本發(fā)明涉及無線定位通信技術領域，具體涉及一種基站之間的高精度時鐘同步方法。

背景技術：

目前，很多的通訊場景、定位場景下，都要求不同設備間時鐘同步精度非常高；否則導致時隙的利用率低，計算無線信號飛行距離時引入大的系統(tǒng)時間誤差以及多個設備信號間相互干擾問題等。無線信號在空中飛行速度是每微秒300米，為了達到1米內的定位精度，設備間的時間誤差必須是納秒級及以下。而市場上使用的時鐘同步方式一般也是基站廣播授時同步等。不但成本高且精度達不到要求。

技術實現(xiàn)要素：

針對于現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基站之間的高精度時鐘同步方法，該方法簡單有效，并且在最大程度上消除了不同基站的不同時間發(fā)送導致的延時誤差，實現(xiàn)高精度納秒級的時鐘同步。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：提供一種基站之間的高精度時鐘同步方法，其將每個基站配置成其包括無線信號相位測量模塊和無線通訊模塊，且無線相位測量模塊與無線通訊模塊之間的距離小于10cm并保持固定；具體方法包括：

S1：第一基站的無線通訊模塊在某一時刻發(fā)送無線信號至第二基站，并分別記錄第一基站的無線信號相位檢測模塊和第二基站的無線信號相位檢測模塊收到該信號時的時鐘為Tmaa和Tmba；

S2：第二基站的無線通訊模塊在另外一時刻發(fā)送無線信號至第一基站，并分別記錄第二基站的無線信號相位檢測模塊和第一基站的無線信號相位檢測模塊收到該信號時的時鐘為Tmab和Tmbb；

S3：根據(jù)步驟S1和S2中得到的Tmaa、Tmba、Tmab和Tmbb，計算得到第一基站的無線信號相位檢測模塊間與第二基站的無線信號相位檢測模塊間的時鐘差△Tab；

其中，△Tab＝[(Tmba-Tmaa)-(Tmab-Tmbb)]/2；

S4：服務器根據(jù)該時鐘差對基站的時鐘進行校準，使得不同基站的時鐘實現(xiàn)高精度同步。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進：

還包括步驟S5：據(jù)步驟S1和S2中得到的Tmaa、Tmba、Tmab和Tmbb，計算得到第一基站與第二基站間距離產生的信號空中飛行時間Td，再根據(jù)信號空中飛行時間Td對基站之間的時鐘同步進行校驗；

其中，Td＝[(Tmba-Tmaa)+(Tmab-Tmbb)]/2。

本發(fā)明的有益效果為：

1)本發(fā)明將基站的結構配置為同時包括無線信號測量模塊和無線通訊模塊，使得本發(fā)明基站之間的高精度時鐘同步方法能夠簡單高效的實現(xiàn)。

2)本發(fā)明通過將基站的結構設置為包括無線信號相位測量模塊和無線通訊模塊的結構，并且，通過兩個基站間相互發(fā)送無線信號并記錄接收到信號瞬間的時刻Tmaa、Tmba、Tmab和Tmbb，進而可得到兩個基站的無線信號相位測量模塊之間的時鐘差，根據(jù)時鐘差使得兩個基站的時間同步；該方法簡單有效，考慮了基站間距離差異的影響，并且在無需知道兩個基站的通訊模塊的無線信號發(fā)送時刻的情況下，即可有效地測量出基站間的時鐘差，實現(xiàn)了基站間的高精度時鐘同步，具有巨大的應用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基站的結構原理框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

參見圖1，圖1為本發(fā)明的基站的結構原理框圖，可以看出，本發(fā)明的基站內都設有一個無線信號相位測量模塊和無線通訊模塊，由于同一基站的無線信號相位測量模塊和無線通訊模塊距離很近且固定，兩個模塊間的距離可以被看作為0或一個恒定的值Tx；該基站的結構中，將現(xiàn)有技術中位于終端上的無線通訊模塊設置于基站中，并且該無線通訊模塊與無線信號相位測量模塊之間的距離很近，一般情況下小于10cm，且保持固定，為本發(fā)明的高精度時鐘同步方法的實現(xiàn)奠定很好的基礎。

