标量化示意图；
图6为本发明实施例中主站与从站进行数据交互的时钟同步框架图；
图7为本发明实施例中分布式电网测量***的结构示意图；
图8为本发明实施例中无线通信交互的时钟同步装置的第一结构框图；
图9为本发明实施例中无线通信交互的时钟同步装置的第二结构框图；
图10为本发明实施例中电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
随着可再生能源、电动汽车、电力电子设备以及电力线载波通信等在电网应用的不断普及和深入，为保证电网可靠运行和较优的电能质量面临新的挑战。需要采用先进的传感和物联网技术为电网运行和设备状态监测提供可靠的信息。及早识别异常和潜在的干扰源，并采取相应的措施消除隐患。
分布式多点测量和多相关参量分析是能检测异常和定位干扰源的电网状态检测的有效方式，为了支持分布式实现同步测量，即不同传感器节点之间需要时间同步。相关技术中，为了保证时钟数据传输同步，通常采用GPS卫星定位同步方式或北斗卫星定位同步方式，但是，该无线通信交互的时钟同步方式，其使用成本较高，且功耗较大。
实施例1
鉴于此，本发明实施例提供一种无线通信交互的时钟同步方法，用于主站，该主站(Master，简称M)，与若干个从站(Slave，简称S)组成无线通信网络。主站与若干个从站通过发射和接收射频信号进行数据交换。本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S11：分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号。
此处，从站数据包为从站在上行链路中发送至主站的数据包。在分布式测量***中，从站需不断上传测量数据至主站。主站目标接收时间信号为主站实际接收时间信号为TM,RX(L)。
主站与从站开始时钟同步前，可以假设从站和主站之间的距离为15km,得到射频信号传播时间初始估值为50μs，即主站与从站之间未知的通信传输时间信号τ此时为50μs，该τ为主站与一具体从站之间未知的通信传输时间，在主站与从站之间的距离确定时，是恒量。
在一种实施方式中，上述步骤S11确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号通过如下公式确定：
其中，为主站目标接收时间信号，/>为从站用于发射数据包的从站预测发射时间信号，τ(L)为通信传输预测时间信号。
同理，在一种实施方式中，上述步骤S11接收从站数据包的主站实际接收时间信号通过如下公式获取：
TM,RX(L)＝TS,TX(L)+Δξ(L)+τ+ε2(L)； (2)；
其中，TM,RX(L)为主站实际接收时间信号，TS,TX(L)为从站用于发射数据包的从站实际发射时间信号，Δξ(L)为主站用于接收从站数据包的实际接收时间偏移信号，τ为主站与从站之间的未知的通信传输时间信号，ε2(L)为主站接收时间测量噪声信号。
步骤S12：计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号。
因为主站实际接收时间信号易受主站接收噪声信号以及从站发射噪声信号的影响，显然，主站目标接收时间信号与从站实际接收时间信号之间存在一定时间偏移。
上述步骤S12计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号通过如下公式计算：
其中，ΔTUL(L)为主站接收时钟时间偏移信号，TM,RX(L)为主站实际接收时间信号，为主站目标接收时间信号。
另外，从站实际发射时间信号也易受从站发射噪声信号的影响，
把上述公式(3)与上述公式(1)、(2)分别代入公式(3)中得到如下公式：
其中，Δτ(L)＝τ-τ(L)是从站发射第L个上行数据包时的通信传输误差信号，ε1(L)+ε2(L)是从站发射时间测量噪声信号与主站接收时间测量噪声信号的和。显然，主站接收时钟时间偏移信号是由主站用于接收从站数据包的实际接收时间偏移信号Δξ(L)和通信传输误差信号Δτ(L)、从站发射时间测量噪声信号与主站接收时间测量噪声信号和ε1(L)+ε2(L)造成的。
步骤S13：确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间。
具体地，主站用于发送数据包至从站称为下行链路，从站发送数据包至主站称为上行链路。此处的相邻数据包为在下行链路中传输顺序相邻的数据包，例如：在下行链路中的K数据包与K+1数据包互为相邻数据包。
此处的主站发射时间为主站在本地产生的发射时间。例如：主站向从站发送K数据包的主站发射时间为TM,TX(K)，主站向从站送K+1数据包的主站发射时间为TM,TX(K+1)。例如：假设主站发送第K个下行数据包，主站测得K下行数据包的主站发射时间为TM,TX(K)，下标“M”标识为主站。
假设从站和主站的最大距离为15km,则射频信号最大传播时间为50μs，即主站与从站之间未知的通信传输时间信号τ此时为50μs，该τ为主站与一具体从站之间未知的通信传输时间，在主站与从站之间的距离确定时，是恒量。时钟频率频偏在这段时间里的时间偏移较小，会随着时钟频同步而不断精确。
如图2所示，主站发送下行数据包与从站发送下行数据包以及主站与从站之间未知的通信传输时间τ的示意图。主站在下行链路中发送K个数据包，其对应的时间偏移信号为ΔTDL(K)，主站在下行链路中发送K+1个数据包，其对应的时间偏移信号为ΔTDL(K+1)。
步骤S14：向从站持续发送主站接收时钟时间偏移信号和主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步。
向从站持续发送主站接收时钟时间偏移信号和主站发射时间，可以避免即使在丢包率高的情况下，仍然能够实现精确与主站保持同步，鲁棒性较好。
主站一直向从站反馈主站接收时钟时间偏移信号，使得从站根据该主站反馈的接收时钟时间偏移信号，不断补偿本地的从站当前发射时间信号，进而调整上行数据包的当前发射时钟时间，形成一个闭环控制，不断减小上行链路中数据包的接收时间误差，使得主站接收时钟时间偏移信号趋近于零。
