CN106658696B - 无线授时方法和系统、终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线授时方法和系统、终端，该方法包括：接收基站发送的广播消息，并从广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；接收基站发送的随机接入响应消息；根据时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息；根据终端接收到所述请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的时刻进行调整；将调整后的时刻发送给被授时设备。本发明中，不具备GPS模块的终端采用时间与无线帧对应的方式，对信息传输过程中遇到的延时进行消除，得到准确的时间，实现了在不增加投资成本的前提下获取准确时间的目的。

Description

无线授时方法和系统、终端

技术领域

本发明涉及授时技术领域，具体涉及一种无线授时方法、一种无线授时系统和一种终端。

背景技术

在LTE系统中，为了实现时间的同步，传统的移动网络都依赖于安装在基站塔上的全球定位系统(简称GPS)，而且LTE系统中终端和基站之间的同步也主要依靠全球定位系统。

然而，对于某些行业的专网系统，其专用终端是不具备GPS模块的，因此无法采用全球定位系统进行授时。这些行业的专用终端要想获得准确的时间信息，需要安装GPS模块，这无疑增加了专用终端的投资成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何在不增加专用终端投资成本的前提下获取准确的时间信息。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种无线授时方法和系统、终端。

第一方面，该方法包括：

接收基站发送的广播消息，并从所述广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；

接收基站发送的随机接入响应消息，该响应消息中包含基站和所述终端之间的传输距离所产生的时间差；

根据所述传输距离产生的时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；

在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息，该请求消息中包含基站生成所述RRC重配置请求消息的时刻及该时刻对应的无线帧帧号；

根据终端接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的所述时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的所述时刻进行调整；

其中，接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为根据接收到所述RRC重配置请求消息与接收到所述广播消息之间的时间差及所述广播消息中获取的无线帧帧号确定；

将调整后的时刻发送给被授时设备。

可选的，所述RRC重配置请求消息所包含的所述时刻为基站从授时设备中获取。

可选的，在将调整后的时刻发送给被授时设备之前，还包括：

向所述被授时设备发送秒脉冲信号，所述秒脉冲信号用于向所述被授时设备指示所述调整后的时刻对应的时刻点。

第二方面，该系统包括：

帧同步模块，用于接收基站发送的广播消息，并从所述广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；

第一接收模块，接收基站发送的随机接入响应消息，该响应消息中包含基站和所述终端之间的传输距离所产生的时间差；

第一调整模块，用于根据所述传输距离产生的时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；

第二接收模块，用于在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息，该请求消息中包含基站生成所述RRC重配置请求消息的时刻及该时刻对应的无线帧帧号；

第二调整模块，用于根据终端接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的所述时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的所述时刻进行调整；

其中，接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为根据接收到所述RRC重配置请求消息与接收到所述广播消息之间的时间差及所述广播消息中获取的无线帧帧号确定；

发送模块，用于将调整后的时刻发送给被授时设备。

可选的，所述RRC重配置请求消息所包含的所述时刻为基站从授时设备中获取。

可选的，所述发送模块还用于：

在将调整后的时刻发送给被授时设备之前，向所述被授时设备发送秒脉冲信号，所述秒脉冲信号用于向所述被授时设备指示所述调整后的时刻对应的时刻点。

第三方面，该终端包括：以上任一所述的无线授时系统。

本发明提供的无线授时方法和系统、终端中，采用时间与无线帧对应的方式，对信息传输过程中可能遇到的延时进行消除、校准，从而得到准确的时间，进而为被授时设备进行授时，以提高授时的准确性。不具备GPS模块的终端或被授时设备可以采用上述方法获得准确的时间，因此实现了在不增加投资成本的前提下获取准确时间的目的。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明所基于的无线授时模型的结构示意图；

图2示出了本发明无线授时方法一实施例的流程示意图；

图3示出了本发明无线授时方法另一实施例的流程示意图；

图4示出了本发明无线授时方法再一实施例的流程示意图；

图5示出了本发明无线授时系统一实施例的结构框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明提供一种无线授时方法，如图1、2、3所示，该方法包括：

S1、接收基站发送的广播消息，并从所述广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；

S2、接收基站发送的随机接入响应消息，该响应消息中包含基站和所述终端之间的传输距离所产生的时间差；

S3、根据所述传输距离所产生的时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；

S4、在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息，该请求消息中包含基站生成所述RRC重配置请求消息的时刻及该时刻对应的无线帧帧号；

S5、根据终端接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的所述时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的所述时刻进行调整；

