提供了一种用于无线网络中的时间同步的方法和装置，该装置为无线站点，该无线站点包括：物理层时钟；以及接收和解码电路，用于重复接收和解码广播信标帧和包括在该广播信标帧中的时间戳，其中所述物理层电路包括：振荡器，被配置成产生时钟信号；计数器，被配置成根据所述时钟信号而进行增加；误差计算单元，被配置成确定当前计数器值和在时间戳中接收的值之间的误差；以及速率调整模块，被配置成根据所确定的误差调整所述时钟信号并且将所调整的时钟信号提供至所述计数器，其中，所述解码电路被配置成利用在所述时间戳中接收的值来重写所述计数器。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年09月21日、申请号为201280046483.8、名称为“用于无线网络中的时间同步的方法和装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于无线网络中的时间同步的方法和装置以及系统，并且特别涉及时间同步对于从无线网络中的接收单元得到可接受性能很重要的类型的无线网络，例如在音频和视频功能和其他多媒体功能中。
技术介绍
IEEE 802.11Wi-Fi标准通常用于计算设备、网络服务器等之间的众多无线应用。IEEE 802.11Wi-Fi标准越来越多地应用于例如流音频数据、流视频数据和如使用便携式游戏设备进行游戏等的其他多媒体应用的功能的国内应用。经由接入点(AP)可提供即将被传送至无线网络中的多个站点(STA)的数据。这广播了相关数据并且该相关数据由其所认定的一个或多个接收器或者站点检测。网络中的每个站点将具有与其相关联的电路以处理根据接收到的数据的类型处理数据。例如，一对无线扬声器中的每一个无线扬声器将接收音频信号的左声道和右声道并且将必须对其解码并将其回放给用户听。每个站点中的电路将具有自由运行的时钟。该时钟通常是基于晶体的振荡器并且很常见这些振荡器不特别精准，以及在站点之间时钟常彼此不同步。因此，对于例如一对扬声器，用于控制回放的自由运行时钟在一个扩音器中可比另一个扩音器中的更快，这通常会逐渐引起左右声道变得不太同步。例如如NTPRFC 1305的NTP的时间协议常用于通过如因特网有线网络的标准有线分配系统来提供严格定时机制。NTP是这样一种常用的协议，当在无线网络中传送用于如音频的多种应用的数据时使用该协议是可取的。然而，问题出现了，因为无线系统中的例如NTP的时间协议可经历不对称的接收和传送路径，由于系统中不同单元间的不对称程度不同，该不对称的接收和传送路径可能不同。因此，经由Wi-Fi网络使用例如NTP的时间协议的站点将遭受由于不对称路径的不精确并因此可能不与其他站点同步。
技术实现思路
我们已认识到例如IEEE 802.11的Wi-Fi传输标准包括由在接入点的物理层时钟提供的定时信标(时间同步功能—TSF)，接收器需要优先处理该定时信标，并且此外这在AP和每一个站点之间形成快速和直接的半同步路径。每个站点中的Wi-Fi接收器具有站点处的处理电路使用的其自有的物理层自由运行时钟。该物理层自由运行时钟被复位以与来自在接收到的Wi-Fi信号中的AP的定时信标同步。因此，能使用TSF来同步接收器中的物理层时钟。接收到的AP-TSF和Wi-Fi接收器中的STA自由运行时钟间的不同提供了AP时钟和STA站点时钟间的误差，并且这能被用于为更高级的定时同步方法提供更精细的校正值(诸如NTP)，以使多个站点中的站点时钟更紧密地同步。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于接收和回放在无线媒体分配系统中传送的媒体的无线站点，该站点包括：物理层，该物理层包括物理层时钟并且还包括用于重复接收和解码广播信标帧和包括在该广播信标帧中的时间戳的接收器和解码器电路，以及其中该物理层时钟被配置为根据时间戳控制其输出时钟信号；传输层，该传输层使用传输层时间同步协议进行操作并且包括被连接至物理层时钟的时钟接口以将时钟信号从物理层时钟转换为适于由传输层时钟同步协议用作时钟源的形式；以及操作系统时钟，由传输层时间同步协议控制以用于接收和回放媒体。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于控制无线站点中的操作系统时钟以用于接收和回放在无线媒体分布系统中传送的媒体的方法，该方法包括：在站点的物理层中接收广播信标帧；解码该信标帧以得到时间戳；根据时间戳来控制物理层时钟的输出时钟信号；将物理层时钟的输出时钟信号转换为适于由传输层中的传输层时间同步协议用作时钟源的形式；以及用传输层时间同步协议来控制操作系统时钟以用于媒体的接收和回放。根据本专利技术的第三方面，提供了一种无线媒体分布系统，该无线媒体分配系统包括用于广播媒体的接入点和用于媒体的接收和回放的多个站点，其中：该接入点被配置为重复传送信标帧，该信标帧包括根据接入点中的物理层时钟得到的时间戳；每个站点被配置为接收和解码每个信标帧中的时间戳，并且根据该时间戳控制站点物理层时钟的输出时钟信号，以及使用物理层时钟的输出时钟信号作为用于站点的传输层中的传输层时间同步协议的时钟源。本专利技术的这些和其他方面将在参考其做出的随附权利要求中更精确地定义。附图说明本专利技术的优选实施方式将参考附图以示例的方式进行详细描述，其中：图1示意性地示出了本专利技术可被应用于其的类型的Wi-Fi网络，该类型的Wi-Fi网络使用NTP作为示例时间协议，图1示出了现有技术的NTP同步技术；图2示出了具有在AP和STA上被用于同步的物理层时钟的图1的配置，图2示出了多协议层同步技术；图3示出了AP物理层时钟和相关电路的示意图，图3示出了AP物理层时钟结构；图4示出了STA物理层时钟和相关电路的第一实施方式，图4示出了第一示例性STA物理层时钟结构；图5示出了STA物理层时钟和相关电路的第二实施方式，图5示出了第二示例性STA物理层时钟结构；以及图6示出了物理层时钟和NTP时钟之间的关系及Wi-Fi系统的应用层中的电路，图6示出了OS软件时钟的NTP调整。