CN101557255A - 时间同步方法、系统及时间同步通信设备 - Google Patents
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Abstract
一种时间同步方法、系统及时间同步通信设备。一种时间同步方法实施例，包括：时钟客户端与时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量，所述时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输；根据获取的所述时钟偏移量，调整所述时钟客户端的时钟。本发明实施例降低了应用于现有采用有线传输介质的基站传输网络中时间同步方案的组网成本。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种时间同步方法、系统及时间同步通信设备。
背景技术
移动通信系统对时间同步要求非常突出，时间同步是指不同系统之间的绝对时间是相同的。如在通信系统中，每个系统都有内部时间，因为每个系统的内部时间独立运行，所以各个系统之间的内部时间不一定是相同的。时间同步技术就是将各个不同系统之间的时间偏差控制在特定范围之内的技术。
不同的移动通信系统对时间同步的要求也不同，如表1所示，对于GSM(Global System for Mobile Communications)、WIMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access)、CDMA(Code Division MultipleAccess)、WCDMA(Wideband CDMA)、TD-SCDMA(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access)和LTE(Long TermEvolution)移动通信系统而言，都需要满足时间同步的需求，尤其WIMAX移动通信系统对时间同步精度的要求最高，需达到+/-1us。
表1
| 移动通信系统 | GSM | WIMAX | CDMA | TD-SCDMA | WCDMA | LTE |
| 时间同步精度 | / | +/-1us | +/-3us | +/-3us | / | +/-3us |
基于IEEE802.16的WIMAX移动网络采用IP网络架构，IP网络的主要缺点是如果失去时间同步，基站就没有了可靠精准的时钟参考，时间同步分配遭到破坏最终可能导致掉话。所以时间同步技术对WIMAX移动通信系统来说很重要，WIMAX移动通信系统对时间同步精度的要求也很高。
应用于现有网络中的时间同步方案为GPS时间同步方案。
GPS是一个高精度的同步时钟参考，提供一个高度准确和精确的一级时钟参考源，精度可以达到10-11ns，提供时间数据和基站位置数据，广泛应用于无线基站的同步。如图1所示，GPS时间同步方案是为每个基站都安装一个室外GPS设备，每个基站都通过与自身连接的GPS设备获取高精度的绝对时间(图中所示10为电力线，20为以太网)，每个GPS设备提供的高精度的绝对时间是一样的，从而实现了各个基站间的时间同步。其主要缺点包括：组网成本高，GPS设备价格昂贵，每个基站都安装一个室外GPS设备，使得组网成本高。
从上面可以看出，应用于现有网络中的时间同步方案组网成本高。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种时间同步方法、系统及时间同步通信设备，以降低应用于现有网络中时间同步方案的组网成本。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种时间同步方法、系统及时间同步通信设备是这样实现的：
一种时间同步方法，包括：
时钟客户端与时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量，所述时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输；
根据获取的所述时钟偏移量，调整所述时钟客户端的时钟。
一种时间同步通信设备，包括：
第一接收模块，用于接收时钟客户端向时钟服务器发送的时间同步信号；
选择模块，用于当第一接收模块接收到所述时间同步信号后选择有线传输介质的专用子载波信道；
第一处理模块，用于在所述有线传输介质的专用子载波信道上，对所述第一接收模块接收的时间同步信号进行调制处理；
第一发送模块，用于向所述时钟服务器发送所述第一处理模块调制处理后的时间同步信号。