同时，主站向从站持续发送相邻数据包的主站发射时间信号，使得从站确定时钟频率同步调整信号，进而调整从站本地时钟频率，最终可以避免位于不同距离位置的从站发送上行数据包出现信号重叠现象。
主站一直向从站反馈主站接收时钟时间偏移信号，使得从站根据该主站反馈的接收时钟时间偏移信号，不断补偿本地的当前发射时间信号，进而调整上行数据包的从站发射时钟时间，形成一个闭环控制，不断减小上行链路包接收时间误差，直到主站接收时钟时间偏移信号趋近于零。并且，因为主站持续向从站发送数据广播包，即使在丢包率高的情况下，仍然能够实现精确同步，鲁棒性较好。
在一种实施方式中，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，将主站接收时钟时间偏移信号和相邻数据包的主站发射时间加载在广播数据包中发送至从站。
主站利用在下行链路中的广播数据包(如帧头信标)广播信号发射时间(时戳)，时戳信号只需一个字节，最常见的如信标，一般在每个帧头(frame head)，用以广播网络信息，分配信道资源等。广播数据包中可以设为每个从站定制的小子包，用来给从站反馈信息。子包一般不超过2个字节。如反馈信息量大的话，主站可以设置单播包。在本实施方式中，将时钟信息(主站接收时钟时间偏移信号，主站发射时间信号)加载在广播数据包反馈给从站。主站只需在每个下行链路的广播数据包中附加一个字节的时钟信息信号，显然，对网络的通信资源占用很小，可以显著降低协议开销。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，主站计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号，并将其反馈给从站，进而使得从站不断补偿本地的从站当前发射时间信号，最终可以实现从站与主站保持同步，同时向从站发送相邻数据包的主站发射时间，可以使得从站调整当前时钟频率信号，当时钟同步满足一定指标时，可以启动分布式测量业务。因此，通过该方式基于主站与从站交互，可以降低协议开销，并且成本也较低，整体网络功耗也较低。
实施例2
基于相同构思，本发明实施例还提供一种无线通信交互的时钟同步方法，用于从站，该从站(Slave，简称S)，在无线网络中，从站为若干个，这若干个从站与主站(Master，简称M)组成无线通信网络。主站与若干个从站通过发射和接收射频信号进行数据交换。主站与若干个从站通过发射和接收射频信号进行数据交换。本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，如图3所示，包括如下步骤：
步骤S31：分别接收主站发射时间和主站接收时钟时间偏移信号。
此处的主站发射时间为主站发送相邻数据包的主站发射时间，例如：主站向从站发送K数据包的主站发射时间为TM,TX(K)，主站向从站送K+1数据包的主站发射时间为TM,TX(K+1)。此处的主站接收时钟时间偏移信号为ΔTUL(L)。
步骤S32：确定从站接收主站发送相邻数据包的从站接收时间。
从站测得下行数据包接收时间为TS,RX(K)，”S”标从站，下标”RX”标识接收，此处的从站接收时间TS,RX(K)为从站在本地所产生的接收时间。在图2中，主站发送下行数据包与从站发送下行数据包以及主站与从站之间的通信传输时间τ的示意图。主站在下行链路中发送K个数据包，其对应的时间偏移信号为ΔTDL(K)，主站在下行链路中发送K+1个数据包，其对应的时间偏移信号为ΔTDL(K+1)。
步骤S33：根据主站发射时间和从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号。
上述步骤S33根据主站发射时间和从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号通过如下公式确定：
ΔTDL(K)＝TS,RX(K)-TM,TX(K)； (6)；
ΔTDL(K)＝Δξ(K)+τ+ε(K)； (7)；
ΔTDL(K+1)＝TS,RX(K+1)-TM,TX(K+1)； (8)；
ΔTDL(K+1)＝Δξ(K+1)+τ+ε(K+1)； (9)；
ΔTDL(K+1)-ΔTDL(K)＝Pa； (10)；
TM,TX(K+1)-TM,TX(K)＝Pb； (11)；
其中，TM,TX(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间，TS,RX(K)为从站接收第一数据包的从站接收时间，TM,TX(K+1)为主站发送第二数据包的主站发射时间，TS,RX(K+1)为从站接收第二数据包的从站接收时间；ΔTDL(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间与从站接收第一数据包的从站接收时间之间的第一时间偏移信号，ΔTDL(K+1)为主站发送第二数据包的主站发射时间与从站接收第二数据包的从站接收时间之间的第二时间偏移信号，第二数据包与第一数据包互为相邻数据包，Δξ(K)为第一数据包对应的第一实际发射时间偏移信号、Δξ(K+1)为第二数据包对应的第二实际发射时间偏移信号，τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号、ε(K)为主站发射第一数据包以及从站接收第一数据包的第一时间测量噪声信号、ε(K+1)为主站发射第二数据包以及从站接收第一数据包的第二时间测量噪声信号，Pa为从站用于接收相邻数据包的时间偏移差值信号，Pb为主站用于发送相邻数据包的主站发射时间差值信号，TM,TX(K)为主站发射第一数据包对应的第一发射时间信号，TM,TX(K+1)为主站发射第二数据包对应的第二发射时间信号。
步骤34：根据时间偏移差值信号和主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号。
运用上述公式(6)-公式(11)，可以进一步得到如下公式(12)，此处的时钟频率同步调整信号可以用β(K)表示，通过该β(K)可以用来调整主站本地时钟频率。