具体实施方式图1示出了使用例如NTP的应用层协议用于时间同步两个无线站点的已知技术。在该示例中，有两个站点(STA)2，这两个站点(STA)2回放来自媒体源4的媒体。媒体源可位于因特网中(例如，流服务)，连接至AP6(例如，存储在本地计算机或者网络驱动上)，或者能从站点中的一者得到(例如，媒体可经由DAB被广播并且在装备了DAB接收器的一个站点被接收并且通过Wi-Fi提供给其他站点)。两个站点的目的在于同步回放媒体。这可包括同步回放来自两个站点的相同媒体(例如，对于多房间(multi-room)回放)或者同步回放媒体的不同组成(例如提供给不同扬声器的左和右立体声信道)。媒体回放由每个站点2中的操作系统(OS)软件时钟8控制，并且两个站点可被配置为在特定时间按照各自的OS时钟8所确定的回放速率开始回放。然而，这依赖于站点中的OS软件时钟彼此同步。通常，这使用NTP(虽然可以使用其他类似的时间协议)来实现。NTP是应用层时间同步协议，该NTP可以被用于控制每个站点处的OS软件时钟。每个站点使用NTP周 期性地轮询在因特网上可接入的时间服务器(典型如原子时钟服务器)。这返回时间值，并且NTP能结合其他测量的网络统计使用该时间值以预测“真正”时间值。在理想的网络环境(例如有线以太网LAN)中，NTP能给出良好同步(约1ms精度)，其适用于多房间回放。然而，在例如Wi-Fi的无线环境中使用如上所述的基于NTP的解决方案有一些问题。具体地，不对称接收和传送路径可能导致NTP应用的不精确预测，并且因此如上所述每个站点中的OS软件时钟将不被充分同步。此外，对于如左/右立体声信道同步的应用，甚至需要NTP通常不能达到的较高精确度(10us左右)。因此，以上基于NTP的系统的类型不合适，特别是对于左/右信道同步，但对于一些多房间应用还是合适的。可替换的现有技术解决方案已整个放弃了NTP，但这些可替换的现有技术带来它们自身的问题，如这些技术通常使用专属同步协议。这导致非标本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无线站点，该无线站点包括：物理层时钟；以及接收和解码电路，用于重复接收和解码广播信标帧和包括在该广播信标帧中的时间戳，其中所述物理层时钟包括：振荡器，被配置成产生时钟信号；计数器，被配置成根据所述时钟信号而进行增加；误差计算单元，被配置成确定当前计数器值和在所述时间戳中接收的值之间的误差；以及速率调整模块，被配置成根据所确定的误差调整所述时钟信号并且将所调整的时钟信号提供至所述计数器，其中，所述解码电路被配置成利用在所述时间戳中接收的值来重写所述计数器。
【技术特征摘要】
2011.09.23 GB 1116521.4;2012.05.24 GB 1209312.61.一种无线站点，该无线站点包括：物理层时钟；以及接收和解码电路，用于重复接收和解码广播信标帧和包括在该广播信标帧中的时间戳，其中所述物理层时钟包括：振荡器，被配置成产生时钟信号；计数器，被配置成根据所述时钟信号而进行增加；误差计算单元，被配置成确定当前计数器值和在所述时间戳中接收的值之间的误差；以及速率调整模块，被配置成根据所确定的误差调整所述时钟信号并且将所调整的时钟信号提供至所述计数器，其中，所述解码电路被配置成利用在所述时间戳中接收的值来重写所述计数器。2.根据权利要求1所述的无线站点，其中所述接收的值为在接入点处计数器的值。3.根据权利要求1或2所述的无线站点，其中所述误差计算单元被配置成在所述计数器被利用在所述时间戳中接收的值重写之前，确定所述误差。4.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述速率调整模块被耦合在所述振荡器和所述计数器之间。5.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述速率调整模块为相位锁定环路。6.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述振荡器为自由运行的晶体振荡器。7.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述误差计算单元被配置成在接收所述信标帧和确定所述当前计数器值之间根据所述计数器的滴答数来确定所述误差。8.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述速率调整模块被配置成根据自从之前的校准以后逝去的时间和所确定的误差来确定所调整的速率。9.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述信标帧为Wi-Fi协议的信标帧。10.根据上述任意一项权利要求所述的无线站点，其中所述时间戳为Wi-Fi协议的时间同步功能。11.根据上述任意一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：I·R·诺尔斯，
申请(专利权)人：想象技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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