一种时间同步系统，包括作为时间同步通信从设备的上述时间同步通信设备以及时钟服务器，所述时钟服务器，用于向所述时间同步通信从设备发送时间同步信号，接收所述时间同步通信从设备向时钟服务器发送的通过有线传输介质的专用子载波信道传输的时间同步信号。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例不需要在基站端安装GPS设备，而是通过在有线传输介质的专用子载波信道上传输时间同步信号实现时钟服务器和时钟客户端间时间同步信号的交互来实现时间同步，降低了应用于现有采用有线传输介质的基站传输网络中时间同步方案的组网成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的GPS时间同步方案网络示意图；
图2是本发明实施例提供的时间同步方法实施例的网络示意图；
图3是本发明实施例提供的时间同步方法实施例的信息交互流程图；
图4是本发明实施例提供的时间同步方法的一方法实施例流程图；
图5a是本发明实施例提供的应用于WIMAX移动通信系统的时间同步方法的一实施例网络示意图；
图5b是本发明实施例提供的应用于WIMAX移动通信系统的时间同步方法的一实施例流程图；
图6是本发明实施例提供的时间同步通信设备的一实施例示意图；
图7是图6中时钟偏移模块的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的时间同步系统的一系统实施例示意图；
图9是本发明实施例提供的时钟服务器的一实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种时间同步方法、系统及时间同步通信设备。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种时间同步方法，包括：
时钟客户端与时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量，所述时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输；
根据获取的所述时钟偏移量，调整所述时钟客户端的时钟。
其中，所述时钟客户端与时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量具体包括：
时钟客户端接收由时钟服务器发出，经由通信主设备、通信从设备传输的第一时间同步信号，获取第一时间同步信号的到达时间t2；
时钟客户端接收由时钟服务器发出，经由通信主设备、通信从设备传输的第二时间同步信号，从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1；
时钟客户端发送第三时间同步信号，获取第三时间同步信号的发送时间t3，第三时间同步信号经由通信从设备、通信主设备传输至时钟服务器；
时钟客户端接收由时钟服务器发出，经由通信主设备、通信从设备传输的第四时间同步信号，从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的接收时间t4；
时钟客户端根据t1、t2、t3和t4计算时钟偏移量。
所述第一时间同步信号、第二时间同步信号、第三时间同步信号和第四时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输；
当所述有线传输介质的专用子载波信道为电力线专用子载波信道时，所述通信主设备为电力线通信主设备，所述通信从设备为电力线通信从设备。当所述有线传输介质的专用子载波信道为同轴电缆专用子载波信道时，所述通信主设备为同轴电缆通信主设备，所述通信从设备为同轴电缆通信从设备。
所述通信主设备和通信从设备均为时间同步通信设备，也可以分别称为时间同步通信主设备和时间同步通信从设备。
现有技术中电力线通信(PLC，Power Line Communication)因为具有费用低、范围广、易安装和使用灵活等优点，越来越受到关注。所述PLC是指利用电力线传输数据、语音和视频信号。所述PLC技术是把载有信息的高频信号加载到现有的电力线通信设备上，利用电力线传送信息，接收信息的调制解调器再把高频信号分离出来，并传送到设备，以实现信息传递。PLC技术不需要重新布线，只需要利用现有电力线即可实现对数据，语音和视频等多业务的承载，具有费用低、范围广、易安装和使用灵活等优点。本发明一实施例就是采用电力线通信技术。
图2为本发明实施例提供的时间同步方法实施例的网络示意图，如图2所示，时钟服务器与电力线通信主设备连接；电力线通信主设备与多个电力线通信从设备通过电力线30连接；每个电力线通信从设备与一个基站连接。其中时钟服务器作为主时钟，时钟客户端为基站，基站作为从时钟。
其中所述基站可以是家庭小基站。
图3为本发明实施例提供的时间同步方法实施例的信息交互流程图，时钟服务器作为主时钟，时钟客户端作为从时钟，所述时钟客户端为基站，如图3所示，包括：
S301：主时钟发送第一时间同步信号至电力线通信主设备。
