CN116981042A - 时钟同步方法及装置、设备、存储介质 - Google Patents

时钟同步方法及装置、设备、存储介质 Download PDF

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CN116981042A CN202210454727.1A CN202210454727A CN116981042A CN 116981042 A CN116981042 A CN 116981042A CN 202210454727 A CN202210454727 A CN 202210454727A CN 116981042 A CN116981042 A CN 116981042A
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于春阳
陈军伟
费云
胡鑫
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Shanghai Jinsheng Communication Technology Co ltd
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
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Abstract

本申请提供了时钟同步方法及装置、设备、存储介质；其中，所述方法包括：根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。

Description

时钟同步方法及装置、设备、存储介质
技术领域
本申请涉及电子技术，涉及但不限于时钟同步方法及装置、设备、存储介质。
背景技术
时钟同步在各个应用中起到至关重要的作用。比如，在基于伪卫星的定位技术中，由于伪卫星系统中包含的多个伪卫星受成本限制，其搭载的时钟通常并非是高精度原子钟。因此，多个伪卫星的时钟在时间上通常存在差异，即使通过时间同步后，在一定时间后，各自时钟的频率也容易发生程度不同的漂移。伪卫星系统定位时，数个伪卫星需协同工作，伪卫星之间的时钟偏差将对用户端的定位精度产生较大影响。因此，伪卫星中的时钟同步问题至关重要。
发明内容
有鉴于此，本申请提供的时钟同步方法及装置、设备、存储介质，能够实现时钟频率的同步，从而提高时钟同步精度。
根据本申请实施例的一个方面，提供一种时钟同步方法，包括：根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。
如此，基于计算得到的相对于第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，较之仅补偿时钟相位偏差，能够提高时钟同步精度，从而可维持更长时间的同步精度，进而在确保满足时钟同步精度要求的同时减少时钟同步的次数。
根据本申请实施例的另一方面，提供一种时钟同步装置，包括：第一计算模块，配置成根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；第二计算模块，配置成根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；频率补偿模块，配置成基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。
根据本申请实施例的又一方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本申请实施例所述的方法。
根据本申请实施例的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的所述的方法。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
图1为本申请实施例可能适用的一种网络架构示意图；
图2为本申请实施例提供的时钟同步方法的实现流程示意图；
图3为本申请实施例提供的第二设备与第一设备的相对钟差的确定方法的实现流程示意图；
图4为本申请实施例提供的从伪卫星的接收延时的确定方法示意图；
图5为本申请实施例提供的时钟同步装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了便于读者更加清楚地理解本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定。本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
图1示出了本申请实施例可能适用的一种网络架构，如图1所示，本实施例提供的网络架构包括：基准时钟101、伪卫星子系统102和伪卫星子系统103；各伪卫星子系统包括主伪卫星和从伪卫星；伪卫星子系统内的各个伪卫星相互通视。在该网络架构中，主干网络采用光纤，利用光纤将基准时钟的时间信号传递给各伪卫星子系统中的主伪卫星，基于此实现主伪卫星与基准时钟的同步；分支网络则基于无线信号进行时钟同步，这样可充分利用光纤时钟同步的精度高的优点，同时避免大规模布设光纤带来的成本高的问题。
需要说明的是，所谓相互通视是指两个伪卫星能够相互接收到对方的无线信号。比如，从伪卫星A处可直接肉眼看到伪卫星B，则伪卫星A和伪卫星B相互通视；再比如，采用激光笔，若从伪卫星A处激光可直达伪卫星B，则伪卫星A和伪卫星B相互通视。