在一种实施方式中，上述步骤S34根据时间偏移差值信号和主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号通过如下公式计算：
β(K)≈Pa/Pb；(12)；
β(K)为时钟频率同步调整信号，Pa为时间偏移差值信号，Pb为主站发射时间差值信号。从站通过β(K)来调整本地时钟频率，最终达到和主站时钟频率的同步。
其中，时间偏移差值信信号Pb由实际发射时间偏移信号Δξ(K)和Δξ(K+1)，通信传输时间信号τ以及主站发射噪声信号因素ε(K)和ε(K+1)造成。其中，实际发射时间偏移信号Δξ(K)和Δξ(K+1)是由主站和从站因时钟频偏累计而成。
步骤S35：按照时钟频率同步调整信号和主站接收时间偏移信号，通过调整当前时钟频率信号和当前发射时间信号与主站保持同步。
此处的时钟频率同步调整信号可以调整从站本地的时钟频率至标准时钟频率，以确保从站本地的时钟频率足够精确，最终达到和主站时钟频率的同步。此处的接收时间偏移信号为ΔTUL，从站根据主站接收时钟时间偏移信号，不断补偿本地的从站当前发射时间信号，进而调整上行数据包的从站发射时钟时间，形成一个闭环控制，不断减小上行链路包接收时间误差，使得主站接收时钟时间偏移信号趋近于零，最终达到与主站保持同步。
如图4所示，上述步骤S35按照主站接收时间偏移信号，通过调整当前发射时间信号与主站保持同步通过如下步骤确定：
步骤S351：对主站接收时钟时间偏移信号进行低通滤波。
对主站接收时钟时间偏移信号进行低通滤波，可以有效降低噪声对时钟同步精度的影响
步骤S352：对低通滤波后的主站接收时钟时间偏移信号逐步迭代量化使得主站接收时钟时间偏移信号趋于零。
根据规格要求，为了实现对主站接收时钟时间偏移信号的低通滤波，无线网络节点一次发射最长不能超过一秒钟。假设，时钟分辨率为1ns。因此主站接收时钟时间偏移信号ΔTUL(L)在0.5ns和0.5s区间内，如采用线性量化，共有0.5s/0.5ns＝109个值，需要30比特表示，协议开销不容忽略。主站与从站同步的目的是通过逐步迭代量化，最终使主站接收时钟时间偏移信号ΔTUL(L)趋于零。主站与从站同步前，ΔTUL(L)较大，可用大颗粒度去量化，当ΔTUL(L)变小且趋于零时，量化精度细。
ΔTUL＝(-1)b0*2(-s)ns； (13)；
表1
上述表1为6比特时钟同步质量指标量化。而如图5所示是在正符号情况下时钟同步质量指标量化示意图。主站需给每个上行数据包反馈主站接收时钟时间偏移信号ΔTUL。由于仅需6比特数据，主站可利用上述的广播数据包中设有为每个从站定制的小子包，给从站反馈ΔTUL。
步骤S353：按照趋于零的主站接收时钟时间偏移信号调整当前发射时间信号与主站保持时钟同步。
在主站与从站同步的初始化阶段，从站根据时钟频率同步调整信号调整本地时钟频率。同时，从站还接收主站反馈的主站接收时钟时间偏移信号，该主站接收时钟时间偏移信号在同步过程中不断更新，最终使得主站接收时钟时间偏移信号趋于零。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，实现了从站之间的时钟精确分布，并且主站与从站之间进行上下行数据包交互，不需定义特定的时钟同步协议和数据包，也无需变更时分多址TDMA架构和协议，信息交互相当方便。从站根据主站反馈的主站接收时钟时间偏移信号，可以实现调整当前发射时间信号，无需向主站反馈任何信息，有助于降低协议开销。
在另一种实施方式中，上述步骤S35按照时钟频率同步调整信号，通过调整当前时钟频率信号与主站保持同步通过如下步骤确定：
第一步：对时钟频率同步调整信号进行低通滤波。
因为时钟频率同步调整信号β(K)的可靠性易受主站发射数据包的第一时间测量噪声ε(K)和第二时间测量噪声ε(K+1)的影响，最终会影响从站调整本地时钟频率的精确性，因此，通过对时钟频率同步调整信号进行低通滤波，确保时钟频率信号的精确性。
第二步：按照低通滤波后的时钟频率同步调整信号调整当前时钟频率信号至标准时钟频率信号。
例如：标准时钟频率信号为45Hz，而时钟频率同步调整信号的当前频率为44.8Hz，将44.8Hz的时钟频率信号调整至45Hz。
因此，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，从站基于时钟频率同步调整信号，调整本地的当前时钟频率信号至标准时钟频率信号，该标准时钟频率信号作为从站的参考时钟频率信号，通过该标准时钟频率信号调整本地时钟频率，有利于从站同步于主站的时钟频率信号。
具体地，为了更好地利用信道资源，避免随机信道冲撞，本发明实施例基于时分多址(TDMA)信道访问和资源分配MAC(Medium Access Control)协议。信道在时域上划分为TDMA帧(frame)，每帧再分为若干个时隙(slot)。主站预先分配时隙资源的使用。主站利用下行链路中的广播数据包和从站进行信息交互，同时从站通过调整本地时钟频率分时隙与主站进行信息交互。从站根据主站反馈的接收时钟时间偏移信号，不断调整本地的从站当前发射时间信号进而实现与主站保持同步，可以避免位于不同距离位置的从站发送上行数据包出现信号重叠现象。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法，实现了从站之间的时钟精确分布，并且主站与从站之间进行上下行数据包交互，不需定义特定的时钟同步协议和数据包，也无需变更时分多址TDMA架构和协议，信息交互相当方便。从站根据主站反馈的标准时钟频率信号和主站接收时钟时间偏移信号，可以实现调整本地时钟频率以及从站当前发射时间信号，无需向主站反馈任何信息，有助于降低协议开销，且有助于降低整体网络功耗和网络使用成本。
如图6所示，为主站与从站进行数据交互的时钟同步框架图。其中，1为外部时钟源，2为带射频接口的主站，3为带射频接口的从站，4为射频接收器，5为控制器，6为时钟模块，7为本地振荡器，8为时钟校正单元，9为配置，10为修正后的时钟时间，11为数据和配置交互，12为发射数据包事件，13为接收数据包事件，14为时间戳单元，15为基于时钟的传输开始。