S302：所述电力线通信主设备接收第一时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第一时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输所述调制后的第一时间同步信号至电力线通信从设备。
S303：电力线通信从设备从所述电力线专用子载波信道上解调出第一时间同步信号，恢复成原始的第一时间同步信号，对所述原始的第一时间同步信号进行封装后发送所述封装后的第一时间同步信号至从时钟。
S304：从时钟接收第一时间同步信号，记录第一时间同步信号的到达时间t2，从而从时钟获取第一时间同步信号的到达时间t2。
S305：主时钟发送第二时间同步信号至电力线通信主设备。
其中，第二时间同步信号中包含第一时间同步信号的发送时间t1。
S306：电力线通信主设备接收第二时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第二时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输所述调制后的第二时间同步信号至电力线通信从设备。
S307：电力线通信从设备从电力线专用子载波信道上解调出第二时间同步信号，恢复成原始的第二时间同步信号，对所述原始的第二时间同步信号进行封装后发送所述封装后的第二时间同步信号至从时钟。
S308：从时钟接收第二时间同步信号，从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1。
S309：从时钟发送第三时间同步信号至电力线通信从设备，从时钟记录第三时间同步信号的发送时间t3，从而获取第三时间同步信号的发送时间t3。
S310：电力线通信从设备接收第三时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第三时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输所述调制后的第三时间同步信号至电力线通信主设备。
S311：电力线通信主设备从电力线专用子载波信道上解调出第三时间同步信号，恢复成原始的第三时间同步信号，对所述原始第三时间同步信号进行封装后发送所述封装后的第三时间同步信号至主时钟。
S312：主时钟接收第三时间同步信号，主时钟记录第三时间同步信号的到达时间t4，从而主时钟获取第三时间同步信号的到达时间t4。
S313：主时钟发送第四时间同步信号至电力线通信主设备。
其中，第四时间同步信号中包含第三时间同步信号的到达时间t4。
S314：电力线通信主设备接收第四时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第四时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输所述调制后的第四时间同步信号至电力线通信从设备。
S315：电力线通信从设备从电力线专用子载波信道上解调出第四时间同步信号，恢复成原始的第四时间同步信号，对所述原始的第四时间同步信号进行封装后发送所述封装后的第四时间同步信号至从时钟。
S316：从时钟接收第四时间同步信号，从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的到达时间t4。
以下介绍本发明实施例提供的一种时间同步方法的一方法实施例，其中，主时钟可以集成于时钟服务器中，从时钟可以集成于基站中，不需要在每个基站端安装GPS设备，下面仅以主时钟与一个从时钟间的时间同步为例来进行说明。图4示出了该实施例的流程图，包括：
S401：从时钟接收有线传输介质的专用子载波信道上传输的第一时间同步信号，获取第一时间同步信号的到达时间t2；
专用子载波信道是指在某种具体的技术中用于专门传输某信息的子载波信道。采用如OFDM等多载波技术的有线传输介质的专用子载波信道都可以实现本发明实施例。一般地，所述有线传输介质的专用子载波信道可以有多种，比如电力线专用子载波信道或同轴电缆专用子载波信道，下面以电力线专用子载波信道为例进行说明。
第一时间同步信号的传输过程如下所述：
主时钟发送第一时间同步信号至电力线通信主设备，其中电力线通信主设备可以为调制解调器；电力线通信主设备接收第一时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第一时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输至电力线通信从设备，其中电力线通信从设备也可以为调制解调器；电力线通信从设备从所述电力线专用子载波信道上解调出第一时间同步信号，恢复成原始的第一时间同步信号，对所述原始的第一时间同步信号进行封装后发送至从时钟；从时钟接收第一时间同步信号，记录第一时间同步信号的到达时间t2，从而从时钟获取第一时间同步信号的到达时间t2。
第一时间同步信号由主时钟周期性发送，可以定义为主时钟每经过两秒钟发送一次第一时间同步信号。