为了便于理解本申请实施例的技术方案，首先在不考虑时钟传递的过程的前提下，对时钟误差模型进行介绍。
由伪卫星通信原理可知，理论上主伪卫星和从伪卫星的时钟基准都应为fbase，假设主伪卫星的时钟频率为fm，在t时刻后所表示的时间为tm，假定主伪卫星的时钟已经基于光纤传输的时间信号与基准时钟保持了同步，即主伪卫星的时间是准确的，故tm＝t，fm＝fbase。
从伪卫星时钟的时钟频率为fs＝fbase+f0，f0为从伪卫星相对基准时钟频率fbase的频率偏移(如下称为时钟频率偏移)，假设主伪卫星与从伪卫星间的初始时钟钟差(即时钟相位偏差)为tε，即在0时刻ts,0-tm,0＝tε。在t时刻后的从伪卫星表示时间ts为此处补充一下，时钟频率是指伪卫星系统中时钟的基础频率，它以“若干次周期每秒”来度量，量度单位采用SI单位赫兹(Hz)。因此，伪卫星中时钟可简单理解为通过累积振荡次数来实现，时钟频率为fbase的时钟，每次振荡/>秒，故累积fbase次振荡即为1s；而时钟频率为fs时，每次振荡/>秒，因不知时钟频率偏移f0，仍然累积fbase次振荡，则最终累积时间不是1秒，而是/>秒，根据比例关系可知/>(分子均为真实时间，分母为从伪卫星时钟的时间)，真实1秒对应从伪卫星时间为/>秒。
综合上述推导，t时刻后主伪卫星与从伪卫星间的时间差(即时钟误差模型)为：即如下公式(0)所示：
式中，t表示从初始时刻经历的真实时间，tε表示主伪卫星与从伪卫星在初始时刻的时间差，即时钟相位偏差，而f0为时钟频率偏移。
本申请实施例提供一种时钟同步方法，该方法应用于第二设备，该第二设备在实施的过程中可以为各种类型的需要进行时钟同步的设备，例如所述第二设备可以包括伪卫星(例如图1所示的从伪卫星)、基站(该基站可以包括各种形式的宏基站、微基站、中继站或接入点等等)、路由设备、定位锚点等。该方法所实现的功能可以通过第二设备中的处理器调用程序代码来实现，当然程序代码可以保存在计算机存储介质中，可见，该第二设备至少包括处理器和存储介质。
图2为本申请实施例提供的时钟同步方法的实现流程示意图，如图2所示，该方法可以包括以下步骤201至步骤203：
步骤201，第二设备根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量。
举例而言，假设时钟频率偏移率在某一较短时间段为常值，则积累的N+1个钟差观测量包括N+1个相对钟差偏移，表示为下式(1)所示：
式中，表示编号为i的第二设备在t时刻与第一设备的相对钟差，/>表示编号为i的第二设备在t-N时刻与第一设备的相对钟差，N大于1。
基于此，可以建立如下式(2)所示的关系式：
式中，Δtt为相对钟差偏移分别对应的t时刻和t-1时刻这两个时刻的时间间隔，Δtt-N为t-N+1时刻与t-N时刻的时间间隔，/>表示自t时刻至t-N+1时刻这一时段的时钟频率偏移率，V为测量噪声，/>表示t时刻对应的与第一设备的相对钟差/>和t-1时刻对应的与第一设备的相对钟差/>之间的差异量，即在t时刻观测得到的相对钟差偏移。
那么，基于式(2)可以改写为如下式(3)所示的矩阵形式：
HX+V＝Z (3)；
因此，在一些实施例中，可以对上式(3)代表的观测方程采用递推最小二乘法进行拟合，从而得到该时段的时钟频率偏移率
其中，基于式(3)所示的矩阵形式HX+V＝Z，递推最小二乘法的递推公式如下式(4)至(6)所示：
Pk-1＝(I-KkHk)Pk-1 (6)；
其中，P和X的初值可以根据具体情况选取。
当然，也不限于采用递推最小二乘法求解第一时段的时钟频率偏移率。也可以采用其它最小二乘法等，总之能够基于在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到该时段的时钟频率偏移率即可。
另外，在一些实施例中，可以通过如下实施例的步骤301至步骤303确定第二设备与第一设备的相对钟差，此处不再赘述。
步骤202，第二设备根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移。
举例而言，假设第二设备为从伪卫星，第一设备为主伪卫星，根据式(0)所示的主伪卫星与从伪卫星间的时间差的表达式可推导得到：对编号为i的从伪卫星，t时刻与t-1时刻的相对钟差偏移为其中，Δtt为t时刻与t-1时刻的时间间隔。
于是，主伪卫星与从伪卫星间的时间频率偏移率定义为其计算公式如下式(7)所示：
因此，得到相对于主伪卫星的时钟频率偏移f0的计算公式如下式(8)所示：
式中，fbase是指主伪卫星的时钟频率。
在一些实施例中，主伪卫星的时钟基于光纤传输的时间信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步。当然，在另一些实施例中，主伪卫星的时钟也可以基于无线信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步。在又一些实施例中，主伪卫星的时钟就是具有高精度的基准时钟，即时钟精度满足指标要求的时钟。在此对于主伪卫星与基准时钟的同步方法不做限定。总之，主伪卫星的时钟是与基准时钟保持同步的。
步骤203，第二设备基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。
在一些实施例中，第一设备的时钟频率是与基准时钟保持同步的。或者，第一设备的时钟采用的就是具有高精度的时钟，即时钟精度满足指标要求的时钟。