如图7所示，通过本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步方法测量分布式电网测量***，其包括主站以及与该主站交互的若干个从站，从站需不断向主站上传测量数据。在图7中，根据时分多址TDMA架构主站预先分配上行数据包时隙给各从站。从站根据主站反馈的接收时钟时间偏移信号，从站不断调整本地的从站当前发射时间信号进而实现与主站保持同步。可以避免位于不同距离位置的从站发送上行数据包出现信号重叠现象。因此，通过该方式基于主站与从站交互，可以降低协议开销，并且成本也较低，整体网络功耗也较低。
实施例3
基于相同构思，本发明实施例还提供一种无线通信交互的时钟同步装置，用于主站，如图8所示，包括如下模块：
主站第一确定模块81，用于分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号。
主站计算模块82，用于计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号。
主站第二确定模块83，用于确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间。
主站发送模块84，用于向从站持续发送主站接收时钟时间偏移信号和主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步。
在一种实施方式中，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，主站第一确定模块81确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号通过如下公式确定：
其中，为主站目标接收时间信号，/>为从站用于发射数据包的从站预测发射时间信号，τ(L)为通信传输预测时间信号。
在一种实施方式中，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，主站第一确定模块81确定接收从站数据包的主站实际接收时间信号通过如下公式获取：
TM,RX(L)＝TS,TX(L)+Δξ(L)+τ+ε2(L)； (2)；
其中，TM,RX(L)为主站实际接收时间信号，TS,TX(L)为从站用于发射数据包的从站实际发射时间信号，Δξ(L)为主站用于接收从站数据包的实际接收时间偏移信号，τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号，ε2(L)为主站接收时间测量噪声信号。
在一种实施方式中，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，主站计算模块82计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号通过如下公式计算：
其中，ΔTUL(L)为主站接收时钟时间偏移信号，TM,RX(L)为主站实际接收时间信号，为主站目标接收时间信号。
在一种实施方式中，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，将主站接收时钟时间偏移信号、主站发射时间信号加载在广播数据包中发送至从站。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，主站计算主站目标接收时间信号与主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号，并将其反馈给从站，进而使得从站不断补偿本地的从站当前发射时间信号，最终可以实现从站与主站保持同步，同时向从站发送相邻数据包的主站发射时间，可以使得从站调整当前时钟频率信号，当时钟同步满足一定指标时，可以启动分布式测量业务。因此，通过该方式基于主站与从站交互，可以降低协议开销，并且成本也较低，整体网络功耗也较低。
实施例4
本发明实施例还提供一种无线通信交互的时钟同步装置，用于从站，如图9所示，包括如下模块：
从站接收模块91，用于分别接收主站发射时间和主站接收时钟时间偏移信号。
从站第一确定模块92，用于确定从站接收主站发送相邻数据包的从站接收时间。
从站第二确定模块93，用于根据主站发射时间和从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号。
从站计算模块94，用于根据时间偏移差值信号和主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号。
从站调整模块95，用于按照时钟频率同步调整信号和主站接收时间偏移信号，通过调整当前时钟频率信号和当前发射时间信号与主站保持同步。
在一种实施方式中，本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，从站接收模块91根据主站发射时间和从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号通过如下公式确定：
ΔTDL(K)＝TS,RX(K)-TM,TX(K)； (6)；
ΔTDL(K)＝Δξ(K)+τ+ε(K)； (7)；
ΔTDL(K+1)＝TS,RX(K+1)-TM,TX(K+1)； (8)；
ΔTDL(K+1)＝Δξ(K+1)+τ+ε(K+1)； (9)；
ΔTDL(K+1)-ΔTDL(K)＝Pa； (10)；
TM,TX(K+1)-TM,TX(K)＝Pb； (11)；