第一时间同步信号中包含主时钟选取算法所需的时钟属性。
所述选择电力线专用子载波信道可以在2-28MHz的电力线通信频谱资源中采用缺省定义的方法进行选择，选择所述2-28MHz的电力线通信频谱资源中的一个子载波信道作为传输第一时间同步信号的专用子载波信道；
所述选择电力线专用子载波信道也可以根据信道的质量选择信道质量较好的电力线子载波信道作为电力线专用子载波信道。所述信道质量好的电力线子载波信道包括2-28MHz电力线通信频谱资源中的低频段子载波，因为载波的频率越高，衰减越大，噪声功率会越大，所以低频段子载波的衰减和噪声功率会较小，信道质量会较好；经测量低频段子载波2.0-3.5MHz或4.0-7.0MHz中的子载波信道的信道质量比较好，适合承载时间同步信号。
S402：从时钟接收有线传输介质的专用子载波信道上传输的第二时间同步信号，从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1；
主时钟发送第二时间同步信号至电力线通信主设备，其中电力线通信主设备可以为调制解调器；电力线通信主设备接收第二时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第二时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输至电力线通信从设备，其中电力线通信从设备可以为调制解调器；电力线通信从设备从所述电力线专用子载波信道上解调出第二时间同步信号，恢复成原始的第二时间同步信号，对所述原始的第二时间同步信号进行封装后发送至从时钟；从时钟接收第二时间同步信号，从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1。
第二时间同步信号是第一时间同步信号的跟随信号，第二时间同步信号在第一时间同步信号发出之后由主时钟发出，其中第二时间同步信号中包含第一时间同步信号的发送时间t1。
第二时间同步信号被调制时所用的电力线专用子载波信道与S401中所述第一时间同步信号被调制时所用的电力线专用子载波信道可以是同一个电力线子载波信道，也可以是不同的电力线子载波信道。如果是不同的电力线子载波信道，那么S402中所述选择电力线专用子载波信道的方法见S401中所述选择电力线专用子载波信道的方法。
理想状态下传输路径上没有延时，就可以根据所述S401和S402中获取的第一时间同步信号的发送时间t1和到达时间t2，计算出从时钟与主时钟之间的时钟偏移量，从而根据时钟偏移量调整从时钟的时钟，达到主从时钟同步。但是实际状态下传输路径上存在延时，根据t1和t2计算出的所述时钟偏移量实际包含了主时钟到从时钟的网络延时，所以实际状态下不能根据直接由t1和t2所得到的时钟偏移量来实现主时钟与从时钟的同步，还应该结合下面的第三时间同步信号和第四时间同步信号来计算网络延时，从而得到实际状态下正确的时钟偏移量来实现主时钟与从时钟的同步。
S403：从时钟发送第三时间同步信号经有线传输介质的专用子载波信道传输至主时钟，且从时钟获取第三时间同步信号的发送时间t3；
当所述有线传输介质的专用子载波信道为电力线专用子载波信道时，第三时间同步信号的传输过程如下所述：
从时钟发送第三时间同步信号至电力线通信从设备，其中电力线通信从设备可以为调制解调器，从时钟记录第三时间同步信号的发送时间t3，从而从时钟获取第三时间同步信号的发送时间t3；电力线通信从设备接收第三时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第三时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输至电力线通信主设备；电力线通信主设备从所述电力线专用子载波信道上解调出第三时间同步信号，恢复成原始的第三时间同步信号，对所述原始第三时间同步信号进行封装后发送至主时钟；主时钟接收第三时间同步信号，记录第三时间同步信号的到达时间t4。
第三时间同步信号在从时钟接收到第一时间同步信号后由从时钟发出至主时钟。
第三时间同步信号用于网络延时请求；所述第三时间同步信号的发送间隔是独立设置的，一般较所述第一时间同步信号的间隔长。
第三时间同步信号被调制时所用的电力线专用子载波信道与S401中所述第一时间同步信号被调制时所用的电力线专用子载波信道可以是同一个电力线子载波信道，也可以是不同的电力线子载波信道。如果是不同的电力线子载波信道，那么S403中所述选择电力线专用子载波信道的方法见S401中所述选择电力线专用子载波信道的方法。
S404：从时钟接收有线传输介质的专用子载波信道上传输的第四时间同步信号，从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的到达时间t4；