而由前文推导可知，第二设备的时钟频率为fs＝fbase+f0，f0为第二设备相对基准时钟的时钟频率fbase的时钟频率偏移，也即相对于第一设备的时钟频率偏移，因此，fbase＝fs-f0。即，第二设备基于f0对本地时钟的时钟频率fs进行频率补偿，即可实现与基准时钟的频率同步。
在本申请实施例中，对于进行频率补偿的时机不做限定，可以是周期性地执行步骤201至步骤203，也可以是基于确定所述时钟频率偏移大于第一阈值，利用所述时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿；即在所述时钟频率偏移大于第一阈值的情况下，利用所述时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿；如此，能够在确保同步精度的前提下，可以减少补偿次数，从而节约功耗。
在本申请实施例中，提供了一种时钟频率的补偿方法，根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步；如此，较之仅补偿时钟相位偏差，能够提高时钟同步精度，从而可维持更长时间的同步精度，进而在确保时钟同步精度要求的同时减少时钟同步的次数。
在完成时钟频率的同步之后，也可以进行时钟相位的补偿，即，在一些实施例中，所述方法还包括：第二设备根据在第二时段观测得到的至少一个与所述第一设备的相对钟差，确定相对于所述第一设备的时钟相位偏差；其中，所述第二时段的起始时刻滞后于所述第一时段的起始时刻；第二设备基于所述时钟相位偏差对本地时钟进行相位补偿，从而实现时钟相位同步；如此，一方面，在进行时钟频率的同步之后进行时钟相位同步，由于时钟频率的同步已经提高了同步精度，因此可以减少时钟相位同步的操作次数；另一方面，相比于时钟频率同步，时钟相位同步的计算量较小，因此，在进行时钟频率的同步之后进行时钟相位同步，可以以更少的计算开销保持时钟同步精度。
在一些实施例中，可以将在第二时段观测得到的多个与第一设备的相对钟差的均值作为所述时钟相位偏差。
可以理解地，由前文推导可知，t时刻后主伪卫星和从伪卫星间的时间差(即时钟误差模型)为因此，在完成时钟频率的补偿之后，时钟误差模型中仅包含时钟相位偏差tε，因此在得到时钟相位偏差，即可对本地时钟进行相位补偿，从而实现时钟相位同步。
需要说明的是，在一些实施例中，第一设备的时钟基于光纤传输的时间信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步。当然，在另一些实施例中，第一设备的时钟也可以基于无线信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步；在又一些实施例中，第一设备的时钟是具有高精度的基准时钟。总之，对于第一设备与基准时钟的同步方法不做限定，第一设备的时钟是与基准时钟保持同步的。
另外，对于这里涉及的在第二时段观测得到的至少一个与所述第一设备的相对钟差，可以根据如下实施例的步骤301至步骤303获得。
对于第二设备与第一设备的相对钟差的确定方法，如图3所示，可以包括以下步骤301至步骤303：
步骤301，第二设备接收所述第一设备发送的第一无线信号。
例如，第二设备为从伪卫星，第一设备为主伪卫星，主伪卫星向从伪卫星发送导航信号(即第一无线信号的一种示例)。
步骤302，第二设备基于所述第一无线信号，得到与所述第一设备的伪距测量值；
步骤303，第二设备至少基于所述伪距测量值、与所述第一设备的实际物理距离和所述光速，确定与所述第一设备的相对钟差。
在本申请实施例中，提供一种基于单向通信确定相对钟差的方法，即步骤301至步骤303，基于此实现时钟频率和时钟相位的同步，相对于双向通信实现起来更简单，大大节约了信号传输带来的时间成本，从而能够提高时钟同步的实时性。对于基于伪卫星的定位技术而言，时钟同步的实时性的好坏直接影响着定位精度的高低。
如下对上述步骤的可能的具体实施步骤和相关技术术语进行解释说明。
在步骤302中，第二设备基于所述第一无线信号，得到与所述第一设备的伪距测量值。
在一些实施例中，第二设备对所述第一无线信号进行解析，得到所述第一无线信号的发送时间戳；第二设备至少基于所述第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和所述发送时间戳，确定所述第一无线信号的传播时长；第二设备基于所述第一无线信号的传播时长和光速，确定与所述第一设备的伪距测量值。
进一步地，对于第一无线信号的传播时长的确定方法，在一些实施例中，第二设备可以基于第一无线信号的接收时间、接收延时、发送时间戳和发送延时，确定第一无线信号的传播时长，即根据如下公式(9)计算得到第一无线信号的传播时长T：
式中，tr表示第一无线信号的接收时间，tx表示第一无线信号的发送时间戳，表示第一无线信号的接收延时，gm表示第一无线信号的发送延时。
进一步地，对于第一无线信号的传播时长的确定方法，在另一些实施例中，发送延时也可以忽略不计。
可以理解地，时间戳的获取位置对同步精度的影响很大，越靠近底层获取报文时间戳，第一设备与第二设备之间的链路往返时延越小，产生的链路延时不对称性越小。因此，在MAC层打时间戳，可尽量减少发送延时。因此，在一些实施例中，第一设备可以在MAC层获取发送时间戳，然后将其携带在第一无线信号中；如此，第一无线信号的发送延时可以忽略不计，因此也就无需计算和标定发送延时，从而降低了算法复杂性，进而提高了时钟同步的实时性。
基于此，第二设备基于第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和发送时间戳，即可得到较为准确的第一无线信号的传播时长。即，根据如下公式(10)即可得到传播时长T：
