一种相对时间同步方法、设备和系统技术方案

本发明专利技术涉及无线电导航和通信领域，公开一种相对时间同步方法、设备和系统。一种相对时间同步方法，包括：两个时间同步节点A和B，两者均向对方发射时间同步信号，并接收来自对方的时间同步信号，获取各自信号的发送时间和接收时间，完成两者相对时差偏移量的计算，所述时间同步信号通过有线传输介质和无线方式在指定在载波信道上进行传输，同时实现时间测量和信息传输功能；根据获取的所述相对时钟偏移量，进一步可调整A或B的时钟。本发明专利技术实施例可快速实现整个网络所有需要同步设备间的时间同步，并通过已有的传输介质或者无线方式传输，可大幅降低组网和实施的难度。

A method, equipment and system of relative time synchronization

【技术实现步骤摘要】
一种相对时间同步方法、设备和系统
本专利技术涉及无线电导航领域，尤其涉及一种相对时间同步方法、设备和系统。
技术介绍
通信系统、导航系统尤其是室内导航系统对时间同步需求非常突出。应用于现有系统中的时间同步方案为GNSS时间同步方案，每一个通信基站或者导航基站均配置一个GNSS设备，为每一个基站提供GNSS时间，从而实现多基站之间的时间同步。但是对于室内的通信基站以及室内的导航基站来说就变得不太现实，由于GNSS信号无法覆盖室内，为每一个基站配置GNSS设备需要铺设大量的电缆，为施工带来极大的不便，且成本高昂；此外并非所有导航系统、通信系统都需要绝对的时间同步，更重要的是系统内各个导航信号发射基站、通信信号发射基站间建立统一的时间关系，即相对时间同步。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种相对时间同步方法、设备及系统，解决通信系统基站、导航基站之间的时间同步问题，以降低现有方案安装不便、无GNSS信号的问题。本专利技术提供一种相对时间同步方法、设备及系统，其实现如下：一种相对时间同步方法，包括以下步骤：S1：在第n个时间同步节拍，时钟同步节点A使用有线传输介质或无线方式，通过载波信道A、在Ta(n)时刻向时间同步节点B传输时间同步信号A(n)，时间同步信号A(n)搭载通信信息，包括但不限于发射时刻Ta(n)、第n-1个时钟同步节拍时间同步节点A接收时间同步信号B(n-1)的接收时刻Tar(n-1)，同时时钟同步节点A记录发射时刻信息；在第n个时间同步节拍，时钟同步节点B使用有线传输介质或无线方式，通过载波信道B、在Tb(n)时刻向时间同步节点A传输时间同步信号B(n)，时间同步信号B(n)搭载通信信息，包含但不限于发射时刻Tb(n)、第n-1个时钟同步节拍时间同步节点B接收时间同步信号A(n-1)的接收时刻Tbr(n-1)，同时时钟同步节点B记录发射时刻信息；为了不失一般性，令n＝0为初始时间同步节拍，Tbr(-1)、Tar(-1)为无效值，A(-1)、B(-1)为无效同步信号。S2：时间同步节点B接收时间同步节点A发出的时间同步信号A(n)，获取时间同步信号A(n)的到达时间Tbr(n)、时间同步信号的发射时间Ta(n)、时间同步节点A在第n-1个时钟同步节拍接收时间同步信号B(n-1)的接收时刻Tar(n-1)；时间同步节点A接收时间同步节点B发出的时间同步信号B(n)，获取时间同步信号B(n)的到达时间Tar(n)、时间同步信号的发射时间Tb(n)、时间同步节点B第n-1个时钟同步节拍接收时间同步信号A(n-1)的接收时刻Tbr(n-1)；S3：对于时间同步节拍n(n>0)，时间同步节点A、时间同步节点B可以根据所述Ta(n-1)、Tar(n-1)、Tb(n-1)、Tbr(n-1)计算出时间同步节点A、时间同步节点B之间的时差，调整时间同步节点A或B中的一个时钟，实现两者的同步。S4：重复S1、S2、S3进行第n+1个节拍的时间同步，进行第n次时间同步。进一步地，在S1步骤中，两个相邻时钟同步节拍n、n+1之间的时间间隔可控。进一步地，在S1步骤中，所述有线传输介质包括同轴电缆、电力线、光纤。进一步地，在S1步骤中，所述载波信道A和在载波信道B可以同频或异频。进一步地，在S4步骤中，通过多次时间同步，可进一步实现间同步节点A、时间同步节点B之的频率同步。本专利技术还提供一种时间同步设备，其特征在于，包括相互连接的时钟模块、处理模块、时钟同步信号产生模块、时间同步信号处理模块、发射模块、接收模块。时钟模块负责提供时间同步设备运行所需的时间和频率，并在时间同步完成后对本地时间及频率的进行调整。时钟同步信号产生模块完成待发送时间同步信号的生成。发射模块将时钟同步信号产生模块产生的时间同步信号调制后通过有线传输介质或无线方式在载波信道中向其它时间同步节点传输。