CN105101393A - 无线同步方法及无线同步系统 - Google Patents

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CN105101393A CN201410211419.1A CN201410211419A CN105101393A CN 105101393 A CN105101393 A CN 105101393A CN 201410211419 A CN201410211419 A CN 201410211419A CN 105101393 A CN105101393 A CN 105101393A
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Abstract

本发明公开了一种无线同步方法及无线同步系统，所述方法包括：确定第一节点和第二节点之间的同步路径；及利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。

Description

无线同步方法及无线同步系统
技术领域
本发明涉及通信领域同步技术，尤其涉及一种无线同步方法及无线同步系统。
背景技术
随着通信技术及电子信息技术的不断发展，定位技术受到越来越多的重视，高精度定位需求业越来越明显，尤其是高精度定位及室内定位的需求。
全球定位(GlobalPositioningSystem，GPS)定位技术由于信号损耗等原因，在室内信号变弱，使得定位终端无法收索到足够的星；蜂窝网系统由于定位误差很大，无论在室外还是在室内都无法达到足够的精度，无法满足无线定位需求。
提高无线定位精度主要取决于两个因素，一是发射定位信号各个结点的同步精度，二是测距精度。导航卫星同步通过在地面设置空间条件良好的控制站完成同步，控制站和卫星之间具有很好的可视条件。
为了解决室内高精度定位问题，需要在地面建立无线定位系统。地面无线定位系统的各个定位信号站在近地布设，很容易受到地面各种建筑物的遮挡和反射，因此，如果采用设置统一的控制站完成各个定位信号站之间的同步，地面复杂的条件将会使同步精度变差，最终影响到定位精度。
在现有技术中各节点之间的同步精度往往因处理反射、多径等等问题不能达到预期的要求，故若需提高定位精确度，提高进行定位处理的各节点之间的同步精度是必须解决的一个问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种无线同步方法及无线同步系统，以提高各节点间同步的精度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明第一方面提供了一种无线同步方法，所述方法包括：
确定第一节点和第二节点之间的同步路径；
利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；
其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；
所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。
优选地，
所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径包括：
判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点；
若是，则所述同步路径由连接所述第一节点与所述第二节点之间的可视径构成。
优选地，
所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径还包括：
当所述第二节点为所述第一节点的非可视节点时，所述同步路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成。
优选地，所述方法还包括：
当所述路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成时，所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径包括：
选取所述中间节点的步骤。
优选地，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取所述中间节点的步骤包括：
步骤m：节点A查询所述同步响应节点是否为所述节点A的可视节点，
若所述同步响应节点为所述节点A的可视节点，则进入步骤m1；若所述同步响应节点为所述节点A的非可视节点，则进入步骤m2；
所述步骤m1：所述节点A作为所述中间节点，且结束所述选取中间节点的步骤；
所述步骤m2：所述节点A作为所述中间节点，且并将所述节点A的可视节点作为下一个节点A返回所述步骤m；
其中，所述同步发起节点的可视节点为第一个所述节点A。
优选地，
所述每一节点都对应一个同步级别；所述同步级别等于所述节点离时钟参考点经过的最少可视径段数；
当所述同步发起节点的同步级别高于所述同步响应节点时；则所述步骤m2中，将同步级别低于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述步骤m；
当所述同步发起节点的同步级别低于所述同步响应节点时，则所述步骤m2中，将同步级别高于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述步骤m。
优选地，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取所述中间节点的步骤包括：
所述同步发起节点预先获取各节点的可视节点集合；
在所述可视节点集合中查询所述同步响应节点，确定所述中间节点。
优选地，所述判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点为：
查询所述第一节点的可视节点集合；
当所述第二节点为所述可视节点集合中的节点时，确定所述第二节点为所述第一节点的可视节点。
优选地，
当所述同步路径仅经过一个所述中间节点时，所述利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步包括：
所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步；
