CN102056283A - 移动通信系统中时间同步的方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信系统中时间同步的方法、系统及装置。该方法，为：基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。本发明不要求终端具备GPS功能，也不需要增加或更改终端与NTP服务器进行交互的流程，任何接入系统的终端均可获得系统时间并进行时间同步；也不存在NTP系统崩溃导致终端无法获得系统时间进而无法完成时间同步的问题，使得终端能够可靠、简便的获得系统统时间并实现与系统时间的同步。

Description

移动通信系统中时间同步的方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种移动通信系统中时间同步方法、系统和设备。

背景技术

在长期演进(LTE)系统中，已经开始讨论怎么减少运营商在组网和网络优化时的工作量，因此引入了自优化网络(self-Optimization network，SON)项目和最小化驱动测试(minimization drive test，MDT)项目。

LTE中MDT的思想是终端(UE)上报相关的测量信息，或将对应失败的失败事件记录下来然后上报给网络侧。在记录测量信息和失败事件时UE也需要将这时的时间保存下来，然后一起携带上去，用来辅助网络做网络优化。

目前UE测量量包括：周期下行导频测量(Periodical downlink pilot measurements)、业务小区变得比设定门限差(Serving Cell becomes worse than threshold)、PHR变得比设定门限差(Transmit power headroom becomes less than threshold)、随机接入失败(Random access failure)、寻呼信道接收失败(Paging Channel Failure)、广播信道接收失败(Broadcast Channel failure)。

在上述六项UE测量量中，只有第4项不需要上报事件的时间信息，其他5项都需要上报事件的时间信息。

比如，UE对第一项周期下行导频测量(Periodical downlink pilot measurements)的上报，需要上报的参数参见表1所示。从表1中，可以看出需要上报时间信息，UE和网络侧一致的时间信息对MDT十分重要，目前可以使UE和网络侧的时间保证一致的方法具体有以下两种：

第一种：采用通过全球定位系统(GPS)方式同步。

采用GPS校准，具有GPS功能的UE可以接收GPS上的时间信号，通过这个时间校准保证UE的时间和网络侧维护一致。

第二种：采用时间服务器同步。

表1

在采用时间服务器同步时，是直接利用终端和时间服务器通过应用层协议进行交互获取时间信息。当满足特定条件(如客户端启动等)，终端向网络侧的NTP服务器发起时间请求，提取响应消息中的时间信息，并根据本地定时器提供的时间增量，保证终端时间与网络侧时间的基本一致。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：

采用GPS校准有两个问题：

第一：GPS不是对UE的必须要求，不具有GPS功能的UE无法采用GPS方法校准时间；

第二：即使UE具有GPS功能也不能保证UE一定能接收到GPS上的时间信号，比如UE在室内就很难接收到卫星信号。

采用时间服务器方式存在如下一些缺点：

由于新增终端和网络的交互环节，需要制定完整的终端与NTP服务器进行交互的流程；网络时间协议(NTP)服务器在满足网络侧时间同步需求的基础上，还会面向终端，由于终端数目庞大，如果大量终端都需要经常和服务器进行通信，对服务器的冲击大，如果同一时间内要求接入的用户和网络测设备(比如基站)过多甚至可能导致NTP系统崩溃；可扩展性较弱，如果后续采用非NTP服务器提供时间信息，则终端和相应流程都需进行修改；鲁棒性较差，时间服务器的可靠性会成为整个网络可靠性的瓶颈，一旦服务器由于用户数目的增多而崩溃，则其他网络测设备也无法获得时间同步。