接收模块通过有线传输介质或无线方式接收来自其它时间同步节点在载波信道中传输的时间同步信号，并完成相关的变频及信号功率调整工作。时间同步信号处理模块完成接收模块输出的时间同步信号的解调和到达时间的测量。处理模块负责完成时间同步信号生成模块的数据准备及控制，完成时间同步信号处理模块的数据获取及控制；依据所获取的数据完成本时间同步节点与其它时间同步节点之间的时差计算，并根据系统需求，对时钟模块进行频率和/或时差进行调整，完成相对时间同步；完成相对时间同步后，时间同步设备可以向其它设备，包括导航设备、通信设备，提供时间频率信息。进一步地，所述处理模块可以通过互联网连接时间同步服务器，实现网络授时。进一步地，所述时钟模块可连接外部GNSS授时设备，完成与GNSS时间的同步。本专利技术还提供一种相对时间同步系统，包括至少两个所述时间同步设备，多个时间同步节点组成星型网络、总线网络、菊花链网络或以上三种网络的混合网络；网络中可设定至少一个时间同步设备作为主节设备，所有其他设备直接或者间接与主设备同步。进一步地，所述主节点可与GNSS授时设备或NTP服务器连接，提供绝对时间基准。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：简化了时间同步节点间的数据传输流程；既可通过有线传输介质也可通过无线方式实现时间同步，在使用有线传输介质时，可通过电力线传输时间同步信号，完成整个通信和导航网络的时间同步，可大幅降施工难度；通过在一个时间同步节点上连接GNSS授时设备或NTP服务器，在相对时间同步的基础上，即可实现绝对时间同步，降低了系统的组网成本。附图说明图1为本专利技术实施例的一种相对时间同步方法实施例的信息交互流程图；图2为本专利技术实施例的时间同步设备的一实施例示意图；图3为本专利技术实施例的时间同步设备的另一实施例示意图；图4为本专利技术实施例的时间同步系统的一实施例示意图；图5为本专利技术实施例的时间同步系统的另一实施例示意图；图6为本专利技术实施例的时间同步系统的另一实施例示意图。。具体实施方式本专利技术实施例提供一种相对时间同步方法、设备及系统。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。图1为本专利技术实施例的一种相对时间同步方法实施例的信息交互流程图，时间同步节点A、时间同步节点B均向对方发射时间同步信号、并接收来自对方的时间同步信号，计算时间节点A和B之间的相对时间差至少需要相邻两个节拍完成，为了不使不失一般性，令n＝1，第0个节拍为初始时间同步节拍，则图1包括：在第0节拍：时间同步节点A在发射时刻Ta(0)向时间同步节点B发射同步信号A(0)，并在Ta本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相对时间同步方法，其特征在于：/nS1：在第n个时间同步节拍，时钟同步节点A使用有线传输介质或无线方式，通过载波信道A、在Ta(n)时刻向时间同步节点B传输时间同步信号A(n)，时间同步信号A(n)搭载通信信息，包括但不限于发射时刻Ta(n)、第n-1个时钟同步节拍时间同步节点A接收时间同步信号B(n-1)的接收时刻Tar(n-1)，同时时钟同步节点A记录发射时刻信息；/n在第n个时间同步节拍，时钟同步节点B使用有线传输介质或无线方式，通过载波信道B、在Tb(n)时刻向时间同步节点A传输时间同步信号B(n)，时间同步信号B(n)搭载通信信息，包含但不限于发射时刻Tb(n)、第n-1个时钟同步节拍时间同步节点B接收时间同步信号A(n-1)的接收时刻Tbr(n-1)，同时时钟同步节点B记录发射时刻信息；/n为了不失一般性，令n＝0为初始时间同步节拍，Tbr(-1)、Tar(-1)为无效值，A(-1)、B(-1)为无效同步信号。/nS2：时间同步节点B接收时间同步节点A发出的时间同步信号A(n)，获取时间同步信号A(n)的到达时间Tbr(n)、时间同步信号的发射时间Ta(n)、时间同步节点A在第n-1个时钟同步节拍接收时间同步信号B(n-1)的接收时刻Tar(n-1)；/n时间同步节点A接收时间同步节点B发出的时间同步信号B(n)，获取时间同步信号B(n)的到达时间Tar(n)、时间同步信号的发射时间Tb(n)、时间同步节点B第n-1个时钟同步节拍接收时间同步信号A(n-1)的接收时刻Tbr(n-1)；/nS3：对于时间同步节拍n(n>0)，时间同步节点A、时间同步节点B可以根据所述Ta(n-1)、Tar(n-1)、Tb(n-1)、Tbr(n-1)计算出时间同步节点A、时间同步节点B之间的时差，调整时间同步节点A或B中的一个时钟，实现两者的同步。/nS4：重复S1、S2、S3进行第n+1个节拍的时间同步，进行第n次时间同步。/n...