或
所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步；
当所述同步路径经过至少两个所述中间节点时，所述利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步包括：
所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；
所述中间节点之间利用可视径同步；
所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步。
优选地，
利用可视径进行同步的两节点中的一个为被同步节点，另一个为待同步节点；
利用可视径进行同步两节点之间的同步为：
确定同步时刻；
所述待同步节点向被同步节点发送同步消息；
所述待同步节点接收所述同步消息的到达时刻；
所述待同步节点测量所述被同步节点发送的同步消息的达到时刻；
所述待同步节点依据两所述到达时刻，与所述被同步节点进行同步；
或
确定同步时刻；
节点n-1和节点n+1分别向节点n发送同步消息；
所述节点n分别测量所述节点n-1和节点n+1发送的同步消息的达到时刻；
所述节点n依据所述达到时刻，计算所述节点n-1和节点n+1的时钟差；
所述节点n将所述时钟差发送给待同步节点；
所述待同步节点依据所述时钟差，进行与所述被同步节点之间的同步；
其中，所述节点n-1与所述节点n互为可视节点；所述节点n与所述节点n+1互为可视节点；所述节点n+1为所述节点n-1的非可视节点。
优选地，所述节点n-1的同步等级低于所述节点n；所述节点n的同步等级低于所述节点n+1的同步等级；所述节点n+1为待同步节点；所述节点n-1为被同步节点。
本发明第二方面提供一种无线同步系统，所述无线同步系统包括：
确定单元，用于确定第一节点和第二节点之间的同步路径；
同步单元，用于利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；
其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；
所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。
优选地，
所述确定单元包括：
判断模块，用于判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点；
第一确定模块，用于当所述第二节点是所述第一节点的可视节点时，确定所述同步路径由连接所述第一节点与所述第二节点之间的可视径构成。
优选地，
所述第一确定模块，还用于当所述第二节点为所述第一节点的非可视节点时，确定所述同步路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成。
优选地，所述确定单元还包括：
选取模块，用于当所述路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成时，选取所述中间节点的步骤。
优选地，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取模块包括：
查询子模块，用于节点A查询所述同步响应节点是否为所述节点A的可视节点，
第一选择子模块，用于若所述同步响应节点为所述节点A的可视节点时，将所述节点A作为所述中间节点之一，且结束所述中间节点的选取；
第二选择子模块，用于当所述同步响应节点为所述节点A的非可视节点时，将所述节点A作为所述中间节点之一，且并将所述节点A的可视节点作为下一个节点A返回所述查询子模块；
其中，所述同步发起节点的可视节点为第一个节点A。
优选地，
所述每一节点都对应一个同步级别；所述同步级别等于所述节点离时钟参考点经过的最少可视径段数；
当所述同步发起节点的同步级别高于所述同步响应节点时；则所述第二选择子模块，用于将同步级别低于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述查询子模块；
当所述同步发起节点的同步级别低于所述同步响应节点时，则所述第二选择子模块，用于将同步级别高于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述查询子模块。
优选地，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取模块包括：
存储子模块，用于预先获取各节点的可视节点集合；
确定子模块，用于在所述可视节点集合中查询所述同步响应节点，确定所述中间节点。
优选地，
所述判断模块，具体用于查询所述第一节点的可视节点集合；及当所述第二节点为所述可视节点集合中的节点时，确定所述第二节点为所述第一节点的可视节点。
优选地，
当所述同步路径仅经过一个所述中间节点时，所述同步模块，具体用于所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步；或，所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步；
当所述同步路径经过至少两个所述中间节点时，所述同步模块具体用于所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述中间节点之间利用可视径同步；及所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步。
优选地，
利用可视径进行同步的两节点中的一个为被同步节点，另一个为待同步节点；
所述同步模块，具体用于确定同步时刻、获取所述被同步节点向所述待同步节点发送的同步消息的达到时刻及所述待同步节点向所述被同步节点发送的同步消息的达到时刻；依据两所述到达时刻使所述待同步节点与所述被同步节点进行同步；
或
所述同步模块，具体用于确定同步时刻；使节点n-1和节点n+1分别向节点n发送同步消息；分别获取所述节点n-1和节点n+1发送的同步消息达到所述节点n的达到时刻；依据所述达到时刻，计算所述节点n-1和节点n+1的时钟差；依据所述时钟差进行所述待同步节点与所述被同步节点之间的同步；
其中，所述节点n-1与所述节点n互为可视节点；所述节点n与所述节点n+1互为可视节点；所述节点n+1为所述节点n-1的非可视节点。