其中，接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为根据接收到所述RRC重配置请求消息与接收到所述广播消息之间的时间差及所述广播消息中获取的无线帧帧号确定；

S6、将调整后的时刻发送给被授时设备。

本发明提供的以上无线授时方法是从终端的角度设计的，即实现以上方法的软件可以安装在终端上。

在步骤S1中，从基站发送的广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号，便可得知当前时刻与无线帧序列中的哪一无线帧对应。虽然终端并不知道当前时刻，当终端可得知当前时刻对应着无线帧帧号，由于随着时间的流逝，无线帧帧号增大。例如，当前时刻对应的无线帧帧号为n，在1秒的时长内包括40个无线帧，当经过2秒后，对应的无线帧帧号便成了n+80。另外，基站将当前时刻的无线帧帧号发送给终端，也实现了终端与基站之间的帧同步，即在任一时刻，基站上的无线帧帧号与终端上的无线帧帧号相同。

步骤S2中的随机接入响应消息，是基站根据接收到随机接入请求消息做出响应处理的消息。基站通过发送随机接入响应消息向终端发送侦测到的接入前缀、要求终端同步后的上行数据包的时间调整指令(即时间差)等。随机接入响应消息在物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，简称PRACH)中传输。这里，将基站和终端之间的传输距离所产生的时间差通过该响应消息发送给终端，便于终端在后续过程中对无线帧的调整。该时间差由基站获知，发送给终端。

步骤S3中，为了保证时间的统一性，均采用帧头对齐方式。基站上的时刻与对应无线帧的帧头是对齐的，但是通过广播消息发送至终端时，终端接收到该广播消息时不再对应着其所接收到的帧号对应的无线帧帧头，即由于基站和终端之间的距离产生了一定的时间差，出现了每一时刻与其对应的无线帧的帧头不对齐的情况，这时根据该时间差对无线帧进行调整，保证每一时刻与其对应的无线帧的帧头对齐。由于发生的偏移不超过一个无线帧的时长，所以每一时刻对应的无线帧帧号不会变。

步骤S4中，所谓的附着过程，是指终端接入基站所覆盖网络的过程。RRC的全称为Radio Resource Control，即无线资源管理，RRC连接重配置消息的目的是修改RRC连接，例如建立、修改或释放无线电信号，执行切换，建立、修改或释放测量。常规的RRC重配置请求消息中是不含有时刻及该时刻对应的无线帧帧号这些信息的，而本发明利用RRC重配置请求消息携带时刻及该时刻对应的无线帧帧号。

步骤S5中，除了因距离造成的传输延时，还可能存在其他可能造成延时的情况，例如基站生成RRC重配置请求消息后并不立刻发送给终端，而是等待信道空闲时发送，即等待发送产生的延时。当终端接收到RRC重配置请求消息时的时刻与基站发送RRC重配置请求消息时的时刻是不同的，相应的无线帧帧号发生变化，具体无线帧帧号的变化差值能够反映出终端的接收时刻与基站的发送时刻之间的时间差。

当终端接收到RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号是根据从广播消息中获取的无线帧帧号计算得来的，例如从广播消息中获得的无线帧帧号为n，经过t’秒后接收到RRC重配置请求消息，则接收到RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为n+t’*40，假设每一秒内有40个无线帧。

在图4中，在1秒内的无线帧有40个，即每个无线帧占用1/40秒，基站生成RRC重配置请求消息时的时刻t，该时刻t对应的帧号为1的无线帧帧头，当终端接收到RRC重配置请求消息时对应帧号为3的无线帧帧头，则将当前时刻为t+(3-1)/40秒。

步骤S6，将调整后的时刻发送给被授时设备，完成对被授时设备的授时工作。

其中，终端和被授时设备之间可以通过串口或网口进行连接。

本发明首先对因传输距离产生时刻与帧头不对齐进行调整，使每一时刻与其对应的无线帧帧头对齐，再对由于等待发送等原因造成的延时进行调整，具体根据帧号的差值对时刻进行调整，从而得到准确的时间，进而为被授时设备进行授时，以提高授时的准确性，不具备GPS模块的终端或被授时设备可以采用上述方法获得准确的时间，因此实现了在不增加投资成本的前提下获取准确时间的目的。