根據(jù)本申請的一個實施例，在本發(fā)明所創(chuàng)新的基站結構的基礎上，其基站之間的高精度時鐘同步方法具體為：

S1：基站A的無線通訊模塊在Tat時刻發(fā)出一個特定的信號，同時這一時刻基站A和B的無線信號相位測量模塊的時刻記為Tar和Tbr；

S2：基站A和B的無線信號相位測量模塊檢接收到這個信號時，記錄下各自的時刻為Tmaa、Tmba；

其中，Tmba＝Tat+(基站A、B間距離產生的信號在空中飛行時間Td)+(基站B無線信號相位測量模塊與基站A無線通訊模塊之間的時間差△T1)，△T1＝Tbr-Tat；

Tmaa＝Tat+(由基站A內部的無線信號相位測量模塊與無線通訊模塊間距離產生的信號空中飛行時間Tx)+(基站A內部的無線信號相位測量模塊與無線通訊模塊間的時間差△T2)，△T2＝Tar-Tat；

Tmba＝Tat+Td+Tbr-Tat；(1)

Tmaa＝Tat+Tx+Tar-Tat；(2)

Tmba-Tmaa＝(Td-Tx)+(Tbr-Tar)；(5)

S3：基站B的無線通訊模塊在Tbt’時刻發(fā)出一個特定的信號，同時這一時刻基站A和B的無線信號相位測量模塊的時刻記為Tar’和Tbr’；

S4：基站A和B的無線信號相位測量模塊接收到這個信號時記錄下各自的時刻Tmab、Tmbb；

其中，Tmab＝Tbt’+(基站A、B間距離產生的信號空中飛行時間Td)+(基站A無線信號相位測量模塊與基站B無線通訊模塊之間的時間差△T1’)，△T1’＝Tar’-Tbt’；

Tmbb＝Tbt’+(基站B內部兩模塊間距離產生的信號空中飛行時間Tx)+(基站B內部兩模塊間的時間差△T2’)，△T2’＝Tbr’-Tbt’；

Tmab＝Tbt’+Td+Tar’-Tbt’；(3)

Tmbb＝Tbt’+Tx+Tbr’-Tbt’；(4)

Tmab-Tmbb＝(Td-Tx)+(Tar’-Tbr’)；(6)

S5:令(Tbr-Tar)＝△Tab，(Tar’-Tbr’)＝-△Tab，△Tab為基站A、B的無線相位測量模塊之間的時鐘差；

(5)-(6)：(Tmba-Tmaa)-(Tmab-Tmbb)＝[(Td-Tx)+△Tab]-[(Td-Tx)-△Tab]＝2*△Tab；

得：△Tab＝[(Tmba-Tmaa)-(Tmab-Tmbb)]/2。

S6：服務器根據(jù)基站A、B的無線相位測量模塊之間的時鐘差△Tab，給基站A與基站B完成高精度時鐘同步。

根據(jù)本申請的一個實施例，在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還包括步驟S7：據(jù)步驟S1和S2中得到的Tmaa、Tmba、Tmab和Tmbb，計算得到

第一基站與第二基站間距離產生的信號空中飛行時間Td，再根據(jù)信號空中飛行時間Td對基站之間的時鐘同步進行校驗；具體為：

(5)+(6)：

(Tmba-Tmaa)+(Tmab-Tmbb)＝[(Td-Tx)+△Tab]+[(Td-Tx)-△Tab]＝2*(Td+Tx)；

得：Td+Tx＝[(Tmba-Tmaa)+(Tmab-Tmbb)]/2；

因Tx是一個固定值或可為零，可先定為0方便后續(xù)的描述，實際應用如果不可忽略時測出固定值即可，也可通過前后兩次測量相減觀察變化量消去測量Tx具體值的做法。

正常情況下，Td應該是不變的且跟具體兩基站放置距離是一樣的，當多次測量獲得多組Td時，如果多次結果比較或和具體基站間實際距離比較，超過誤差門限時，可用于報警提示系統(tǒng)測量有誤差，進而監(jiān)測這個系統(tǒng)本身是否正?；蜻@基站是否被挪動，另外也可用于基站對另一基站移動的實時測距。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。