优选地，所述节点n-1的同步等级低于所述节点n；所述节点n的同步等级低于所述节点n+1的同步等级；所述节点n+1为待同步节点；所述节点n-1为被同步节点。
本发明实施例中所述的无线同步方法及无线同步系统，在进行同步时首先确定同步路径，利用同步路径进行两节点之间的同步，从而避免了遮挡物对同步信号的干扰所造成的同步不够精确的问题，从而同步精确度高的优点。另外本发明在不能直射结点间采用三级辅助同步，进一步减少了误差累计，提高了同步精度。
附图说明
图1为本发明实施例所述的无线同步方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所述的无线同步系统的一种结构示意图；
图3为本发明实施例所述的无线同步系统的一种结构示意图；
图4为本发明实施例所述的一种确定同步路径的流程示意图；
图5为本发明实施例所述的一种同步消息收发时序示意图；
图6为本发明实施例所述的无线同步系统的一种结构示意图；
图7为本发明实施例所述的一种同步消息收发时序示意图；
图8为本发明实施例所述的无线同步系统的结构示意图；
图9a为本发明实施例所述的选取模块的结构示意图之一；
图9b为本发明实施例所述的选取模块的结构示意图之二。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种无线同步方法，所述方法包括：
步骤S110：确定第一节点和第二节点之间的同步路径；
步骤S120：利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；
其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；
所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。
在现有技术中第一节点和第二节点通过无线传输技术直接进行同步；在同步信号的过程中，可能由于建筑物、高地等地形因素的影响，导致同步信号在传输过程中发生反射及多径等现象，从而导致同步信号的延迟到达，进而导致同步精确度不够；而本实施例中在进行第一节点和第二节点的同步时，首选确定同步路径；而同步路径是由一段或多段可视径构成；利用可视径进行同步信号或同步消息传输时，建筑物或高低等地形不会造成同步信号或同步消息的发生反射及多径现象等导致实际同步信号延迟，从而提高了同步精确度。
当所述第二节点是所述第一节点的可视节点时，则所述第一节点也是所述第二节点的可视节点，则此时所述同步路径为一段可视径构成，且该段可视径为连接所述第一节点和第二节点的无线路径构成。
当所述第二节点为所述第一节点的非可视节点时，所述同步路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成；此时所述同步路径将至少由两段可视径构成。其中，所述中间节点为位于同步路径中，用于协助第一节点和第二节点进行同步的通信节点；通常在通信路径上，同步路径依次连接第一节点、中间节点及第二节点；或同步路径将依次连接第二节点、中间节点及第一节点。通常在物理位置上，所述中间节点也可位于第一节点和第二节点之间。
如图2所示的无线同步系统，包括若干个节点，具体如同步时钟参考站、同步信号站1、同步信号站2、同步信号站3、同步信号站4以及同步信号站5；图中一个所示箭头表示为一段可视径；连接在可视径两端的两节点互为可视节点。两互为可视节点之间可形成无建筑物或高地等地形因素遮挡的直射路径，所述直射路径即所述可视径。
若所述同步信号站3为第一节点；所述同步信号站1为第二节点；所述同步信号站3与所述同步信号站1之间可形成可视径；则所述同步信号站3与所述同步信号站1之间的同步路径即为连接所述同步信号站3和同步信号站1的可视径。若所述同步信号站3为第一节点；所述同步时钟参考点为第二节点；则连接所述同步信号站3与所述同步时钟参考点的同步路径由所述同步时钟参考站与所述同步信号站1之间的可视径以及所述同步信号站1与所述同步信号站3之间的可视径构成。
具体如何确定所述同步路径的方法有多种，以下提供一种优选方法，具体如下：
所述步骤S110包括：
判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点；
若是，则所述同步路径由连接所述第一节点与所述第二节点之间的可视径构成。
所述第一节点预先知道哪些节点是第一节点的可视节点，具体的如将第一节点的可视节点以可视节点集合的形式存储在第一节点的存储介质中，故可通过查询所述可视节点集合即可知第二节点是否是第一节点的可视节点。具体的如图2中，所述同步信号站2作为第一节点时，预先存储所有与其互为可视节点的可视节点集合，即所述同步信号站2预先存储了所述同步信号站4、所述同步时钟参考点以及所述同步信号站5的识别标识；所述识别标识可为节点地址或节点序列号等具有标识作用的信息。
进一步地，所述方法还包括：
当所述路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成时，所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径还包括：
选取所述中间节点的步骤。
如图3所示，所述无线同步系统中包括若干节点，具体如同步时钟参考站、同步信号站1a、同步信号站1b、同步信号站2a、同步信号站2b、同步信号站2c、同步信号站2d、同步信号站3a、同步信号站3b以及同步信号站3c。
图3中的直线表示的为可视径；直线所连接的两个节点互为可视节点。
若此时同步信号站3b为第一节点，同步信号站1a为第二节点；第一节点和第二节点之间没有可视径，此时同步路径由多段可视径构成，且由中间节点参与第一节点和第二节点的同步。所述同步信号站2b将作为中间节点参与所述同步信号站3b与所述同步信号1a的同步。在确定所述同步路径时，则所述方法还包括确定出所述同步信号站2b作为中间节点的步骤。
在具体的实现过程中，节点之间进行同步为时钟精度低的节点向时钟精度高的节点进行同步。图2和图3中所述的同步时钟参考站通常为时钟精度最高的节点。在进行同步时，通常时钟精度低的节点作为同步发起点请求与时钟精度高的节点进行同步，此时时钟精度高的节点为同步响应节点；此外，时钟精度高的节点还可以要求时钟精度低的节点与自己同步，此时时钟精度高的节点为同步发起节点，时钟精度低的节点为同步响应节点。
在具体的实现过程中，选取中间节点的方法包括以下至少两种：