其中，TM,TX(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间，TS,RX(K)为从站接收第一数据包的从站接收时间，TM,TX(K+1)为主站发送第二数据包的主站发射时间，TS,RX(K+1)为从站接收第二数据包的从站接收时间；ΔTDL(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间与从站接收第一数据包的从站接收时间之间的第一时间偏移信号，ΔTDL(K+1)为主站发送第二数据包的主站发射时间与从站接收第二数据包的从站接收时间之间的第二时间偏移信号，第二数据包与第一数据包互为相邻数据包，Δξ(K)为第一数据包对应的第一实际发射时间偏移信号、Δξ(K+1)为第二数据包对应的第二实际发射时间偏移信号，τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号、ε(K)为主站发射第一数据包以及从站接收第一数据包的第一时间测量噪声信号、ε(K+1)为主站发射第二数据包以及从站接收第一数据包的第二时间测量噪声信号，Pa为从站用于接收相邻数据包的时间偏移差值信号，Pb为主站用于发送相邻数据包的主站发射时间差值信号，TM,TX(K)为主站发射第一数据包对应的第一发射时间信号，TM,TX(K+1)为主站发射第二数据包对应的第二发射时间信号。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，从站计算模块94根据时间偏移差值信号和主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号通过如下公式计算：
β(K)≈Pa/Pb；
β(K)为时钟频率同步调整信号，Pa为时间偏移差值信号，Pb为主站发射时间差值信号。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，从站调整模块95包括：
第一滤波子模块，用于对主站接收时钟时间偏移信号进行低通滤波。
迭代子模块，用于对低通滤波后的主站接收时钟时间偏移信号逐步迭代量化使得主站接收时钟时间偏移信号趋于零。
时间调整子模块，用于按照趋于零的主站接收时钟时间偏移信号调整当前发射时间信号与主站保持时钟同步。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，从站调整模块95还包括：
第二滤波子模块，用于对时钟频率同步调整信号进行低通滤波；
频率调整子模块，用于按照低通滤波后的时钟频率同步调整信号调整当前时钟频率信号至标准时钟频率信号。
本发明实施例中的无线通信交互的时钟同步装置，实现了从站之间的时钟精确分布，并且主站与从站之间进行上下行数据包交互，不需定义特定的时钟同步协议和数据包，也无需变更时分多址TDMA架构和协议，信息交互相当方便。从站根据主站反馈主站接收时钟时间偏移信号和相邻数据包的主站发射时间，可以实现调整本地时钟频率以及当前发射时间信号，无需向主站反馈任何信息。因此，通过该方式基于主站与从站交互，可以降低协议开销，并且成本也较低，整体网络功耗也较低。
实施例5
基于相同构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图10所示，该电子设备可以包括处理器121、存储器122，其中处理器121、存储器122可以通过总线或者其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。
处理器121可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器121还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器122作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器121通过运行存储在存储器122中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的无线通信交互的时钟同步方法。
存储器122可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器121所创建的数据等。此外，存储器122可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器122可选包括相对于处理器121远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器121。上述网络的实例包括但不限于电网、互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器122中，当被所述处理器121执行时，执行附图中所示实施例中的无线通信交互的时钟同步方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅附图所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，用于主站，包括如下步骤：
分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号；
计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号；
确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间；
向从站持续发送所述主站接收时钟时间偏移信号和所述主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步；所述计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号通过如下公式计算：
其中，所述ΔTUL(L)为所述主站接收时钟时间偏移信号，所述TM,RX(L)为所述主站实际接收时间信号，所述为所述主站目标接收时间信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，所述确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号通过如下公式确定：
其中，所述为所述主站目标接收时间信号，/>为从站用于发射数据包的从站预测发射时间信号，τ(L)为通信传输预测时间信号。
3.根据权利要求1所述的无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，所述确定接收从站数据包的主站实际接收时间信号通过如下公式获取：