发明内容

本发明提供一种移动通信系统中时间同步的方法、系统及装置，可以提供一种可靠的、简便的终端获取系统时间并利用该系统时间进行时间校准的方案。

本发明实施例提供的一种移动通信系统中时间同步的方法，包括：

基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

本发明实施例提供的一种移动通信系统中时间同步的装置，包括：

时间获取单元，用于获取本基站所在通信系统的系统时间；

发送单元，用于发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

本发明实施例提供的一种移动通信系统中时间同步的方法，包括：

终端接收含有系统时间信息的系统广播消息；

根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

本发明实施例提供的一种移动通信系统中时间同步的装置，包括：

接收单元，用于接收含有系统时间信息的系统广播消息；

时间同步单元，用于根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

本发明实施例提供的时间同步的系统，包括：

基站，用于发送含有系统时间信息的系统广播消息；

终端，用于接收含有系统时间信息的系统广播消息，根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

本发明实施例中，基站通过PDSCH向终端发送含有系统时间信息的系统广播消息，终端获得系统时间信息后，根据该系统时间信息对终端本地时间进行校准，并且校准后终端本地时间与系统时间保持同步。可见，本发明实施例不要求终端具备GPS功能，也不需要增加或更改终端与NTP服务器进行交互的流程，任何接入系统的终端均可获得系统时间并进行时间同步；也不存在NTP系统崩溃导致终端无法获得系统时间进而无法完成时间同步的问题，使得终端能够可靠、简便的获得系统统时间并实现与系统时间的同步。

附图说明

图1为以基站侧为例本发明实施例实现移动通信系统中时间同步的方法的流程示意图；

图2为在终端侧为例，本发明实施例的移动通信系统中时间同步的方法的流程示意图；

图3为系统下发系统时间信息为相对与SFN的相对时间的示意图；

图4为本发明实施例的时间同步的系统的结构示意图；

图5为本发明实施例的基站侧的装置的结构示意图；

图6为本发明实施例的终端侧的装置的结构示意图。

具体实施方式

为提供一种可靠的、简便的终端获取系统时间并利用该系统时间进行时间校准，本发明实施例中，基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

参见图1所示，以基站侧为例，本发明实施例实现移动通信系统中时间同步的方法包括以下步骤：

步骤101：基站获取当前系统时间信息。

步骤102：基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

所述系统广播消息包括一个以上系统信息块(SIB)，则基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，包括：基站通过PDSCH发送含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

该方法可以进一步包括：基站向终端发送系统广播消息改变的通知，所述系统广播消息改变的通知用于提供给终端确认系统广播消息改变并获取系统广播消息。

所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

所述系统时间信息可以为携带系统时间的具体子帧的时间信息，也可以为相对于系统帧号(SFN)的时间信息。

参见图2所示，在终端侧为例，本发明实施例的移动通信系统中时间同步的方法，包括以下步骤：

步骤201：终端接收含有系统时间信息的系统广播消息。

如果系统广播消息包括一个以上系统信息块，终端接收含有系统时间信息的系统广播消息的步骤可以这样实现：通过物理下行共享信道PDSCH接收含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

而且，终端接收到基站发送的系统广播消息改变的通知后，并确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从接收到的系统广播消息中获取系统时间信息。

终端周期检测并接收系统广播消息，如果确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从所述系统广播消息中获取。

所述系统广播消息改变的通知可以为寻呼消息，可以为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，还可以为非系统广播消息中的标签值。

所述系统时间信息可以为携带系统时间的具体子帧的时间信息，也可以为相对于SFN的时间信息。

步骤202：根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

下面结合具体实施方式进一步详细描述本发明的技术方案。

需要说明的是，本实施例中，网络侧下发的系统时间信息是用于提供给终端和网络设备同步用的，不等同于手机上面对用户的应用层时间信息和时钟。当然可以利用这个时间同时校准终端用户应用层的时间。

在LTE中系统信息包括主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)，其中MIB在物理信道PBCH(Physical broadcast channel)为物理广播信道上传输。而SIB同通过PDCCH(Physical downlink control channel)为物理下行控制信道调度在PDSCH上传输。

其中SIB目前至少有9个，而且还可能继续增加，比如MBMS专有的SIB。

表2

系统信息有修改周期参数，系统信息的更新只能发生在系统信息的修改周期边界。

系统信息更新有两种方式。

(1)通过寻呼(paging)消息通知系统消息改变。Idle和连接状态的UE通过监听Paging消息了解系统信息改变。

(2)UE周期性检测标签值(Value_tag)值，每次系统信息改变，位于SIB1中的Value_tag值增加一。如果UE发现Value_tag的值有变化则可以判断系统信息改变。Value_tag用3比特表示。