第一种：如图4所示，所述选取所述中间节点的步骤包括：
步骤m：节点A查询所述同步响应节点是否为所述节点A的可视节点，
若所述同步响应节点为所述节点A的可视节点，则进入步骤m1；若所述同步响应节点为所述节点A的非可视节点，则进入步骤m2；
所述步骤m1：所述节点A作为所述中间节点，且结束所述选取中间节点的步骤；
所述步骤m2：所述节点A为所述中间节点，且并将所述节点A的级别低的可视节点作为下一个节点A返回所述步骤m；
其中，所述同步发起节点的可视节点作为第一个所述节点A。
在进行中间节点选取的第一个步骤m时，由于该节点即为同步发起节点，故同步发起节点的可视节点中无同步响应节点时，此时的节点A为同步发起节点，若同步发起节点以外的其他节点作为节点A时，该节点A为中间节点。
在本选取方法中，每一个节点可仅存储其自身的可视节点集合；具体的如图3所示，若所述同步发起节点为同步信号站3b，所述同步响应节点为同步时钟参考站；则首先同步信号站3b作为节点A查询其自身的可视节点是否包括所述同步响应节点，查询结果为不包括；所述同步信号站3b为同步发起节点，将同步信号站3b的可视节点同步新信号站2b作为下一个节点A进行查询，此时所述同步信号站3b可将所述同步响应节点的识别标识发送给同步信号站2b；同步信号站2b查询其可视节点是否包括所述同步响应节点；查询结果为不包括，所述同步信号站2b即为中间节点之一，且将所述同步信号站1a作为下一节点A进行查询，同步信号站1a通过查询其可视节点，发现同步响应节点为其可视节点，所述同步信号站1a也为中间节点之一。
最终确定所述同步路径经过的节点包括同步时钟参考站、同步信号站1a、同步信号站2b以及同步信号站3a。在具体的实现过程中，所述同步信号站3a还可能通过其他节点连接到同步时钟参考站，所述同步信号站2b将通过在确定同步响应节点为其非可视节点时，还可将向所述同步信号站3a视为下一节点A进行中间节点的选取。在具体的实现过程中，所述同步路径可能不止一条，在选取时，可以选取中间节点数据最少的同步路径，还可以优选选取同步级别较低的节点作为下一节点A，以便选取的中间节点的同步级别较低。通常同步级别较低则表示该节点的时钟精确度越高，可信度越高，如所述同步时钟参考站的同步级别可为0，可根据与同步时钟参考站形成的同步路径包括的可视径的段数来表示节点的同步级别。具体的如所述同步信号站1a的同步级别为在所述时钟参考站的同步级别上加1即为1；所述同步信号站2b的同步级别为在所述同步信号站1a的同步级别上加1即为2。
一个节点的同步级别可以由其可视节点中同步级别最低的节点的同步级别加1计算获得。
在本实施例中，所述每一节点都对应一个同步级别；所述同步级别等于所述节点离时钟参考点经过的最少可视径段数；所述同步级别等级越低则节点离时钟参考站的可视径段数最少，通常所对应的时钟越精确；
当所述同步发起节点的同步级别高于所述同步响应节点时；则所述步骤m2中，将同步级别低于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述步骤m；
当所述同步发起节点的同步级别低于所述同步响应节点时，则所述步骤m2中，将同步级别高于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述步骤m。
采用这种方法，当节点A的可视节点不包括同步响应节点时，将节点A的可视节点中同步级别最高或同步级别最低的节点作为下一节点A，从而减少了同步响应节点的查询操作，减少了同步响应节点识别标识的转发等步骤。
第二种：
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取所述中间节点的步骤包括：
所述同步发起节点预先获取各节点的可视节点集合；
在所述可视节点集合中查询所述同步响应节点，确定所述中间节点。
所述预先获取各节点的可视节点集合可以为互为可视节点的两节点之间相互传输自己的可视节点集合，并将接收到其他节点的可视节点集合相互传输，从而通过这种传输每一个节点都可能获取整个无线同步系统或同步网络的形成的可视径的拓扑图；在同步发起节点通过所述拓扑图即可知道一条或多条同步路径，从而也就确定了中间节点。当同步路径有多条时，可以根据同步路径选择策略选取一条优选路径，譬如以中间节点个数优先原则或中间节点的同步级别最低优先原则等策略。采用中间节点个数优先原则，则选择出的同步路径经过的中间节点数最少，同步路径包括的可视径段数最少。所述同步级别最低优先原则，则在选取中间节点时，优先选取同步级别最低的中间节点。在具体的实施过程中，可以根据需要选取一种方式。
具体如何确定所述第二节点是否为第一节点的可视节点的方式有多种，在本实施例中优选以下方式：
查询所述第一节点的可视节点集合；
当所述第二节点为所述可视节点集合中的节点时，确定所述第二节点为所述第一节点的可视节点。
采用上述方式判断第二节点是否为第一节点的可视节点具有实现简便快捷的优点。
所述步骤S120的具体实现第一节点和第二节点同步的方式有多种，在本实施中优选以下方式：
当所述同步路径仅经过一个所述中间节点时，所述利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步包括：
所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步；或者所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步；
当所述同步路径经过至少两个所述中间节点时，所述利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步包括：
所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；
所述中间节点之间利用可视径同步；
所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步。
具体的图3中，若所述同步信号站1a与同步信号站3b进行同步，形成的同步路径经过了中间节点同步信号站2b，此时可由同步信号站2b先跟同步信号站1a进行同步，再有同步信号站3b与同步信号站2b进行同步，从而实现了同步信号站3b与所述同步信号站1a的间接同步。或者，可以所述同步信号站1a和同步信号站3b均向中间节点同步信号站2b发送同步信息，由同步信号站2b分别测量出同步信号达到时间，在依据达到时间计算出同步信号站1a和同步信号站3b的时钟差，发送给同步信号信号站3b；同步信号站3b利用所述时钟差进行同步；或者所述同步信号站2b将达到同步信号站2b的两同步信息的到达时间直接发送给同步信号站3b；同步信号站3b自行计算与同步信号站1a的时钟差，再根据计算得到的时钟差进行时钟校正，实现与同步信号站1a的同步。