TM,RX(L)＝TS,TX(L)+Δξ(L)+τ+ε2(L)；
其中，所述TM,RX(L)为所述主站实际接收时间信号，所述TS,TX(L)为从站用于发射数据包的从站实际发射时间信号，所述Δξ(L)为主站用于接收从站数据包的实际接收时间偏移信号，所述τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号，所述ε2(L)为所述主站接收时间测量信号。
4.根据权利要求1至3任一项所述的无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，将所述主站接收时钟时间偏移信号和所述相邻数据包的主站发射时间加载在广播数据包中发送至从站。
5.一种无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，用于从站，包括如下步骤：
分别接收主站发射时间和主站接收时钟时间偏移信号；
确定从站接收主站发送相邻数据包的从站接收时间；
根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号；
根据所述时间偏移差值信号和所述主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号；
按照所述时钟频率同步调整信号和所述主站接收时间偏移信号，通过调整当前时钟频率信号和当前发射时间信号与主站保持同步；
所述根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号通过如下公式确定：
ΔTDL(K)＝TS,RX(K)-TM,TX(K)；
ΔTDL(K)＝Δξ(K)+τ+ε(K)；
ΔTDL(K+1)＝TS,RX(K+1)-TM,TX(K+1)；
ΔTDL(K+1)＝Δξ(K+1)+τ+ε(K+1)；
ΔTDL(K+1)-ΔTDL(K)＝Pa；
TM,TX(K+1)-TM,TX(K)＝Pb；
其中，所述TM,TX(K)为主站发送第一数据包的所述主站发射时间，所述TS,RX(K)为从站接收第一数据包的所述从站接收时间，所述TM,TX(K+1)为主站发送第二数据包的所述主站发射时间，所述TS,RX(K+1)为从站接收第二数据包的所述从站接收时间；所述ΔTDL(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间与从站接收第一数据包的所述从站接收时间之间的第一时间偏移信号，所述ΔTDL(K+1)为主站发送第二数据包的所述主站发射时间与从站接收第二数据包的所述从站接收时间之间的第二时间偏移信号，所述第二数据包与所述第一数据包互为所述相邻数据包，所述Δξ(K)为所述第一数据包对应的第一实际发射时间偏移信号、所述Δξ(K+1)为所述第二数据包对应的第二实际发射时间偏移信号，所述τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号、所述ε(K)为主站发射所述第一数据包以及从站接收所述第一数据包的第一时间测量噪声信号、所述ε(K+1)为主站发射所述第二数据包以及从站接收所述第一数据包的第二时间测量噪声信号，所述Pa为从站用于接收相邻数据包的所述时间偏移差值信号，所述Pb为主站用于发送相邻数据包的所述主站发射时间差值信号，所述TM,TX(K)为主站发射所述第一数据包对应的第一发射时间信号，所述TM,TX(K+1)为主站发射第二数据包对应的第二发射时间信号。
6.根据权利要求5所述的无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，所述根据所述时间偏移差值信号和所述主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号通过如下公式计算：
β(K)≈Pa/Pb；
所述β(K)为时钟频率同步调整信号，所述Pa为所述时间偏移差值信号，所述Pb为所述主站发射时间差值信号。
7.根据权利要求5所述的无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，所述按照所述主站接收时间偏移信号，通过调整当前发射时间信号与主站保持同步的步骤包括：
对所述主站接收时钟时间偏移信号进行低通滤波；
对低通滤波后的所述主站接收时钟时间偏移信号逐步迭代量化使得所述主站接收时钟时间偏移信号趋于零；
按照趋于零的所述主站接收时钟时间偏移信号调整当前发射时间信号与主站保持时钟同步。
8.根据权利要求5所述的无线通信交互的时钟同步方法，其特征在于，所述按照所述时钟频率同步调整信号，通过调整当前时钟频率信号与主站保持同步的步骤还包括：
对所述时钟频率同步调整信号进行低通滤波；
按照低通滤波后的所述时钟频率同步调整信号调整当前时钟频率信号至标准时钟频率信号。
9.一种无线通信交互的时钟同步装置，其特征在于，用于主站，包括如下模块：
主站第一确定模块，用于分别确定接收从站数据包的主站目标接收时间信号和主站实际接收时间信号；
主站计算模块，用于计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号；
主站第二确定模块，用于确定向从站发送相邻数据包的主站发射时间；
主站发送模块，用于向从站持续发送所述主站接收时钟时间偏移信号和所述主站发射时间，使得从站调整当前发射时间信号和当前时钟频率信号，进而与主站保持时钟同步；所述计算所述主站目标接收时间信号与所述主站实际接收时间信号之间的差值信号得到主站接收时钟时间偏移信号通过如下公式计算：
其中，所述ΔTUL(L)为所述主站接收时钟时间偏移信号，所述TM,RX(L)为所述主站实际接收时间信号，所述为所述主站目标接收时间信号。
10.一种无线通信交互的时钟同步装置，其特征在于，用于从站，包括如下模块：
从站接收模块，用于分别接收主站发射时间和主站接收时钟时间偏移信号；
从站第一确定模块，用于确定从站接收主站发送相邻数据包的从站接收时间；
从站第二确定模块，用于根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号；
