[发明专利]一种多用户钟差测量方法

说明书

本发明涉及通信组网技术领域，公开了一种多用户钟差测量方法，测量出通信组网设备之间的钟差，并对钟差进行补偿以使得通信组网设备间的时间同步。本发明解决了现有技术存在的保证设备间高精度的时间同步时价格昂贵、容易被干扰、可靠性差等问题。

技术领域

本发明涉及通信组网技术领域，具体是一种多用户钟差测量方法。

背景技术

时间是人类难以超越的维度，作为最基本的七个基本物理量之一，时间的计量技术自古以来就推动了人类社会的进步与发展。远古时期的人们就开始根据日夜交替、四季变迁、月相和星相变化等自然现象，确立了最早的日、月、年、节气等时间概念和时间计量方法。随着人类社会的不断发展，人类制造的时间计量设备越来越先进，对时间的计量也越来越精确。

近代以来，随着科学研究的深入和科学技术的发展，人们对时间计量要求越来越高。在通信系统、卫星导航、智能电网、测量与测试系统、工业自动化控制系统等多个重要的工业领域，多个设备之间对时钟同步精度的要求也在逐步提高。在通信领域中，TD-SCDMA系统要求各基站节点严格保持无线接口同步精度为±3us；WiMAX系统和LTE系统要求时间同步精度为亚微秒级；而到了5G时代，核心网的时间服务器指标误差从过去的±100ns缩短到了±40ns。在卫星导航方面，时钟精度能够达到1ns，则空间测量精度就可达到30cm；在工业控制领域，控制信号的传输延时，甚至会引起系统震荡；紧急事件发生时，还可能会因为报警信息不能及时响应导致事故的发生。

为了保证设备间高精度的时间同步，通常选择利用原子钟等高精度时钟源，或者采用借助卫星导航的高精度授时信息来修正自身时钟的误差的方式。但是这两种方式也有明显的缺点，高精度的原子钟太过于昂贵，不适合部署于低成本的设备中去；而卫星导航很容易被干扰，可靠性太差。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种多用户钟差测量方法，解决现有技术存在的保证设备间高精度的时间同步时价格昂贵、容易被干扰、可靠性差等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种多用户钟差测量方法，测量出通信组网设备之间的钟差，并对钟差进行补偿以使得通信组网设备间的时间同步。

作为一种优选的技术方案，包括以下步骤：

S1，发送测量询问信号：以节点0为应答站，以节点i为询问站，将节点i与节点0的时钟对准，节点i分别在自己的时钟信号的起始时刻向节点0发送测量询问信号，每个节点采用独立的扩频码发送测量询问信号，测量询问信号包括tpi,TX；其中，i≥1且i为正，表示节点i发送测量询问信号时的位置，t_pi,TX表示节点i发送测量询问信号自身的钟面时；

S2，接收测量询问信号：节点0接收测量询问信号，并根据不同的扩频码来区分节点i发来的测量询问信号；节点0接收到测量询问信号时的位置记为节点0接收到测量询问信号自身的钟面时记为t_pi,RX；

S3，发送测量应答信号：节点0在下一个自己的时钟信号的起始时刻向节点i统一发送测量应答信号，测量应答信号包括t_pi,TX、t_pi,RX、t_a,TX；其中，表示节点0发送测量应答信号时的位置，t_pi,RX表示节点0发送测量应答信号时刻自身的钟面时；

S4，接收测量应答信号：节点i根据自身的扩频码接收测量应答信号，此时节点导航系统提供的测量询问信号接收时刻位置为接收测量应答信号时刻的节点i钟面时为；

S5，计算钟差：计算出节点i与节点0时钟的偏差值公式如下：

其中，为根据位置与位置计算得到的信号传播距离估计值；为根据位置与位置计算得到的信号传播距离估计值，c为光速；