若此时，同步信号站3b想要与同步时钟参考站同步，同步路径将经过同步信号站1a、同步信号站2b；此时，首先同步信号站1a要与同步时钟参考站进行同步，同步信号站2b与同步信号站1a进行同步，最后才是同步信号站3b与同步信号站2b进行同步。同步信号站3b通过同步信号站2b以及同步信号站1a与同步时钟参考站进行间接同步。
两个节点之间的无线同步方法也有多种，以下提供两种实现简便的优选方式：
第一种：
利用可视径进行同步的两节点中的一个为被同步节点，另一个为待同步节点；
利用可视径进行同步两节点之间的同步为：
确定同步时刻；
所述待同步节点向被同步节点发送同步消息；
所述待同步节点接收所述同步消息的到达时刻；
所述待同步节点测量所述被同步节点发送的同步消息的达到时刻；
所述待同步节点依据两所述到达时刻，与所述被同步节点进行同步。
如图3及图5所示，若所述同步信号站1a为待同步节点，所述同步信号参考站为被同步节点，利用可视径进行同步的两个节点可如下：
第一步：同步信号站1a和同步参考站进行协商，确定同步时刻。比如将最近的20ms脉冲作为同步时刻。假设最近20ms脉冲在1a站的时间为Tr0；在时钟参考站的时间为Tr0；
第二步：同步信号站1a站在同步时刻上向同步参考站发送同步消息；且同步参考站在同步时刻上向同步信号站1a站发送同步消息；
第三步：同步信号站1a对同步参考站发来的同步消息的到达时间进行测量，假设测量的到达时间为Ta1；
第四步：同步参考站的测量模块对同步信号站1a发来的同步消息的到达时间进行测量，假设测量的到达时间为Tr1；
第五步：同步信号站1a接收同步参考站发送的Tr1；
第六步：同步信号站1a可通过如下公式计算同步信号站1a与同步时钟参考站之间的时钟差：
T r 1 = T r 0 + T x + l / C T a 1 = T a 0 - T x + l / C
Ta1-Tr1＝Ta0+l/C-(Tr0+l/C)-2tx＝Ta0-Tr0-2tx
tx＝Ta0-Tr0
Ta1-Tr1＝tx-2tx＝-tx
其中，Tr1为同步时钟参考站接收同步信号站1a所发同步信息的时刻，Tr0为同步参考站发送同步信息的时刻。tx所述Tr0与所述Ta0的时间差(即两个点的时钟差)。l为所述同步信号站1a与同步时钟参考站之间的直线距离(所述直线距离可根据同步参考站和同步信号站1a位置坐标计算出来)，C为光速。
第七步：依据所述时钟差，校正所述同步信号站1a的时钟，实现所述同步信号站1a与所述同步时钟参考站之间的同步。
第二种：确定同步时刻；
节点n-1和节点n+1分别向节点n发送同步消息；
所述节点n分别测量所述节点n-1和节点n+1发送的同步消息的达到时刻；
所述节点n依据所述达到时刻，计算所述节点n-1和节点n+1的时钟差；
所述节点n将所述时钟差发送给待同步节点；
所述待同步节点依据所述时钟差，进行与所述被同步节点之间的同步；
其中，所述节点n-1与所述节点n互为可视节点；所述节点n与所述节点n+1互为可视节点；所述节点n+1为所述节点n-1的非可视节点。
在本方法中所述n、n-1以及n+1是指代不同的节点。
具体如图6及图7所示，无线同步系统中包括3个同步信号站，分别是同步信号站a、同步信号站b和同步信号站c。假设同步信号站a与同步信号站b站之间存在可视径；同步信号站b和同步信号站c之间存在可视径；同步信号站a与同步信号站c之间由于建筑物遮挡不存在可视径。
在具体的实现过程中，同步路径中的所有节点可以单独采用第一种方法进行同步，也可以全部采用第二种方法进行同步，也可以结合两种方法来使用。
同步信号站c与同步信号站a之间利用可视径进行同步，可以采用以下所述的三级辅助无线同步方法。具体步骤如下：
第一步：同步信号站a、同步信号站c以及同步信号站b通过通信接口进行协商，确定同步时刻。比如将最近的20ms脉冲作为同步时刻。假设最近20ms脉冲在a站的时间为Tn-1,0；在b站的时间为Tn,0；在c站的时间为Tn+1,0。
第二步：同步信号站a在同步时刻向同步信号站b站发送同步消息；同步信号站c在同步时刻上向同步信号站b发送同步消息；
第三步：同步信号站b测量同步信号站a发来的同步消息的到达时间进行测量，若测量结果为Tn,n-11；同步信号站b测量同步信号站c发来的同步消息的到达时间，测量结果为Tn,n+11；
第四步：同步信号站b依据以下公式计算同步信号站a和同步信号站b之间的时钟差；
T n , n - 11 = T n - 1,0 + l n - 1 / C = T n , 0 - t xn + l n - 1 / C T n , n + 11 = T n + 1,0 + l n + 1 / C = T n , 0 + t x - t xn + l n + 1 / C
Tn,n+11-Tn,n-11＝tx+(ln+1-ln-1)/C
tx＝Tn,n+11-Tn,n-11-(ln+1-ln-1)/C
其中，tx为同步信号站a和同步信号站c之间的时钟差；txn为同步信号站a和同步信号站b之间的时钟差。ln-1为所述同步信号站a和同步信号站b之间的距离；ln+1为所述同步信号站c和同步信号站b之间的距离，C为光速。
第五步：同步信号站b将计算得到的时钟差发送给待同步节点同步信号站c；待同步节点c依据所述时钟差校正其内部时钟，完成与被同步节点同步信号站a的同步。
采用上述方法，可以减少同步误差逐级的累积，再次提高了同步的精确度。
在具体的实现过程中，通常同步信号站b的同步级别低于所述同步信号站c；所述同步信号站b的同步级别低于所述同步信号站a；即节点n的同步级别介于所述节点n-1的同步级别与所述节点n+1的同步级别之间。
综合上述，本实施例所述的无线同步方法，在进行同步时首先选取同步路径；同步路径；很好的解决了进行两节点进行同步时，因为同步信号的发射路径中因建筑物及山地等地形因素导致同步信号发送多径以及反射现象导致的传输路程大于量节点之间的距离导致的同步精度差的问题，从而提高了同步精度。
实施例二：
如图8所示，本实施例提供一种无线同步系统，所述无线同步系统包括：
