在預(yù)確定的時(shí)刻處例如在第一符號(hào)的開始處?？蒞將絕對(duì)時(shí) 間例如表示為自預(yù)確定的時(shí)期（epoch)流逝的納秒的數(shù)量(或其分?jǐn)?shù)，如果需要的話)。如 果時(shí)鐘已經(jīng)粗略地被同步，則可W將絕對(duì)時(shí)間更緊湊地編碼為例如在一天或一小時(shí)內(nèi)的遞 增的時(shí)間，或者可W簡單地省略絕對(duì)時(shí)間的最低有效部分。
[0043] 如在圖3b中表示的那樣，絕對(duì)時(shí)間信息可W被編碼在特殊的定時(shí)帖的報(bào)頭415 中，并且優(yōu)選地隨后是包括一系列未調(diào)制的符號(hào)的同步部分417或另一確定的符號(hào)序列。 在替代的變體中，可W將絕對(duì)時(shí)間信息編碼在LoRa協(xié)議中的規(guī)則帖的數(shù)據(jù)部分中，如例如 在圖3c中示出的那樣。在該情況下，在協(xié)議要求的同步前導(dǎo)之后，用于同步的協(xié)議所需的 帖包括將帖標(biāo)識(shí)為正常的數(shù)據(jù)帖的報(bào)頭415和絕對(duì)時(shí)間，可能連同在網(wǎng)絡(luò)中的定時(shí)主設(shè)備 的ID或被編碼在數(shù)據(jù)部分418中的其他信息。
[0044] 定時(shí)從設(shè)備101-103在收到來自定時(shí)主設(shè)備40的時(shí)間信號(hào)1200時(shí)，計(jì)算消息的 準(zhǔn)確的時(shí)間戳，該時(shí)間戳例如對(duì)應(yīng)于在帖中的第一符號(hào)的開始并且可W基于使在接收的同 步符號(hào)和本地生成的基準(zhǔn)序列之間的互相關(guān)最大化的偏移被計(jì)算。
[0045] 因?yàn)閷?duì)于調(diào)嗽信號(hào)時(shí)間和頻率偏移相關(guān)在一起，所W -旦補(bǔ)償了頻率誤差， 就可W僅計(jì)算準(zhǔn)確的時(shí)間戳。在本發(fā)明的可能的實(shí)現(xiàn)中，運(yùn)發(fā)生在在頻率同步符號(hào) 413之后被接收的專用的時(shí)間同步符號(hào)417 (參見圖3b)上。可W基于符號(hào)每符號(hào) (symbol-per-symbol)處理被編碼為圖3b的帖的時(shí)間信號(hào)W獲得可靠的時(shí)間戳，并且使用 與測距函數(shù)所需的那些一樣或稍有不同的手段使該計(jì)算對(duì)于相對(duì)簡單的節(jié)點(diǎn)可訪問。在圖 3c的帖中對(duì)編碼的消息打時(shí)間戳（stamp)更加復(fù)雜，因?yàn)橐坏┕烙?jì)頻率誤差就要求記錄和 回放前導(dǎo)，從而計(jì)算在檢測符號(hào)411上的時(shí)間戳。運(yùn)要求附加的硬件并且可能超出簡單的 LoRa接收機(jī)的容量，但將適合于全體基站的精確同步。
[0046] 在圖3b的信號(hào)的情況下，僅在兩個(gè)符號(hào)上完成頻率同步，而可W在圖3c的帖的情 況下在高得多的數(shù)量的符號(hào)上完成頻率同步。由于任何頻率誤差對(duì)應(yīng)于在時(shí)間戳(是調(diào)嗽 斜率的比例系數(shù))中的誤差，因此打時(shí)間戳的精度在后者的情況下比在前者中好。在相同程 度上，可W通過平均若干時(shí)空信號(hào)來減少頻率誤差。
[0047] 圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的、將定時(shí)從設(shè)備的時(shí)鐘同步到定時(shí)主設(shè)備的時(shí)鐘的可 能的方法的簡化流程圖。在圖表中時(shí)間從上向下流動(dòng)：在右邊示出了由定時(shí)主設(shè)備執(zhí)行的 步驟，而在左邊是由定時(shí)從設(shè)備執(zhí)行的那些。如已經(jīng)提及的那樣，初步的（步驟601)，從設(shè) 備將測距請(qǐng)求301發(fā)送到定時(shí)主設(shè)備，所述定時(shí)主設(shè)備W消息302向定時(shí)從設(shè)備回復(fù)(步驟 621)。重要的是，測距回復(fù)。