方式一：新增SIBy，系统信息改变通知机制不变。

通过新增一个SIBy携带系统时间。对这个SIBy的调度信息同样可以承载在SIB1中。当然也可以放在固定位置。比如SFN＝0的某子帧。

这个系统时间可以是携带系统时间的具体子帧的时间，也可以是相对与某个SFN相对时间。时间颗粒度可以为10ms，当然也可以精确到1ms。

如图3所示，假设系统广播修改周期为10.24s。携带时间的新SIBy在修改周期内发送两次。

假设网络侧时间分别在SFN＝0无线帧携带的第0个子帧，和SFN＝512帧的第0携带。

规定下发网络侧标识的时间为系统帧号SFN＝0的发送时间。

假设在SFN＝0下发的时间为2009年2月16号10点6分10秒100毫秒。

则UE如果在SFN＝0收到网络侧下发的时间就可以直接利用2009年2月16号10点6分10秒100毫秒这个时间自己维护的时钟。

可以在20帧后把自己时钟设置为2009年2月16号10点6分10秒300毫秒。并进一步利用子帧精确到1ms。

如果UE在第512帧收到网络侧时间也就是第二次下发网络侧标准时间则UE可以把时间设置为2009年2月16号10点6分15秒220毫秒。并进一步利用子帧精确到1ms。

这种情况下由于目前LTE系统帧号为0～1023，因此每10.24s就要更新一次系统时间。这就会引起系统信息的变化。

由于系统信息并不会变化那么频繁，这对系统信息改变通知机制有较大影响。也就是系统要频繁的通知UE系统信息变化。

方式二：新增SIBy，系统信息改变通知机制，针对SIBy特殊处理。

这种方式，时间信息下发仍然是承载在SIBy中，对这个SIBy的调度信息同样可以承载在SIB1中。当然也可以放在固定位置。比如SFN＝0的某子帧。

这个系统时间信息可以是无线帧发送时刻的时间，也可以是相对与SFN帧号的相对时间。时间颗粒度为10ms。

但系统信息改变通知机制，针对SIBy特殊处理。也就是当SIB变化时，并不通过paging消息通知，同时也不对SIB1中的Value tag值加1。这样对系统改变比较小，需要终端自身检测系统广播消息获取到系统时间信息。

方式三：新增SIBy，和非系统消息中的Value_tag。

这种方式，时间信息下发仍然是承载在SIBy中，对这个SIBy的调度信息同样可以承载在SIB1中。当然也可以放在固定位置。比如SFN＝0的某子帧。

这个系统时间可以是无线帧发送时刻的时间，也可以是相对与SFN帧号的相对时间。时间颗粒度为10ms。

这种方式下系统时间的修改和其他系统消息统一修改。也就是说在其他SIB的消息有变化时这时新SIBy中的时间信息才修改。采用这中方式需要在非系统消息中增加一个Value_tag。来标识承载Value_tag的这个无线帧和新SIBy中的时间信息的差值。

比如系统信息中的时间是2009年2月16号10点6分10秒100毫秒。UE又读到Value_tag的值为10，这这时UE会知道接收到Value_tag的这个无线帧和系统时间相差10×10.24s。UE会根据这个差值算出当前的时间。

Value_tag可以设置的较大，这样保证新SIBy的修改频率小于等于其他SIB的修改频率，这样不影响系统信息的变更通知机制。

参见图4所示，本发明实施例提供的一种时间同步的系统包括：基站41和终端42。

基站41，用于发送含有系统时间信息的系统广播消息；

终端42，用于接收含有系统时间信息的系统广播消息，根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

参见图5所示，本发明实施例中一种移动通信系统中时间同步的装置，在移动通信系统中，类似与上述基站，包括：时间获取单元51和发送单元52。

时间获取单元51，用于获取本基站所在通信系统的系统时间；

发送单元52，用于发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

所述系统广播消息包括一个以上系统信息块，则所述发送单元，用于通过物理下行共享信道PDSCH发送含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