确定单元110，用于确定第一节点和第二节点之间的同步路径；
同步单元120，用于利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；
其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；
所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。
在具体的实现过程中，所述确定单元110的具体结构可为处理器及存储介质；所述存储介质上存储有所述处理器的可执行指令；所述处理器通过通信接口或数据总线等结构读取并运行所述可执行指令，确定出所述第一节点和第二节点的同步路径。本实施例中所述的处理器可以为微处理器、中央处理器、单片机、数字信号处理器或可编程逻辑阵列等具有处理功能的电子元气件。
所述同步单元120的具体结构可包括无线通信接口；所述通信接口具体可为收发天线或收发天线阵列，通过所述同步路径发送同步信号和/或同步消息，进行第一节点和第二节点之间的同步。
在具体的实现过程中，所述同步单元120为位于所述第一节点和/或所述第二节点上的构成部分；所述确定单元110可为与所述第一节点和/或所述第二节点的分离的结构，也可以时所述第一节点和/或所述第二节点的构成部分。
如当所述同步单元120与所述确定单元110位于第一节点或第二节点上，所述确定单元110可以通过查询存储在节点的存储介质上的各节点的可视节点集合确定所述同步路径；所述同步单元可以通过收发同步信号、测量同步信号的收发时间，计算同步信号时间差，校正时钟的时间等动作来实现第一节点与第二节点的同步。在具体的执行过程中，所述同步单元120还可能包括计时器及计算器等结构。
在具体的实现过程中，所述无线同步系统还可以专设一个同步路径确定网元，存储有各通信节点的可视节点集合，当第一节点需要与第二节点进行同步时，首先可以通过通信接口将所述第二节点的识别标识，如第二节点的通信标识或通信地址发送给所述同步路径确定网元；所述同步路径确定网元获取所述第一节点和第二节点地址后，通过查询各通信节点的可视节点集合，确定出同步路径，再返回给第一节点或第二节点；第一节点利用所述同步路径进行同步。
所述同步路径确定网元可为设置在无线同步系统中的一个网络设备，所述网络设备通过有线或无线方式进行连接，实现所述同步路径确定请求及同步路径确定响应的传输。
进一步地，所述确定单元110包括：
判断模块，用于判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点。
所述判断模块的具体结构可为处理器及存储介质；所述介质存储有所述第一节点的可视节点集合；所述处理器将所述第二节点与所述可视节点集合中的各节点进行匹配对比，根据匹配结果判断是否为第二节点是否为第一节点的可视节点。所述第一确定模块的物理结构同样可为处理器，根据判断模块的判断结果，确定同步路径。
第一确定模块，用于当所述第二节点是所述第一节点的可视节点时，确定所述同步路径由连接所述第一节点与所述第二节点之间的可视径构成，当所述第二节点为所述第一节点的非可视节点时，确定所述同步路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成。
所述确定单元还包括：
选取模块，用于当所述路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成时，选取所述中间节点的步骤；
所述第一确定模块，还具体用于根据选取模块的所选取的中间节点，确定同步路径。
进一步地，所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取单元的结构有多种，以下提供两种优选结构：
第一种：如图9a所示，所述选取模块包括：
查询子模块101，用于节点A查询所述同步响应节点是否为所述节点A的可视节点，
第一选择子模块102，用于若所述同步响应节点为所述节点A的可视节点时，所述节点A作为所述中间节点，且结束所述中间节点的选取；
第二选择子模块103，用于当所述同步响应节点为所述节点A的非可视节点时，所述节点A作为所述中间节点，且并将所述节点A的可视节点作为下一个节点A返回所述查询子模块；
其中，所述同步发起节点的可视节点作为第一个节点A。
所述查询子模块、第一选择子模块及第二选子取模块均可对应处理器；可分别对应不同的处理器，还可以集成对应于同一处理器；当集成对应于同一处理器时，不同子模块的功能可由处理器采用不同线程或时分复用的方式来实现。
进一步地，所述每一节点都对应一个同步级别；所述同步级别等于所述节点离时钟参考点经过的最少可视径段数；通常所述同步级别等级越低则节点的时钟越精确；
当所述同步发起节点的同步级别高于所述同步响应节点时；则所述第二选择子模块，用于将同步级别低于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述查询子模块；
当所述同步发起节点的同步级别低于所述同步响应节点时，则所述第二选择子模块，用于将同步级别高于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述查询子模块。
第二种：如图9b所示，所述选取模块包括：
存储子模块104，用于预先获取各节点的可视节点集合；
确定子模块105，用于在所述可视节点集合中查询所述同步响应节点，确定所述中间节点。
所述存储子模块可为存储介质，优选为非瞬间存储介质，如ROM等。确定子模块的硬件结构可为处理器。
当所述选取模块采用第一种结构时，所述选取单元包括若干个查询子模块、若干个第一选择子模块以及若干个第二选择子模块；通常一个节点上分布一个所述查询子模块、一个第一选择子模块以及一个第二选择子模块；不同节点通过信息交互触发下一节点进行同步响应节点的查询。
当所述选取单元采用第一种结构时，所述选取单元也可以仅包括一个查询子模块、一个第一选择子模块以及一个第二选择子模块；这些子模块位于一个节点或网元。
当所述选取单元采用第二种结构时，所述选取单元的组成部分存储子模块及确定子模块优选为位于一个网元或一个节点中，这样方便快速确定出同步路径。
进一步地，所述判断模块，具体用于查询所述第一节点的可视节点集合；及当所述第二节点为所述可视节点集合中的节点时，确定所述第二节点为所述第一节点的可视节点。
