[发明专利]一种实现时间同步的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及物联网技术，尤指一种实现时间同步的方法和系统。

背景技术

在物联网应用中，物联网设备的时间同步往往需要作为传感器监测数据时间校准的基础，物联网设备可能需要获得一个标准时间作为当前数据的时间戳标识。

在传统的通信网络中，主要在应用层实现网络时间的同步。如网络时间协议（NTP，Network Time Protocol），利用发布的时间戳消息和获得的时间戳应答消息间的时间差对设备始终进行校准。该方法中时间同步的误差来源于设备与时间源间双向网络链路的时延差。在无线物联网应用场景中，由于物联网设备部署环境复杂的特点，物联网设备到时间源（如无线接入点、基站等）的网络层以上的双向链路时延不确定性很大。例如在3GPP标准中关于机器通信（MTC）的用例中，就有地下物联网设备部署的场景，其信号信噪比可达-20dB以下，误码率较高，单向数据包传输时延可能从1ms到数秒不等。即使采用目前考虑的TTI binding等覆盖增强策略，单向数据包传输时延动态范围仍然很大。这时物联网设备与基站间双向网络链路的时延差就会特别大，而且极度不确定。直接采用传统的时间同步方法将无法满足物联网设备数据采集的时间同步需求，如地下管道传感器监测网络或者地下地震数据传感器网络的时间同步需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种实现时间同步的方法和系统，能够提高时间同步的精度。

为了达到上述目的，本发明提出了一种实现时间同步的方法，包括：

时间源无线设备向待时间同步无线设备发送时间预发布数据包，所述时间预发布数据包包括预发布标准时间；

待时间同步无线设备向时间源无线设备回复时间预发布确认数据包；

时间源无线设备接收到预发布确认数据包后，判断出接收到预发布确认数据包的时间不晚于预发布标准时间，在预发布标准时间向待时间同步无线设备发送物理层信号，该物理层信号为与预发布标准时间对应的无线信号序列；

当待时间同步无线设备检测到无线信号序列，将自身时间设置为所检测到无线信号序列对应的时间。

优选地，当所述时间源无线设备判断出接收到预发布确认数据包的时间晚于预发布标准时间时，该方法还包括：

所述时间源无线设备根据接收到预发布确认数据包的时间计算时间间隔，并根据所述时间间隔计算新的发布时间；

所述时间源无线设备在所述新的发布时间向所述待时间同步无线设备发送与所述时间间隔对应的无线信号序列。

优选地，所述根据接收到预发布确认数据包的时间计算时间间隔，并根据所述时间间隔计算新的发布时间包括：

计算所述接收到预发布确认数据包的时间与所述预发布标准时间之间的差值，并获取预设时间间隔集合中，比该差值大的最小时间间隔；

将获得的时间间隔加上所述预发布标准时间得到所述新的发布时间。

优选地，所述与时间间隔对应的无线信号序列与所述预发布时间对应的无线信号序列满足正交关系。

优选地，所述待时间同步无线设备未检测到所述无线信号序列时，该方法还包括：

所述待时间同步无线设备继续执行检测的步骤，直至检测到无线信号序列。

本发明还提出了一种时间同步的系统，至少包括：

时间源无线设备，用于向待时间同步无线设备发送时间预发布数据包，所述时间预发布数据包包括预发布标准时间；接收到预发布确认数据包后，判断出接收到预发布确认数据包的时间不晚于预发布标准时间，在预发布标准时间向待时间同步无线设备发送物理层信号，该物理层信号为与预发布标准时间对应的无线信号序列；

待时间同步无线设备，用于向时间源无线设备回复时间预发布确认数据包；检测到无线信号序列，将自身时间设置为无线信号序列对应的时间。

优选地，所述时间源无线设备，还用于：

判断出接收到预发布确认数据包的时间晚于预发布标准时间，根据接收到预发布确认数据包的时间计算时间间隔，并根据所述时间间隔计算新的发布时间；在所述新的发布时间向所述待时间同步无线设备发送与所述时间间隔对应的无线信号序列。

优选地，所述根据所述接收到预发布确认数据包的时间计算时间间隔，并根据所述时间间隔计算新的发布时间包括：

计算所述接收到预发布确认数据包的时间与所述预发布标准时间之间的差值，并获取预设时间间隔集合中，比该差值大的最小时间间隔；

将获得的时间间隔加上所述预发布标准时间得到所述新的发布时间。