式中，tr表示第一无线信号的接收时间，tx表示第一无线信号的发送时间戳，表示第一无线信号的接收延时。
可以理解地，已知第一无线信号的传播时长和光速，容易得到与第一设备的伪距测量值，即根据如下公式(11)即可计算得到伪距测量值
在步骤303中，第二设备至少基于所述伪距测量值、与所述第一设备的实际物理距离和所述光速，确定与所述第一设备的相对钟差。
可以理解地，第二设备与第一设备的实际物理距离，可以通过各种方法得到，例如激光测距，又如基于已知的第二设备和第一设备的位置坐标，容易求得二者的实际物理距离。
假设伪距测量值表示为与第一设备的实际物理距离表示为/>如若在步骤302中没有考虑第一无线信号的接收延时和发送延时，则根据如下公式(12)可以计算得到第二设备与第一设备的相对钟差/>
式中，gm表示第一设备的发送延时，也即第一无线信号的发送延时，表示第二设备的接收延时，也即第一无线信号的接收延时，这两个参数都可以预先测量得到，从而预先标定。/>表示对流层效应对信号传输的影响，对于伪卫星而言，由于是地面卫星，所以对流层效应对信号传输产生的影响非常小，可以忽略不计，或者也可以通过建模补偿/>
当然，如若在步骤302中考虑了第一无线信号的接收延时和发送延时，则根据如下公式(13)可以计算得到第二设备与第一设备的相对钟差
对于第二设备的接收延时，需要预先测量得到，在一些实施例中，所述预先标定的接收延时的确定过程包括：第二设备通过发射天线发射第二无线信号，以及通过接收天线接收所述第二无线信号；其中，所述第二无线信号携带有所述第二无线信号的第二发送时间戳，所述第二发送时间戳是在MAC层获得的；第二设备基于光速、所述发射天线与所述接收天线的实际物理距离和至少一次得到的所述第二无线信号的接收时间以及所述第二发送时间戳，确定所述接收延时。
举例而言，假设第二设备为从伪卫星，第一设备为主伪卫星，那么对于从伪卫星的接收延时，可通过导航信号的自发自收进行测量，并将视为恒定值将其标定补偿。如图4所示，假设从伪卫星的发射信号(即第二无线信号)被自身接收天线接收，发射时刻为t0，接收时刻为t1，发射天线与接收天线的实际物理距离为drt，则该从伪卫星的接收延时的计算公式如下式(14)所示：
其中，c表示光速。
于是，伪卫星钟差可以根据主从伪卫星间的伪距测量值和物理距离/>求得。
需要说明的是，可以基于多次测量得到的所述第二无线信号的接收时间以及所述第二发送时间戳，求取t1-t0的均值，基于此和公式(14)确定从伪卫星的接收延时。
在一些实施例中，第二设备与所述第一设备相互通视，所述第一设备的时钟基于光纤传输的时间信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步；如此，在伪卫星系统中采用有线和无线结合的伪卫星时间同步架构，在充分利用光纤同步和无线同步的各自优势，可以较好地平衡成本与时间同步精度，使得伪卫星组网更加灵活，成本可控。当然，在另一些实施例中，第一设备的时钟就是基准时钟。
伪卫星是一种类GNSS信号的发射器，其工作原理与GNSS相同，通过播发类GNSS信号实现定位。伪卫星定位的一个关键优势在于：用户设备硬件可与GNSS定位共享，从而降低了成本。时间同步技术是伪卫星的关键技术。对于全部采用光纤实现时频同步的方案，大规模的光纤布设带来的成本升高使得应用受到限制，并且光纤的弯折等布设操作会带来传输损耗。对于基于无线信号实现时频同步的方法，伪卫星信号易受到墙壁之类物体的强反射，一般需要基站之间相互通视，如此就限制了基站之间的距离。因此，以上两种方法单独使用均存在较大的局限性。此外，相关技术中大多考虑时间相位的同步，缺少对时间频率同步的考虑。要保证长期的时间同步，主从伪卫星需要进行频繁的通信。差分式时间同步法虽然考虑了钟速误差，但额外增加了参考站。
基于此，下面将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。
在本申请实施例中，所提出的时间同步方法的具体执行步骤包括步骤S101至步骤S104：
S101，按照主分式伪卫星时间同步系统，主伪卫星与基准时钟通过光纤进行通信。对主伪卫星和从伪卫星的位置进行精确测量，并标定出各从伪卫星的接收延时；
S102，基准时钟通过光纤与各主伪卫星进行时频同步；
S103，各从伪卫星进行时钟频率偏移率的最小二乘拟合，达到相应阈值条件后，将基于时钟频率偏移率得到的时钟频率偏移补偿到伪卫星时钟，从而实现时间频率同步；
S104，各主伪卫星和子系统内的从伪卫星进行时钟相位同步。各子系统中主伪卫星和从伪卫星按照较低的频率进行上述时钟相位及时钟频率的同步，保证长时间的时间同步精度。
在本申请实施例中：
1)所提出的主分式伪卫星时间同步架构可以较好的平衡成本与时间同步精度，使得伪卫星组网更加灵活；在充分利用光纤同步和无线同步的各自优势，并规避了各自的缺点，布局灵活，成本可控。
2)所提出的单向时间同步方法简便易行，通信链路实现复杂度低，总体成本较低；
3)本技术方案考虑到了钟速(即时钟频率)的补偿和校正，相比只考虑钟差(即时钟相位)并频繁进行校正，可降低时间同步的频率；
4)提出了一种递推最小二乘法时钟频率补偿方法，较之只补偿时间相位误差可维持更长时间精度，降低时间同步操作的执行频率。另外，采用递推式运算较之常规总体最小二乘法无需进行数据缓存，可节省数据空间。
需要说明的是，在本文中对于从伪卫星的实施方案，对于其它类型的第二设备也同样适用。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等；或者，将不同实施例中步骤组合为新的技术方案。