当主时钟接收到第三时间同步信号后，主时钟发送第四时间同步信号至电力线通信主设备，其中电力线通信主设备可以为调制解调器；电力线通信主设备接收第四时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第四时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，经电力线传输至电力线通信从设备，其中电力线通信从设备也可以为调制解调器；电力线通信从设备从所述电力线专用子载波信道上解调出第四时间同步信号，恢复成原始的第四时间同步信号，对所述原始的第四时间同步信号进行封装后发送至从时钟；从时钟接收第四时间同步信号，从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的到达时间t4。
其中，第四时间同步信号中包含第三时间同步信号的到达时间t4。
第四时间同步信号被调制时所用的电力线专用子载波信道与S201中第一时间同步信号被调制时所用的电力线专用子载波信道可以是同一个电力线子载波信道，也可以是不同的电力线子载波信道。如果是不同的电力线子载波信道，那么S404中所述选择电力线专用子载波信道的方法见S401中所述选择电力线专用子载波信道的方法。
S405：从时钟根据t1、t2、t3和t4计算时钟偏移量，根据所述时钟偏移量调整自身的时钟。
实际状态下传输路径上都存在网络延时，即主时钟到从时钟之间和从时钟到主时钟之间都存在网络延时。主时钟到从时钟之间的网络延时用Master_Slave_Delay表示，从时钟到主时钟的网络延时用Slave_Master_Delay表示。
可以利用下述公式计算从时钟的时钟偏移量offset：
offset＝[(t2-t1)-(t4-t3)]/2-(MasterSlave_Delay-Slave_MasterDelay)/2 (1)
公式(1)中的Master_Slave_Delay和Slave_Master_Delay是双向的延时。本发明实施例中，上述公式中的双向时延差，即(Master_Slave_Delay-Slave_Master_Delay)的统计平均值，符合均值为0的正态分布。因此，该情况下，t1、t2、t3和t4可以通过多次测量取平均值，这样公式(1)可以变为：
offset＝[(t2-t1)-(t4-t3)]/2 (2)
从时钟根据t1、t2、t3和t4计算时钟偏移量offset，从时钟根据所述offset值调整自身的时钟，从而与主时钟同步。
所述t1、t2、t3和t4为(时，分，秒)绝对时间。
第一时间同步信号、第二时间同步信号、第三时间同步信号和第四时间同步信号为绝对时间信号。
上述电力线通信主设备可以集成于所述主时钟中，从而主时钟自身也可以具有上述电力线通信主设备的功能。
上述电力线通信从设备可以集成于所述从时钟中，从而从时钟自身也可以具有上述电力线通信从设备的功能。
现有网络中的各个从时钟分别通过本发明实施例提供的时间同步方法实现与主时钟的同步，进而实现从时钟之间的同步。
现有技术中，目前唯一已经应用于现有网络中的时间同步方案就是GPS时间同步方案。GPS时间同步方案通过在每个基站上都安装一个室外GPS设备来实现基站间的时间同步，但是GPS设备价格昂贵，所以GPS时间同步方案的组网成本很高。人们一直渴望解决应用于现有网络中时间同步方案组网成本高这个问题，随后提出了IEEE1588V2协议，但是现有网络中多数设备不支持IEEE1588V2协议在回程传输中实现时间同步，IEEE1588V2协议虽然被提出，但现在还处于理论阶段，不能应用于现有网络中，还是不能解决人们一直渴望解决的应用于现有网络中时间同步方案组网成本高的问题。
当人们发现应用于现有网络中的时间同步方案组网成本高时，技术人员往往会想到是否能通过基站间GPS设备共享来节省GPS设备的个数，从而降低组网成本，偏离了对现有网络中时间同步方案的认识，而没有考虑到采用低成本的电力线通信来实现低组网成本，从而阻碍了人们在该技术领域的研究和开发。
本发明实施例在基站端不用GPS设备实现基站间的同步，而是采用电力线通信实现组网成本低的时间同步方案。本发明实施例在电力线通信设备上采用专用子载波信道调制时间同步信号经电力线进行传输，使得时间同步信号能都及时、优先的被处理；时间同步信号采用专用子载波信道进行传输，不会发生拥塞，从而降低了主时钟与从时钟之间的网络延时，使得时间同步信号更快的到达目的地，满足时间同步精度的要求，更快地实现主时钟和从时钟间的同步。
本发明实施例基站端不再安装GPS设备，不仅具有组网成本低的优点，而且对于GPS时间同步方案而言具有室内部署相对简单、方便维护和依赖性降低等优点。
本发明实施例可以应用于WIMAX、TD-SCDMA、CDMA、LTE移动通信系统中来实现时间同步。
WIMAX移动通信系统不仅需要满足时间同步，而且对时间同步精度的要求也很高。