当所述同步路径仅经过一个所述中间节点时，所述同步模块，具体用于所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步；或所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步；
当所述同步路径经过至少两个所述中间节点时，所述同步模块，具体用于所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述中间节点之间利用可视径同步；及所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步，或用于所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步。
同步模块根据同步路径的不同结构不同；所述同步模块可包括由位于不同节点的同步结构组成，也可以仅是位于待同步节点中同步结构。
进一步地，利用可视径进行同步的两节点中的一个为被同步节点，另一个为待同步节点；
所述同步模块，具体用于确定同步时刻、获取所述被同步节点向所述待同步节点发送的同步消息的达到时刻及所述待同步节点向所述被同步节点发送的同步消息的达到时刻；依据两所述到达时刻使所述待同步节点与所述被同步节点进行同步；
或
所述同步模块，具体用于确定同步时刻；使节点n-1和节点n+1分别向节点n发送同步消息；分别获取所述节点n-1和节点n+1发送的同步消息达到所述节点n的达到时刻；依据所述达到时刻，计算所述节点n-1和节点n+1的时钟差；依据所述时钟差进行所述待同步节点与所述被同步节点之间的同步；
其中，所述节点n-1与所述节点n互为可视节点；所述节点n与所述节点n+1互为可视节点；所述节点n+1为所述节点n-1的非可视节点。
同步模块可包括通信接口，用于通过各种信令实现第一节点、中间节点及第二节点间任意一可视径两端的节点的同步时刻确定的协商，收发同步信息。所述同步模块还可以包括计时器，用于对同步消息收发的时间进行计时。所述同步模块还可包括处理器，依据计时器的计时结果调整待同步节点中的时钟。
为了进一步提高同步精度，在本实施例中优选所述节点n-1的同步等级低于所述节点n；所述节点n的同步等级低于所述节点n+1的同步等级；所述节点n+1为待同步节点；所述节点n-1为被同步节点。
综合上述，本实施例所述的无线同步系统为实施例一中所述的无线同步方法，提供了具体的硬件支撑，可用于实现实施例一中任一所述的技术方案，同样的具有同步精度高等优点。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种无线同步方法，其特征在于，所述方法包括：
确定第一节点和第二节点之间的同步路径；
利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；
其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；
所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径包括：
判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点；
若是，则所述同步路径由连接所述第一节点与所述第二节点之间的可视径构成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径还包括：
当所述第二节点为所述第一节点的非可视节点时，所述同步路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成时，所述确定第一节点和第二节点之间的同步路径包括：
选取所述中间节点的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取所述中间节点的步骤包括：
步骤m：节点A查询所述同步响应节点是否为所述节点A的可视节点，
若所述同步响应节点为所述节点A的可视节点，则进入步骤m1；若所述同步响应节点为所述节点A的非可视节点，则进入步骤m2；
所述步骤m1：所述节点A作为所述中间节点，且结束所述选取中间节点的步骤；
所述步骤m2：所述节点A作为所述中间节点，且并将所述节点A的可视节点作为下一个节点A返回所述步骤m；
其中，所述同步发起节点的可视节点为第一个所述节点A。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述每一节点都对应一个同步级别；所述同步级别等于所述节点离时钟参考点经过的最少可视径段数；
当所述同步发起节点的同步级别高于所述同步响应节点时；则所述步骤m2中，将同步级别低于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述步骤m；
当所述同步发起节点的同步级别低于所述同步响应节点时，则所述步骤m2中，将同步级别高于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述步骤m。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取所述中间节点的步骤包括：
所述同步发起节点预先获取各节点的可视节点集合；
在所述可视节点集合中查询所述同步响应节点，确定所述中间节点。
8.根据权利要求2至7任一项所述的方法，其特征在于，所述判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点为：
查询所述第一节点的可视节点集合；
当所述第二节点为所述可视节点集合中的节点时，确定所述第二节点为所述第一节点的可视节点。
9.根据权利要求2至7任一项所述的方法，其特征在于，
当所述同步路径仅经过一个所述中间节点时，所述利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步包括：
所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步；
或
所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步；
当所述同步路径经过至少两个所述中间节点时，所述利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步包括：