【技术特征摘要】
1.一种相对时间同步方法，其特征在于：
S1：在第n个时间同步节拍，时钟同步节点A使用有线传输介质或无线方式，通过载波信道A、在Ta(n)时刻向时间同步节点B传输时间同步信号A(n)，时间同步信号A(n)搭载通信信息，包括但不限于发射时刻Ta(n)、第n-1个时钟同步节拍时间同步节点A接收时间同步信号B(n-1)的接收时刻Tar(n-1)，同时时钟同步节点A记录发射时刻信息；
在第n个时间同步节拍，时钟同步节点B使用有线传输介质或无线方式，通过载波信道B、在Tb(n)时刻向时间同步节点A传输时间同步信号B(n)，时间同步信号B(n)搭载通信信息，包含但不限于发射时刻Tb(n)、第n-1个时钟同步节拍时间同步节点B接收时间同步信号A(n-1)的接收时刻Tbr(n-1)，同时时钟同步节点B记录发射时刻信息；
为了不失一般性，令n＝0为初始时间同步节拍，Tbr(-1)、Tar(-1)为无效值，A(-1)、B(-1)为无效同步信号。
S2：时间同步节点B接收时间同步节点A发出的时间同步信号A(n)，获取时间同步信号A(n)的到达时间Tbr(n)、时间同步信号的发射时间Ta(n)、时间同步节点A在第n-1个时钟同步节拍接收时间同步信号B(n-1)的接收时刻Tar(n-1)；
时间同步节点A接收时间同步节点B发出的时间同步信号B(n)，获取时间同步信号B(n)的到达时间Tar(n)、时间同步信号的发射时间Tb(n)、时间同步节点B第n-1个时钟同步节拍接收时间同步信号A(n-1)的接收时刻Tbr(n-1)；
S3：对于时间同步节拍n(n>0)，时间同步节点A、时间同步节点B可以根据所述Ta(n-1)、Tar(n-1)、Tb(n-1)、Tbr(n-1)计算出时间同步节点A、时间同步节点B之间的时差，调整时间同步节点A或B中的一个时钟，实现两者的同步。
S4：重复S1、S2、S3进行第n+1个节拍的时间同步，进行第n次时间同步。


2.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于：在S1步骤中，两个相邻时钟同步节拍n、n+1之间的时间间隔可控。


3.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于：在S1步骤中，所述载波信道A和载波信道B同频或异频。


4.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志俭，钟小鹏，明德祥，
申请(专利权)人：长沙北斗产业安全技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43