以下介绍本发明实施例应用于WIMAX移动通信系统的一实施例，图5a示出了应用于WIMAX移动通信系统的时间同步网络示意图，图5b示出了应用于WIMAX移动通信系统的时间同步方法的流程图。如图5a所示，时钟服务器与局域网交换机连接；所述局域网交换机与电力线通信主设备通过以太网40连接；所述电力线通信主设备与多个电力线通信从设备通过电力线30连接；每个电力线通信从设备都与一个WIMAX基站连接。其中时钟服务器作为主时钟，WIMAX基站作为从时钟，所述WIMAX基站为家庭小基站。
图5b示出了所述实施例的流程图，其中，时间同步信号包括第一时间同步信号、第二时间同步信号、第三时间同步信号和第四时间同步信号。所述实施例包括：
S501：时钟服务器发送第一时间同步信号经局域网交换机至电力线通信主设备；
在时钟服务器发送第一时间同步信号之前，时钟服务器首先获取高精度的绝对时间；
所述第一时间同步信号由时钟服务器周期性发送。
其中，电力线通信主设备可以为调制解调器。
S502：电力线通信主设备接收第一时间同步信号，选择电力线专用子载波信道，将第一时间同步信号调制到所述电力线专用子载波信道上，发送所述调制后的第一时间同步信号通过电力线传输至与指定基站连接的电力线通信从设备；
所述选择电力线专用子载波信道可以采用缺省定义的方法，也可以选择2-28MHz电力线通信频谱资源的低频段载波2.0-3.5MHz或4.0-7.0MHz中的子载波信道作为传输第一时间同步信号的专用子载波信道。
其中，电力线通信从设备可以为调制解调器。
S503：所述与指定基站连接的电力线通信从设备接收所述调制后的第一时间同步信号，从电力线专用子载波信道上解调出第一时间同步信号，发送第一时间同步信号至WIMAX基站；
S504：WIMAX基站记录第一时间同步信号的接收时间t2；
S505：时钟服务器发送第二时间同步信号至所述WIMAX基站，所述WIMAX基站从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1的绝对时间戳信息；
第二时间同步信号也经过S501至S503的流程完成从时钟服务器至所述WIMAX基站间的发送。其中，第二时间同步信号是第一时间同步信号的跟随信号，第二时间同步信号在第一时间同步信号发出之后由时钟服务器发出，第二时间同步信号中包含所述同步信号的发送时间t1的绝对时间戳信息。
S506：所述WIMAX基站发送第三时间同步信号至时钟服务器，所述WIMAX基站记录第三时间同步信号的发送时间t3，时钟服务器记录第三时间同步信号的到达时间t4；
第三时间同步信号的发送流程与第一时间同步信号相反，是由所述WIMAX基站发送，经所述与指定基站连接的电力线通信从设备进行调制，将第三时间同步信号调制到电力线专用子载波信道上，调制后的第三时间同步信号通过电力线传输至所述电力线通信主设备；所述电力线通信主设备从电力线专用子载波信道上解调出第三时间同步信号，经局域网交换机发送第三时间同步信号至时钟服务器。
S507：时钟服务器接收第三时间同步信号，发送第四时间同步信号至所述WIMAX基站，所述WIMAX基站从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的到达时间t4的绝对时间戳信息；
第四时间同步信号也经过S501至S503的流程完成从时钟服务器至所述WIMAX基站间的发送。第四时间同步信号中包含第三时间同步信号的到达时间t4的绝对时间戳信息。
S508：所述WIMAX基站通过获取的t1、t2、t3和t4计算WIMAX基站的时钟偏移量offset；
所述时钟偏移量可以经过多次测量和计算，以逐步收敛到接近实际值。
S509：WIMAX基站根据所述时钟偏移量offset调整时钟，实现与时钟服务器的同步。
重复执行上述S501-S509实现时钟服务器与所有WIMAX基站的时间同步，从而实现WIMAX基站间的同步。
所述同步信号和延时请求信号的消息域的定义如表2所示：
表2
表2中的消息头的定义如表3所示：
表3
本发明优选实施例采用电力线通信实现低组网成本的时间同步方案。本发明优选实施例通过在电力线通信设备上采用专用子载波信道调制时间同步信号，再通过电力线传输调制在专用子载波信道上的时间同步信号，使得时间同步信号能够及时、优先的采用专用信道进行传输，时间同步信号不会发生拥塞，从而降低了时钟服务器与WIMAX基站间的网络延时，使得时间同步信号更快的到达目的地，满足时间同步精度的要求，更快地实现时钟服务器和WIMAX基站间的同步。
本发明优选实施例不需要在每个WIMAX基站端安装GPS设备，不仅具有组网成本低的优点，而且对于GPS时间同步方案而言具有室内部署相对简单、方便维护和依赖性降低等优点。
本发明实施例是在电力线专用子载波信道上调制时间同步信号来实现时间同步，所述时间同步信号为绝对时间信号。
本发明实施例在实现时间同步的基础上就已经实现了频率同步。
以下介绍本发明实施例提供的一种时间同步通信设备的实施例，图6示出了该实施例的示意图，包括：