所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；
所述中间节点之间利用可视径同步；
所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
利用可视径进行同步的两节点中的一个为被同步节点，另一个为待同步节点；
利用可视径进行同步两节点之间的同步为：
确定同步时刻；
所述待同步节点向被同步节点发送同步消息；
所述待同步节点接收所述同步消息的到达时刻；
所述待同步节点测量所述被同步节点发送的同步消息的达到时刻；
所述待同步节点依据两所述到达时刻，与所述被同步节点进行同步；
或
确定同步时刻；
节点n-1和节点n+1分别向节点n发送同步消息；
所述节点n分别测量所述节点n-1和节点n+1发送的同步消息的达到时刻；
所述节点n依据所述达到时刻，计算所述节点n-1和节点n+1的时钟差；
所述节点n将所述时钟差发送给待同步节点；
所述待同步节点依据所述时钟差，进行与所述被同步节点之间的同步；
其中，所述节点n-1与所述节点n互为可视节点；所述节点n与所述节点n+1互为可视节点；所述节点n+1为所述节点n-1的非可视节点。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述节点n-1的同步等级低于所述节点n；所述节点n的同步等级低于所述节点n+1的同步等级；所述节点n+1为待同步节点；所述节点n-1为被同步节点。
12.一种无线同步系统，其特征在于，所述无线同步系统包括：
确定单元，用于确定第一节点和第二节点之间的同步路径；
同步单元，用于利用所述同步路径进行所述第一节点和所述第二节点的同步；
其中，所述同步路径由一段或多段可视径构成；
所述可视径为连接两个互为可视节点的直射路径。
13.根据权利要求12所述的无线同步系统，其特征在于，
所述确定单元包括：
判断模块，用于判断所述第二节点是否为所述第一节点的可视节点；
第一确定模块，用于当所述第二节点是所述第一节点的可视节点时，确定所述同步路径由连接所述第一节点与所述第二节点之间的可视径构成。
14.根据权利要求13所述的无线同步系统，其特征在于，
所述第一确定模块，还用于当所述第二节点为所述第一节点的非可视节点时，确定所述同步路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成。
15.根据权利要求14所述的无线同步系统，其特征在于，所述确定单元还包括：
选取模块，用于当所述路径为连接所述第一节点、至少一个中间节点及所述第二节点的至少两段可视径构成时，选取所述中间节点的步骤。
16.根据权利要求15所述的无线同步系统，其特征在于，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取模块包括：
查询子模块，用于节点A查询所述同步响应节点是否为所述节点A的可视节点，
第一选择子模块，用于若所述同步响应节点为所述节点A的可视节点时，将所述节点A作为所述中间节点之一，且结束所述中间节点的选取；
第二选择子模块，用于当所述同步响应节点为所述节点A的非可视节点时，将所述节点A作为所述中间节点之一，且并将所述节点A的可视节点作为下一个节点A返回所述查询子模块；
其中，所述同步发起节点的可视节点为第一个节点A。
17.根据权利要求16所述的无线同步系统，其特征在于，
所述每一节点都对应一个同步级别；所述同步级别等于所述节点离时钟参考点经过的最少可视径段数；
当所述同步发起节点的同步级别高于所述同步响应节点时；则所述第二选择子模块，用于将同步级别低于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述查询子模块；
当所述同步发起节点的同步级别低于所述同步响应节点时，则所述第二选择子模块，用于将同步级别高于所述节点A的所述节点A的可视节点作为下一节点A返回所述查询子模块。
18.根据权利要求16所述的无线同步系统，其特征在于，
所述第一节点和所述第二节点的一个为同步发起节点，另一个为同步响应节点；
所述选取模块包括：
存储子模块，用于预先获取各节点的可视节点集合；
确定子模块，用于在所述可视节点集合中查询所述同步响应节点，确定所述中间节点。
19.根据权利要求13至18任一项所述的无线同步系统，其特征在于，
所述判断模块，具体用于查询所述第一节点的可视节点集合；及当所述第二节点为所述可视节点集合中的节点时，确定所述第二节点为所述第一节点的可视节点。
20.根据权利要求13至18任一项所述的无线同步系统，其特征在于，
当所述同步路径仅经过一个所述中间节点时，所述同步模块，具体用于所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步；或，所述第一节点和所述第二节点，在所述中间节点协助下利用可视径间直接同步；
当所述同步路径经过至少两个所述中间节点时，所述同步模块具体用于所述中间节点利用可视径与所述第一节点同步；所述中间节点之间利用可视径同步；及所述第二节点利用可视径与所述中间节点同步。
21.根据权利要求20所述的无线同步系统，其特征在于，
利用可视径进行同步的两节点中的一个为被同步节点，另一个为待同步节点；
所述同步模块，具体用于确定同步时刻、获取所述被同步节点向所述待同步节点发送的同步消息的达到时刻及所述待同步节点向所述被同步节点发送的同步消息的达到时刻；依据两所述到达时刻使所述待同步节点与所述被同步节点进行同步；
或
所述同步模块，具体用于确定同步时刻；使节点n-1和节点n+1分别向节点n发送同步消息；分别获取所述节点n-1和节点n+1发送的同步消息达到所述节点n的达到时刻；依据所述达到时刻，计算所述节点n-1和节点n+1的时钟差；依据所述时钟差进行所述待同步节点与所述被同步节点之间的同步；
其中，所述节点n-1与所述节点n互为可视节点；所述节点n与所述节点n+1互为可视节点；所述节点n+1为所述节点n-1的非可视节点。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述节点n-1的同步等级低于所述节点n；所述节点n的同步等级低于所述节点n+1的同步等级；所述节点n+1为待同步节点；所述节点n-1为被同步节点。
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