所述RRC重配置请求消息中包含的时刻可为基站从授时设备中获取的时间。所谓的授时设备，例如GPS、北斗或网络授时的时钟源。

本发明中，时刻与无线帧帧号是对应关系，基站从授时设备中获取时刻，然后将时刻与一无线帧帧头进行对应，该无线帧的帧号为与该时刻对应的无线帧帧号。

可选的，在将调整后的时刻发送给被授时设备之前，还可包括：

向所述被授时设备发送秒脉冲信号，所述秒脉冲信号用于向所述被授时设备指示所述调整后的时刻对应的时刻点。

利用秒脉冲信号对被授时设备接收到的所述时刻指示，指示接收到的时间对应着接收到脉冲信号的时刻，进而对时间再次校准，进一步提高授时准确性。

基于相同的发明构思，如图5所示，本发明还提供一种无线授时系统100，该系统包括：

帧同步模块101，用于接收基站发送的广播消息，并从所述广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；

第一接收模块102，接收基站发送的随机接入响应消息，该响应消息中包含基站和所述终端之间的传输距离所产生的时间差；

第一调整模块103，用于根据所述传输距离所产生的时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；

第二接收模块104，用于在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息，该请求消息中包含基站生成所述RRC重配置请求消息的时刻及该时刻对应的无线帧帧号；

第二调整模块105，用于根据终端接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的所述时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的所述时刻进行调整；

其中，接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为根据接收到所述RRC重配置请求消息与接收到所述广播消息之间的时间差及所述广播消息中获取的无线帧帧号确定；

发送模块106，用于将调整后的时刻发送给被授时设备。

可选的，所述RRC重配置请求消息所包含的所述时刻为基站从授时设备中获取。

可选的，所述发送模块106还用于：

在将调整后的时刻发送给被授时设备之前，向所述被授时设备发送秒脉冲信号，所述秒脉冲信号用于向所述被授时设备指示所述调整后的时刻对应的时刻点。

本发明还提供一种终端，该终端包括以上任一所述的无线授时系统。

本发明无线授时系统为本发明无线授时方法的功能架构模块，其有关内容的解释、说明和有益效果请参考本发明无线授时方法的相应部分，这里不再赘述。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种无线授时方法，其特征在于，包括：

接收基站发送的广播消息，并从所述广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；

接收基站发送的随机接入响应消息，该响应消息中包含基站和终端之间的传输距离所产生的时间差；

根据所述传输距离产生的时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；

在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息，该请求消息中包含基站生成所述RRC重配置请求消息的时刻及该时刻对应的无线帧帧号；

根据终端接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的所述时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的所述时刻进行调整；

其中，接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为根据接收到所述RRC重配置请求消息与接收到所述广播消息之间的时间差及所述广播消息中获取的无线帧帧号确定；

将调整后的时刻发送给被授时设备。

2.根据权利要求1所述的无线授时方法，其特征在于，所述RRC重配置请求消息所包含的所述时刻为基站从授时设备中获取。

3.根据权利要求1或2所述的无线授时方法，其特征在于，在将调整后的时刻发送给被授时设备之前，还包括：

向所述被授时设备发送秒脉冲信号，所述秒脉冲信号用于向所述被授时设备指示所述调整后的时刻对应的时刻点。

4.一种无线授时系统，其特征在于，包括：

帧同步模块，用于接收基站发送的广播消息，并从所述广播消息中获取当前时刻对应的无线帧帧号；

第一接收模块，接收基站发送的随机接入响应消息，该响应消息中包含基站和终端之间的传输距离所产生的时间差；

第一调整模块，用于根据所述传输距离产生的时间差，对终端上的无线帧进行调整，使每一时刻与对应无线帧的帧头对齐；

第二接收模块，用于在附着过程中接收基站发送的RRC重配置请求消息，该请求消息中包含基站生成所述RRC重配置请求消息的时刻及该时刻对应的无线帧帧号；

第二调整模块，用于根据终端接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号与接收到的所述时刻对应的无线帧帧号之间的差值，对接收到的所述时刻进行调整；

其中，接收到所述RRC重配置请求消息时对应的无线帧帧号为根据接收到所述RRC重配置请求消息与接收到所述广播消息之间的时间差及所述广播消息中获取的无线帧帧号确定；

发送模块，用于将调整后的时刻发送给被授时设备。

5.根据权利要求4所述的无线授时系统，其特征在于，所述RRC重配置请求消息所包含的所述时刻为基站从授时设备中获取。

6.根据权利要求4或5所述的无线授时系统，其特征在于，所述发送模块还用于：

在将调整后的时刻发送给被授时设备之前，向所述被授时设备发送秒脉冲信号，所述秒脉冲信号用于向所述被授时设备指示所述调整后的时刻对应的时刻点。

7.一种终端，其特征在于，包括权利要求4-6任一所述的无线授时系统。