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种时钟同步装置，图5为本申请实施例时钟同步装置的结构示意图，如图5所示，时钟同步装置50包括：
第一计算模块501，配置成根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；
第二计算模块502，配置成根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；
频率补偿模块503，配置成基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。
在一些实施例中，时钟同步装置50还包括第三计算模块和相位补偿模块；其中，所述第三计算模块，配置成根据在第二时段观测得到的至少一个与所述第一设备的相对钟差，确定相对于所述第一设备的时钟相位偏差；其中，所述第二时段的起始时刻滞后于所述第一时段的起始时刻；所述相位补偿模块，配置成基于所述时钟相位偏差对本地时钟进行相位补偿，从而实现时钟相位同步。
在一些实施例中，时钟同步装置50还包括信号接收模块，配置成接收所述第一设备发送的第一无线信号；所述第三计算模块，还配置成基于所述第一无线信号，得到与所述第一设备的伪距测量值；以及至少基于所述伪距测量值、与所述第一设备的实际物理距离和所述光速，确定与所述第一设备的相对钟差。
在一些实施例中，所述第三计算模块，包括伪距测量单元，配置成对所述第一无线信号进行解析，得到所述第一无线信号的发送时间戳；至少基于所述第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和所述发送时间戳，确定所述第一无线信号的传播时长；基于所述第一无线信号的传播时长和光速，确定与所述第一设备的伪距测量值。
在一些实施例中，所述第一无线信号携带有所述第一无线信号的第一发送时间戳，所述第一发送时间戳是所述第一设备在MAC层获得的；所述伪距测量单元包括确定子单元，配置成基于所述第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和所述第一发送时间戳，确定所述第一无线信号的传播时长。
在一些实施例中，时钟同步装置50还包括接收模块、发送模块和第四计算模块；其中，所述接收模块配置成通过发射天线发射第二无线信号，以及所述发送模块配置成通过接收天线接收所述第二无线信号；其中，所述第二无线信号携带有所述第二无线信号的第二发送时间戳，所述第二发送时间戳是在MAC层获得的；所述第四计算模块，配置成基于光速、所述发射天线与所述接收天线的实际物理距离和至少一次得到的所述第二无线信号的接收时间以及所述第二发送时间戳，确定所述接收延时。
在一些实施例中，频率补偿模块503，配置成：基于确定所述时钟频率偏移大于第一阈值，利用所述时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿。
在一些实施例中，时钟同步装置50所在的第二设备与所述第一设备相互通视，所述第一设备的时钟基于光纤传输的时间信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步。
以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，本申请实施例中的时钟同步装置对模块的划分是示意性的，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。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。也可以采用软件和硬件结合的形式实现。
需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得电子设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本申请实施例提供一种电子设备，图6为本申请实施例的电子设备的硬件实体示意图，如图6所示，所述电子设备60包括存储器601和处理器602，所述存储器601存储有可在处理器602上运行的计算机程序，所述处理器602执行所述程序时实现上述实施例中提供的时钟同步方法中的步骤。
需要说明的是，存储器601配置为存储由处理器602可执行的指令和应用，还可以缓存在处理器602以及电子设备60中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(RandomAccess Memory，RAM)实现。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的方法中的步骤。
本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例提供的方法中的步骤。