第一接收模块601，用于接收时钟客户端向时钟服务器发送的时间同步信号。
选择模块602，用于当第一接收模块601接收到所述时间同步信号后选择有线传输介质的专用子载波信道。
第一处理模块603，用于在所述有线传输介质的专用子载波信道上，对所述第一接收模块601接收的时间同步信号进行调制处理。
第一发送模块604，用于向所述时钟服务器发送所述第一处理模块603调制处理后的时间同步信号。
所述时间同步通信设备进一步包括：
第二接收模块605，用于接收时钟服务器向时钟客户端发送的时间同步信号，所述时钟服务器向时钟客户端发送的时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输。
第二处理模块606，用于对所述第二接收模块605接收的时间同步信号进行解调处理。
第二发送模块607，用于向所述时钟客户端发送所述第二处理模块606解调处理后的时间同步信号。
时钟偏移模块608，用于通过与所述时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量，其中，所述时间同步信号包括通过所述第一发送模块604发送给时钟服务器的时间同步信号，以及通过所述第二接收模块607接收的时钟服务器发送给时钟客户端的时间同步信号。
调整模块609，用于根据所述时钟偏移模块608获取的所述时钟偏移量，调整所述时钟客户端的时钟。
其中，所述时钟偏移模块608和所述调整模块609为时钟客户端的功能模块。
所述时间同步通信设备可以为调制解调器，也可以集成在基站中，所述基站可以包括时钟客户端和调制解调器。
所述通过所述第一发送模块603发送给时钟服务器的时间同步信号包括：第三时间同步信号，所述通过所述第二接收模块606接收的时钟服务器发送给时钟客户端的时间同步信号包括第一时间同步信号、第二时间同步信号和第四时间同步信号。
图7为图6中时钟偏移模块的结构示意图，如图7所示，所述时钟偏移模块608包括：
第一子单元6081，用于获取第一时间同步信号的到达时间t2；
第二子单元6082，用于从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1；
第三子单元6083，用于获取第三时间同步信号的发送时间t3；
第四子单元6084，用于从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的接收时间t4；
获取子单元6085，用于根据所述t1、t2、t3和t4获取时钟偏移量。
以下介绍本发明实施例提供的一种时间同步系统的一系统实施例，包括时间同步通信从设备804，以及时钟服务器801。其中，时间同步通信从设备804可以是前面实施例中描述的时间同步通信设备，此处不再赘述。另外，时钟服务器801，用于向时间同步通信从设备804发送时间同步信号，接收时间同步通信从设备804向时钟服务器发送的通过有线传输介质的专用子载波信道传输的时间同步信号。
进一步的，该系统还可以包括：有线传输介质803(比如电力线)，用于传输调制到有线传输介质的专用子载波信道上的时间同步信号。该时间同步信号包括：第一时间同步信号、第二时间同步信号、第三时间同步信号和第四时间同步信号。
另外，该系统还可以包括时间同步通信主设备802，用于接收时钟服务器向时间同步通信从设备804发送的时间同步信号；当接收到时间同步信号后选择有线传输介质的专用子载波信道；在选择的有线传输介质的专用子载波信道上，对接收到的时间同步信号进行调制处理；向时间同步通信从设备804发送调制处理后的时间同步信号。其中，时钟服务器向时间同步通信从设备804发送的时间同步信号包括第一时间同步信号、第二时间同步信号和第四时间同步信号。
时间同步通信主设备802还可以用于接收时间同步通信从设备804向时钟服务器801发送的通过有线传输介质的专用子载波信道传输的时间同步信号；对接收到的时间同步信号进行解调处理，向时钟服务器801发送解调处理后的时间同步信号。其中，向时钟服务器801发送解调处理后的时间同步信号为第三时间同步信号。
本发明实施例在基站端不采用GPS设备，使得组网成本降低；还能够使得室内部署相对简单，方便维护。
以下介绍本发明实施例提供的一种时钟服务器的一实施例，图9示出了该实施例的示意图，所述时钟服务器90包括：
第一发送模块902，用于发送第一时间同步信号、第二时间同步信号和第四时间同步信号至处理模块903；
接收模块905，用于接收第三时间同步信号；
获取模块906，用于获取第三时间同步信号的到达时间t4；
选择模块901，用于选择有线传输介质的专用子载波信道；
处理模块903，用于在所述有线传输介质的专用子载波信道上调制第一时间同步信号、第二时间同步信号或第四时间同步信号，从有线传输介质的专用子载波信道上解调第三时间同步信号；