[0048] 重要的是，本發(fā)明的方法同意具有顯著超過使用的時(shí)鐘的分辨率的精度的時(shí)鐘同 步。為了舉例，方法可W被用來同步W 32 MHz的速率運(yùn)行的兩個(gè)時(shí)鐘，可能被用作在LoRa 調(diào)制調(diào)解器中的具有10 ns或更好的精度的主時(shí)鐘，盡管在時(shí)鐘上的采樣誤差可W高達(dá)16 ns的事實(shí)。可W通過高速度時(shí)鐘或通過其他處理手段在定時(shí)主設(shè)備40中估計(jì)在時(shí)間信號(hào) 的基準(zhǔn)點(diǎn)上的采樣誤差。根據(jù)本發(fā)明的方面，在時(shí)間信號(hào)1200的傳輸中補(bǔ)償采樣誤差，使 得當(dāng)符號(hào)由定時(shí)主設(shè)備生成時(shí)，使符號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘47的轉(zhuǎn)變確切地對(duì)齊。為此，調(diào)嗽符號(hào) 應(yīng)用于將針對(duì)每個(gè)符號(hào)單獨(dú)地計(jì)算的精細(xì)頻率偏移。該糾正偏移與調(diào)嗽斜率成比例并且與 采樣誤差的估計(jì)值成比例。如在圖5中的步驟622那樣指示采樣補(bǔ)償。
[0049] 如果將時(shí)間信號(hào)編碼在如圖3b中的帖中，則僅將采樣誤差補(bǔ)償應(yīng)用于僅同步符 號(hào)417。在該情況下，接收定時(shí)從設(shè)備可W照例檢測前導(dǎo)檢測符號(hào)411，并且然后基于同步 符號(hào)417的邊界對(duì)時(shí)間信號(hào)打時(shí)間戳，所述同步符號(hào)417被針對(duì)在主設(shè)備時(shí)鐘中的采樣誤 差補(bǔ)償。如果在另一方面將時(shí)間信息編碼在標(biāo)準(zhǔn)帖中，如在圖3c中那樣，則補(bǔ)償在前導(dǎo)、報(bào) 頭和數(shù)據(jù)中的所有符號(hào)。在其中僅在調(diào)制過程開始之后知道采樣誤差信息的可能的情況 中，一旦傳輸已經(jīng)開始，就可W使前導(dǎo)的第一符號(hào)空白而不改變定時(shí)從設(shè)備101-103中的 解調(diào)算法。
[0050] 由于由采樣補(bǔ)償誘發(fā)的頻率偏移針對(duì)每個(gè)符號(hào)不同，因此與正常的LoRa信號(hào)相 反，得到的信號(hào)的相位不是嚴(yán)格連續(xù)的。然而，運(yùn)對(duì)解調(diào)過程不是有害的，特別是如果采用 相干解調(diào)的話。
[0051] 圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、在作為定時(shí)主設(shè)備的發(fā)射機(jī)中執(zhí)行本發(fā)明的 采樣誤差補(bǔ)償?shù)目赡艿姆绞健＜僭O(shè)發(fā)射機(jī)運(yùn)行被用于合成由調(diào)制要求的調(diào)嗽信號(hào)的系統(tǒng)時(shí) 鐘。由帶點(diǎn)的垂直線723指示系統(tǒng)時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變。發(fā)射機(jī)包括主時(shí)間基準(zhǔn)或?qū)χ鲿r(shí)間基準(zhǔn)訪 問，所述主時(shí)間基準(zhǔn)提供絕對(duì)時(shí)間并且期望將定時(shí)從設(shè)備同步到其。由虛線的垂直線721 指示主時(shí)間基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變。理想地，主時(shí)間基準(zhǔn)和主要時(shí)鐘應(yīng)該同步地脈動(dòng)，并且在該情況下 垂直線721和723將重疊。然而包括在振蕩周期之間的漂移和差異的若干因素誘發(fā)是采樣 誤差的源的、小的時(shí)間偏移沒t。發(fā)射機(jī)包括用于測量時(shí)間偏移it的適當(dāng)?shù)难b置。