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质、存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如对象A和/或对象B，可以表示：单独存在对象A，同时存在对象A和对象B，单独存在对象B这三种情况。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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：多个模块或组件可以结合，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，设备或模块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模块可以是、或也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是、或也可以不是物理模块；既可以位于一个地方，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模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各模块分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中；上述集成的模块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(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得电子设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种时钟同步方法，其特征在于，所述方法包括：
根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；
根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；
基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据在第二时段观测得到的至少一个与所述第一设备的相对钟差，确定相对于所述第一设备的时钟相位偏差；其中，所述第二时段的起始时刻滞后于所述第一时段的起始时刻；
基于所述时钟相位偏差对本地时钟进行相位补偿，从而实现时钟相位同步。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述相对钟差的确定过程包括：
接收所述第一设备发送的第一无线信号；
基于所述第一无线信号，得到与所述第一设备的伪距测量值；
至少基于所述伪距测量值、与所述第一设备的实际物理距离和所述光速，确定与所述第一设备的相对钟差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一无线信号，得到与所述第一设备的伪距测量值，包括：
对所述第一无线信号进行解析，得到所述第一无线信号的发送时间戳；
至少基于所述第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和所述发送时间戳，确定所述第一无线信号的传播时长；
基于所述第一无线信号的传播时长和光速，确定与所述第一设备的伪距测量值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一无线信号携带有所述第一无线信号的第一发送时间戳，所述第一发送时间戳是所述第一设备在MAC层获得的；
相应地，所述至少基于所述第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和所述发送时间戳，确定所述第一无线信号的传播时长，包括：
基于所述第一无线信号的接收时间、预先标定的接收延时和所述第一发送时间戳，确定所述第一无线信号的传播时长。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预先标定的接收延时的确定过程包括：
通过发射天线发射第二无线信号，以及通过接收天线接收所述第二无线信号；其中，所述第二无线信号携带有所述第二无线信号的第二发送时间戳，所述第二发送时间戳是在MAC层获得的；
基于光速、所述发射天线与所述接收天线的实际物理距离和至少一次得到的所述第二无线信号的接收时间以及所述第二发送时间戳，确定所述接收延时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，包括：
基于确定所述时钟频率偏移大于第一阈值，利用所述时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行所述时钟同步方法的第二设备与所述第一设备相互通视，所述第一设备的时钟是基于光纤传输的时间信号实现与基准时钟的相位和时钟频率的同步的。
9.一种时钟同步装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，配置成根据在第一时段观测得到的多个相对钟差偏移和各个所述相对钟差偏移分别对应的两个时刻的时间间隔，得到所述第一时段的时钟频率偏移率；其中，所述相对钟差偏移是指所述第一时段的两个时刻分别对应的与第一设备的相对钟差之间的差异量；
第二计算模块，配置成根据所述时钟频率偏移率和获取的所述第一设备的时钟频率，得到相对于所述第一设备的时钟频率偏移；
频率补偿模块，配置成基于所述相对于所述第一设备的时钟频率偏移对本地时钟进行频率补偿，从而实现时钟频率同步。
10.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至8任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
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