第二发送模块904，用于发送所述调制的第一时间同步信号、第二时间同步信号和第四时间同步信号；发送所述解调的第三时间同步信号。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1、一种时间同步方法，其特征在于，包括：
时钟客户端与时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量，所述时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输；
根据获取的所述时钟偏移量，调整所述时钟客户端的时钟。
2、根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述时钟客户端与时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量包括：
时钟客户端接收由时钟服务器发出，在有线传输介质的专用子载波信道上传输的第一时间同步信号，获取第一时间同步信号的到达时间t2；
时钟客户端接收由时钟服务器发出，在有线传输介质的专用子载波信道上传输的第二时间同步信号，从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1；
时钟客户端发送第三时间同步信号至时钟服务器，时钟客户端获取第三时间同步信号的发送时间t3；
时钟客户端接收由时钟服务器发出，在有线传输介质的专用子载波信道上传输的第四时间同步信号，从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的接收时间t4；
时钟客户端根据所述t1、t2、t3和t4计算时钟偏移量。
3、根据权利要求1或2所述的时间同步方法，其特征在于，所述有线传输介质的专用子载波信道包括电力线专用子载波信道或同轴电缆专用子载波信道。
4、根据权利要求3所述的时间同步方法，其特征在于，所述时钟客户端集成于基站中。
5、一种时间同步通信设备，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收时钟客户端向时钟服务器发送的时间同步信号；
选择模块，用于当第一接收模块接收到所述时间同步信号后选择有线传输介质的专用子载波信道；
第一处理模块，用于在所述有线传输介质的专用子载波信道上，对所述第一接收模块接收的时间同步信号进行调制处理；
第一发送模块，用于向所述时钟服务器发送所述第一处理模块调制处理后的时间同步信号。
6、根据权利要求5所述的时间同步通信设备，其特征在于，还包括：
第二接收模块，用于接收时钟服务器向时钟客户端发送的时间同步信号，所述时钟服务器向时钟客户端发送的时间同步信号通过有线传输介质的专用子载波信道进行传输；
第二处理模块，用于对所述第二接收模块接收的时间同步信号进行解调处理；
第二发送模块，用于向所述时钟客户端发送所述第二处理模块解调处理后的时间同步信号。
7、根据权利要求6所述的时间同步通信设备，其特征在于，还包括时钟客户端，所述时钟客户端包括：
时钟偏移模块，用于通过与所述时钟服务器交互时间同步信号，获取与所述时钟服务器之间的时钟偏移量，其中，所述时间同步信号包括通过所述第一发送模块发送给时钟服务器的时间同步信号，以及通过所述第二接收模块接收的时钟服务器发送给时钟客户端的时间同步信号；
调整模块，用于根据所述时钟偏移模块获取的所述时钟偏移量，调整所述时钟客户端的时钟。
8、根据权利要求7所述的时间同步通信设备，其特征在于，所述通过所述第一发送模块发送给时钟服务器的时间同步信号包括：第三时间同步信号，所述通过所述第二接收模块接收的时钟服务器发送给时钟客户端的时间同步信号包括第一时间同步信号、第二时间同步信号和第四时间同步信号；
所述时钟偏移模块包括：
第一子单元，用于获取第一时间同步信号的到达时间t2；
第二子单元，用于从第二时间同步信号中获取第一时间同步信号的发送时间t1；
第三子单元，用于获取第三时间同步信号的发送时间t3；
第四子单元，用于从第四时间同步信号中获取第三时间同步信号的接收时间t4；
获取子单元，用于根据所述t1、t2、t3和t4获取时钟偏移量。
9、一种时间同步系统，其特征在于，包括作为时间同步通信从设备的如权利要求5-8任一项所述的时间同步通信设备，以及时钟服务器，其中，所述时钟服务器，用于向所述时间同步通信从设备发送时间同步信号，接收所述时间同步通信从设备向时钟服务器发送的通过有线传输介质的专用子载波信道传输的时间同步信号。
10、根据权利要求9所述的时间同步系统，其特征在于，还包括：时间同步通信主设备，用于接收所述时钟服务器向所述时间同步通信从设备发送的时间同步信号；当接收到所述时间同步信号后选择有线传输介质的专用子载波信道；在所述有线传输介质的专用子载波信道上，对所述接收到的时间同步信号进行调制处理；向所述时间同步通信从设备发送所述调制处理后的时间同步信号。
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