[0052] 繪圖的垂直軸表示頻率并且繪圖圖示了在LoRa協(xié)議中要求的某些頻率調(diào)嗽。為 了保持繪圖簡單，其僅包括未調(diào)制的上調(diào)嗽和它們的復(fù)共輛下調(diào)嗽。然而補(bǔ)償方法將還可 應(yīng)用于調(diào)制的時(shí)移調(diào)嗽并且可應(yīng)用于具有不同的斜率和/或帶寬的調(diào)嗽。重要的是還理解 與調(diào)嗽長度相關(guān)地關(guān)于典型的條件大大擴(kuò)大偏移沒f并且并非所有的時(shí)鐘轉(zhuǎn)變被表示。在 真實(shí)的情況下，每個(gè)調(diào)嗽可W跨越主要時(shí)鐘的1000或更多周期，而時(shí)間偏移如可W總計(jì)為 周期的一部分并且如果被按比例表示則其根本將不明顯。
[0053] 虛線782表示將被合成而無采樣誤差補(bǔ)償?shù)念l率調(diào)嗽。將調(diào)嗽對(duì)齊到主要時(shí)鐘的 轉(zhuǎn)變723。完美的定時(shí)將替代地要求由線795 (虛線）表示的調(diào)嗽的生成，其被對(duì)齊到時(shí)間 基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變721。補(bǔ)償在于針對(duì)每個(gè)符號(hào)/調(diào)嗽計(jì)算頻率偏移巧/'，所述頻率偏移(5/等于采 樣偏移乘W考慮的調(diào)嗽的斜率。然后獲得線783。雖然符號(hào)邊界仍由主要時(shí)鐘確定，但 是如果主要時(shí)鐘和時(shí)間基準(zhǔn)被完美地對(duì)齊，則調(diào)嗽的頻率與將將獲得的頻率相同而無采樣 誤差。
[0054] 補(bǔ)償在時(shí)鐘之間的精細(xì)偏移的該方式允許極其精細(xì)地調(diào)整，其比利用時(shí)間插值可 獲得的那些好的多，例如具有非常低的復(fù)雜度?？赡苡捎谠诰€性頻率調(diào)嗽中在時(shí)間和頻率 中的移位等同的事實(shí)。
[0055] 現(xiàn)在回到圖5,定時(shí)從設(shè)備通過在適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器區(qū)域中存儲(chǔ)在帖基準(zhǔn)點(diǎn)處被測量 的它的到達(dá)時(shí)間，在接收時(shí)對(duì)時(shí)間信號(hào)1200打時(shí)間戳(步驟605)。同時(shí)，定時(shí)主設(shè)備基于主 時(shí)間基準(zhǔn)47的指示等待預(yù)確定的時(shí)間間隔造 t，例如一秒。該間隔流逝，其發(fā)送還由定時(shí)從 設(shè)備接收和打時(shí)間戳(步驟607)的第二時(shí)間信號(hào)1201 (步驟627)。
[0056] 在該點(diǎn)處，定時(shí)從設(shè)備處理由這t精確分離的兩個(gè)時(shí)間戳605和607。重要的是，由 于已經(jīng)針對(duì)發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘的采樣誤差補(bǔ)償了時(shí)間信號(hào)，因此時(shí)間戳605和607具有主時(shí)間 基準(zhǔn)的精度，并且定時(shí)從設(shè)備可W基于I的知識(shí)并且基于在兩個(gè)時(shí)間戳之間的差來準(zhǔn)確 地校準(zhǔn)(步驟609)它的本地時(shí)鐘的周期。一旦它的時(shí)鐘周期被校準(zhǔn)，定