所述系统时间信息可以为携带系统时间的具体子帧的时间信息，也可以为相对于SFN的时间信息。

参见图6所示，本发明实施例中一种移动通信系统中时间同步的装置，类似上述终端，包括：

接收单元61，用于接收含有系统时间信息的系统广播消息；

时间同步单元62，用于根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

所述系统广播消息包括一个以上系统信息块，所述接收单元，用于通过物理下行共享信道PDSCH接收含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

所述接收单元61，用于接收到基站发送的系统广播消息改变的通知后，并确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从接收到的系统广播消息中获取系统时间信息。

所述接收单元62，用于周期检测并接收系统广播消息，如果确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从所述系统广播消息中获取。

所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

本发明实施例中，基站通过PDSCH向终端发送含有系统时间信息的系统广播消息，终端获得系统时间信息后，根据该系统时间信息对终端本地时间进行校准，并且校准后终端本地时间与系统时间保持同步。可见，本发明实施例不要求终端具备GPS功能，也不需要增加或更改终端与NTP服务器进行交互的流程，任何接入系统的终端均可获得系统时间并进行时间同步；也不存在NTP系统崩溃导致终端无法获得系统时间进而无法完成时间同步的问题，使得终端能够可靠、简便的获得系统统时间并实现与系统时间的同步，统一基站和网络的时间，使基站可以信赖的利用携带上来的时间信息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (21)

1.一种移动通信系统中时间同步的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统广播消息包括一个以上系统信息块，则基站发送含有系统时间信息的系统广播消息，包括：

基站通过物理下行共享信道PDSCH发送含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

基站向终端发送系统广播消息改变的通知，所述系统广播消息改变的通知用于提供给终端确认系统广播消息改变并获取系统广播消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统时间信息为携带系统时间的具体子帧的时间信息，或为相对于SFN的时间信息。

6.一种移动通信系统中时间同步的装置，其特征在于，包括：

时间获取单元，用于获取本基站所在通信系统的系统时间；

发送单元，用于发送含有系统时间信息的系统广播消息，其中，所述系统时间信息用于提供给接收到系统广播消息的终端根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述系统广播消息包括一个以上系统信息块，则所述发送单元，用于通过物理下行共享信道PDSCH发送含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述系统时间信息为携带系统时间的具体子帧的时间信息，或为相对于系统帧号SFN的时间信息。

10.一种移动通信系统中时间同步的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

终端接收含有系统时间信息的系统广播消息；

根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述系统广播消息包括一个以上系统信息块，终端接收含有系统时间信息的系统广播消息，包括：

终端通过物理下行共享信道PDSCH接收含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，终端接收到基站发送的系统广播消息改变的通知后，并确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从接收到的系统广播消息中获取系统时间信息。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，终端周期检测并接收系统广播消息，如果确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从所述系统广播消息中获取。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述系统时间信息为携带系统时间的具体子帧的时间信息，或为相对于系统帧号SFN的时间信息。

16.一种移动通信系统中时间同步的装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收含有系统时间信息的系统广播消息；

时间同步单元，用于根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述系统广播消息包括一个以上系统信息块，所述接收单元，用于通过物理下行共享信道PDSCH接收含有所述一个以上系统信息块，其中一个系统信息块用于承载系统时间信息。

18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述接收单元，用于接收到基站发送的系统广播消息改变的通知后，并确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从接收到的系统广播消息中获取系统时间信息。

19.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述接收单元，用于周期检测并接收系统广播消息，如果确认所述系统广播消息中含有系统时间信息，则从所述系统广播消息中获取。

20.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述系统广播消息改变的通知为寻呼消息，或为基站发送的所述一个以上系统信息块中第一系统信息块的标签值，或为非系统广播消息中的标签值。

21.一种时间同步的系统，其特征在于，包括：

基站，用于发送含有系统时间信息的系统广播消息；

终端，用于接收含有系统时间信息的系统广播消息，根据该系统时间信息对该终端本地时间进行校准，校准后终端本地时间与系统时间保持同步。

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