从站计算模块，用于根据所述时间偏移差值信号和所述主站发射时间差值信号，计算时钟频率同步调整信号；
从站调整模块，用于按照所述时钟频率同步调整信号和所述主站接收时间偏移信号，通过调整当前时钟频率信号和当前发射时间信号与主站保持同步；所述根据所述主站发射时间和所述从站接收时间，确定接收相邻数据包的时间偏移差值信号和主站发送相邻数据包的主站发射时间差值信号通过如下公式确定：
ΔTDL(K)＝TS,RX(K)-TM,TX(K)；
ΔTDL(K)＝Δξ(K)+τ+ε(K)；
ΔTDL(K+1)＝TS,RX(K+1)-TM,TX(K+1)；
ΔTDL(K+1)＝Δξ(K+1)+τ+ε(K+1)；
ΔTDL(K+1)-ΔTDL(K)＝Pa；
TM,TX(K+1)-TM,TX(K)＝Pb；
其中，所述TM,TX(K)为主站发送第一数据包的所述主站发射时间，所述TS,RX(K)为从站接收第一数据包的所述从站接收时间，所述TM,TX(K+1)为主站发送第二数据包的所述主站发射时间，所述TS,RX(K+1)为从站接收第二数据包的所述从站接收时间；所述ΔTDL(K)为主站发送第一数据包的主站发射时间与从站接收第一数据包的所述从站接收时间之间的第一时间偏移信号，所述ΔTDL(K+1)为主站发送第二数据包的所述主站发射时间与从站接收第二数据包的所述从站接收时间之间的第二时间偏移信号，所述第二数据包与所述第一数据包互为所述相邻数据包，所述Δξ(K)为所述第一数据包对应的第一实际发射时间偏移信号、所述Δξ(K+1)为所述第二数据包对应的第二实际发射时间偏移信号，所述τ为主站与从站之间未知的通信传输时间信号、所述ε(K)为主站发射所述第一数据包以及从站接收所述第一数据包的第一时间测量噪声信号、所述ε(K+1)为主站发射所述第二数据包以及从站接收所述第一数据包的第二时间测量噪声信号，所述Pa为从站用于接收相邻数据包的所述时间偏移差值信号，所述Pb为主站用于发送相邻数据包的所述主站发射时间差值信号，所述TM,TX(K)为主站发射所述第一数据包对应的第一发射时间信号，所述TM,TX(K+1)为主站发射第二数据包对应的第二发射时间信号。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至8中任一项所述的无线通信交互的时钟同步方法。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至8中任一项所述的无线通信交互的时钟同步方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111016202.1A CN113840370B (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111016202.1A CN113840370B (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113840370A CN113840370A (zh) | 2021-12-24 |
| CN113840370B true CN113840370B (zh) | 2023-10-13 |
Family
ID=78961892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111016202.1A Active CN113840370B (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113840370B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010091590A1 (zh) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | 华为技术有限公司 | 实现基站时钟同步的方法及装置 |
| CN101902292A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-12-01 | 西安大唐电信有限公司 | 一种基于光传输网络的utc高精度时间同步方法 |
| CN104581923A (zh) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | 上海无线通信研究中心 | 通过无线链路传输精确时间信息的方法 |
| CN106413075A (zh) * | 2015-08-03 | 2017-02-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种时钟同步的方法和***、端站 |
| CN107483137A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-15 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 多站高精度时间频率同步方法 |
| CN111342888A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-26 | 桂林电子科技大学 | 一种无线反馈式伪卫星***时间同步方法和*** |
| CN111817810A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-10-23 | 上海橙群微电子有限公司 | 时钟同步方法及无线网络设备、可读存储介质 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7558294B2 (en) * | 2005-07-27 | 2009-07-07 | Intellon Corporation | Time synchronization in a network |
-
2021
