本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，具體提供一種基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法。

背景技術(shù)：

1、5g通信系統(tǒng)中，基站間的時鐘同步是確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和高精度定位的關(guān)鍵因素；傳統(tǒng)的時鐘同步方法(如：基于gps或北斗衛(wèi)星授時)雖然能夠提供相對精確的時鐘信號，但受到環(huán)境變化(如：溫度波動、氣壓變化、大氣干擾等)和信號傳輸過程中的時延波動影響，導(dǎo)致同步精度難以滿足高精度的定位需求。此外，現(xiàn)有的時鐘同步技術(shù)未能有效解決這些環(huán)境因素帶來的干擾，尤其是在基站間進(jìn)行長距離、復(fù)雜環(huán)境下信號傳輸時。

2、因此，迫切需要一種新型時鐘同步技術(shù)，能夠克服上述問題，提供精確的時鐘同步結(jié)果，并滿足5g基站之間的高精度需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中因環(huán)境變化和信號傳輸時延波動導(dǎo)致的基站間時鐘同步精度不足的問題。本發(fā)明通過雙向時延校準(zhǔn)和環(huán)境補償機制，能夠?qū)崟r消除由環(huán)境因素引起的時延誤差，顯著提高基站間的時鐘同步精度，以滿足地面高精度定位的需求。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

4、步驟a：從基站的初始同步狀態(tài)置為同步狀態(tài)，主基站發(fā)送本地同步信號至從基站；

5、步驟b：從基站接收同步信號后，進(jìn)行同步狀態(tài)檢測，若檢測失敗則進(jìn)入異步狀態(tài)，并向主基站返回異步信號；

6、步驟c：主基站接收異步信號后，基于雙向時延校準(zhǔn)方法測量主基站與從基站之間的傳輸時延；

7、步驟d：通過環(huán)境傳感器實時監(jiān)測主從基站的環(huán)境參數(shù)，包括：溫度、濕度、氣壓；根據(jù)主從基站的環(huán)境參數(shù)，主基站計算得到環(huán)境補償修正值；

8、步驟e：主基站在傳輸時延與環(huán)境補償修正值的基礎(chǔ)上，實時調(diào)整本地時鐘，實現(xiàn)動態(tài)時鐘同步。

9、進(jìn)一步的，步驟b中，同步狀態(tài)檢測的具體過程為：

10、主基站向從基站發(fā)送的同步信號為1ms的矩形波信號，在相同時間間隔內(nèi)截取從基站接收到的矩形波信號的脈沖個數(shù)，若與主基站發(fā)送的同步本地信號相同，則判定主從基站達(dá)到時鐘同步，否則，判定主從基站同步檢測失敗。

11、進(jìn)一步的，步驟c中，傳輸時延的具體計算過程為：

12、主基站向從基站發(fā)送一條同步請求消息，并在消息中附帶主基站的本地時間戳t1；從基站接收到消息后，記錄請求消息的接收時間戳t2，并將此消息返回給主基站，返回消息中包含從基站的本地時間戳t3；主基站接收到從基站的回復(fù)消息后，記錄回復(fù)消息的接收時間戳t4；

13、則主基站計算單程時延為：

14、

15、其中，δt表示主從基站之間的單程時延。

16、進(jìn)一步的，步驟d中，環(huán)境補償修正值具體為：

17、

18、其中，δtcomp表示環(huán)境補償修正值，d表示主從基站間的距離，c表示真空中光速；kt、kh、kp分別表示溫度、濕度、氣壓對傳播時延的修正系數(shù)，δz、δh、δp分別表示主基準(zhǔn)與從基站之間的溫度、濕度、氣壓的變化量。

19、進(jìn)一步的，步驟e中，主基站的本地時鐘修正值具體為：

20、δt′＝δt+δtcomp

21、其中，δt′表示主基站的本地時鐘修正值；

22、修正后本地時鐘為：

23、t′＝t-δt′

24、其中，t′表示主基站修正后本地時鐘，t表示主基站修正前本地時鐘。

25、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于：

26、本發(fā)明提供一種基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，通過雙向時延校準(zhǔn)與實時環(huán)境補償，顯著提高了基站間的時鐘同步精度，能夠滿足高精度定位的需求；同時，實時監(jiān)測并適應(yīng)環(huán)境變化(如溫度、濕度等)，有效消除這些因素帶來的時延誤差，確保時鐘同步精度的穩(wěn)定性。

27、綜上所述，本發(fā)明能夠應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境中的時延波動，通過實時校準(zhǔn)和修正，確保時鐘同步的可靠性和穩(wěn)定性，尤其適用于5g網(wǎng)絡(luò)和高精度定位服務(wù)；并且，本發(fā)明不僅適用于5g通信系統(tǒng)，還可擴(kuò)展應(yīng)用到其他需要精確時鐘同步的通信系統(tǒng)和定位服務(wù)中。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，其特征在于，步驟b中，同步狀態(tài)檢測的具體過程為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，其特征在于，步驟c中，傳輸時延的具體計算過程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，其特征在于，步驟d中，環(huán)境補償修正值具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，其特征在于，步驟e中，主基站的本地時鐘修正值具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，提供一種基于雙向時延校準(zhǔn)的動態(tài)時鐘同步方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中因環(huán)境變化和信號傳輸時延波動導(dǎo)致的基站間時鐘同步精度不足的問題。本發(fā)明中，由主基站發(fā)送本地同步信號至從基站，從基站接收同步信號后進(jìn)行同步狀態(tài)檢測，檢測失敗后進(jìn)入異步狀態(tài)，并向主基站返回異步信號；主基站接收異步信號后測量主從基站之間的傳輸時延；同時，通過環(huán)境傳感器實時監(jiān)測主從基站的環(huán)境參數(shù)，根據(jù)主從基站的環(huán)境參數(shù)，主基站計算得到環(huán)境補償修正值；主基站在傳輸時延與環(huán)境補償修正值的基礎(chǔ)上，實時調(diào)整本地時鐘，實現(xiàn)動態(tài)時鐘同步；綜上，本發(fā)明通過雙向時延校準(zhǔn)與實時環(huán)境補償，顯著提高了基站間的時鐘同步精度。

技術(shù)研發(fā)人員：朋興興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8