- 2021-08-31 CN CN202111016202.1A patent/CN113840370B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010091590A1 (zh) * | 2009-02-12 | 2010-08-19 | 华为技术有限公司 | 实现基站时钟同步的方法及装置 |
| CN101902292A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-12-01 | 西安大唐电信有限公司 | 一种基于光传输网络的utc高精度时间同步方法 |
| CN104581923A (zh) * | 2013-10-25 | 2015-04-29 | 上海无线通信研究中心 | 通过无线链路传输精确时间信息的方法 |
| CN106413075A (zh) * | 2015-08-03 | 2017-02-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种时钟同步的方法和***、端站 |
| CN107483137A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-15 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 多站高精度时间频率同步方法 |
| CN111342888A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-26 | 桂林电子科技大学 | 一种无线反馈式伪卫星***时间同步方法和*** |
| CN111817810A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-10-23 | 上海橙群微电子有限公司 | 时钟同步方法及无线网络设备、可读存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113840370A (zh) | 2021-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11006378B2 (en) | Synchronizing clocks in a wireless system | |
| TWI395500B (zh) | 在用戶站中進行上行鏈路訊框同步化之方法及設備 | |
| US10827546B2 (en) | Time synchronization for multi-link D2D and cellular communication | |
| CN108476483B (zh) | 在蜂窝网络中工作的基站、操作基站的方法、存储介质 | |
| RU2546545C2 (ru) | Способ и устройство в системе беспроводной связи | |
| US9900795B2 (en) | Wireless base station that determines frequency error | |
| CN108463959B (zh) | 用于将无线电接口帧定时参考进行对准的方法和设备 | |
| US7480515B2 (en) | Synchronization of media access control (MAC) superframes | |
| EP2127152B1 (en) | A method for enhanced performance in a cellular wireless tdd system | |
| US7778233B2 (en) | Time synchronizing apparatus for mobile WiMAX analyzer | |
| EP3603325B1 (en) | Remote radio head equipped with user equipment terminal capability | |
| US20120063447A1 (en) | Node in a wireless system and method for time and frequency synchronizing nodes in a wireless system | |
| CN110662284B (zh) | 修正时间信息的方法和装置 | |
| CN109891957A (zh) | Ue补偿的定时提前 | |
| CN107852684B (zh) | 在通信网络中设置时间基准 | |
| US7941166B2 (en) | Method for synchronizing a radio communication system divided into radio cells | |
| CN116318506A (zh) | 一种航天器内部无线时间敏感网络时钟同步方法 | |
| CN113840370B (zh) | 一种无线通信交互的时钟同步方法、装置及电子设备 | |
| US11997628B2 (en) | Advanced frequency synchronization in a mobile integrated access backhaul deployment | |
| CN103596196A (zh) | 一种多接入点校准方法及装置 | |
| EP3437216B1 (en) | Methods and systems for estimating offset and skew using linear programming | |
| KR101642441B1 (ko) | 정밀 시간 프로토콜을 위한 필터링 장치 및 방법 | |
| WO2023046302A1 (en) | Apparatus, methods, and computer programs for propagation delay determination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |