【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無線通信，涉及一種面向5g-advanced/6g網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法。
技術(shù)介紹
1、5g網(wǎng)絡(luò)憑借其超高速率，超低延遲和海量連接的特點(diǎn)，成為人機(jī)物互聯(lián)的重要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。作為5g的演進(jìn)版本和下一代技術(shù)，5g-advanced和6g網(wǎng)絡(luò)在速度、延遲和連接容量等性能方面不斷提升。5g、5g-advanced和6g網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制、遠(yuǎn)程全息、數(shù)字孿生等領(lǐng)域逐步擴(kuò)大應(yīng)用，這些應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)時(shí)間同步的精確性提出了更高的要求。
2、目前，空口同步方式主要依賴信令完成時(shí)間同步，例如通過隨機(jī)接入信令實(shí)現(xiàn)同步或者通過廣播信令實(shí)現(xiàn)同步。然而，這些同步方式存在同步精度低的缺點(diǎn)，難以滿足上述場(chǎng)景對(duì)時(shí)間同步的高精度要求。因此有必要設(shè)增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，以進(jìn)一步提高5g/5g-advanced/6g網(wǎng)絡(luò)的空口時(shí)間同步精度，從而為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的部署和應(yīng)用提供同步支撐。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種面向5g/5g-advanced/6g網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，在不使用任何信令幀或?qū)Ｓ猛綆那闆r下，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘頻率偏移的估計(jì)，并通過改進(jìn)的sib9信令幀傳遞同步參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間同步功能的增強(qiáng)，提高同步精度。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種面向5g/5g-advanced/6g網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，通過gnb(下一代基站)與ue(用戶)之間的數(shù)據(jù)幀交互進(jìn)行時(shí)鐘頻偏估計(jì)，并采用改進(jìn)的sib9信令幀傳
4、s1：在ue請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，gnb通過dci(downlink?control?information，下行鏈路控制信息)信令配置ue返回確認(rèn)幀的等待時(shí)間，并在下發(fā)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)記錄數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間，在接收到ue反饋的ack消息時(shí)，記錄數(shù)據(jù)包的接收時(shí)間，從而完成雙向消息交互的時(shí)間數(shù)據(jù)采集；
5、s2：根據(jù)gnb采集的雙向交互的時(shí)間數(shù)據(jù)，構(gòu)建gnb與ue之間的時(shí)鐘同步模型，估算ue相對(duì)于gnb的時(shí)鐘頻率偏移和固定時(shí)延；
6、s3：改進(jìn)sib9信令幀，新增同步參數(shù)，包括當(dāng)前狀態(tài)信息、ue的標(biāo)識(shí)、時(shí)鐘頻率偏移和固定時(shí)延等，gnb通過改進(jìn)后的sib9信令將時(shí)鐘頻偏參數(shù)下發(fā)至ue，ue根據(jù)接受到的同步參數(shù)計(jì)算相位偏移，完成時(shí)間同步。
7、進(jìn)一步，步驟s1中，雙向消息交互的執(zhí)行步驟如下：
8、s101：在接收到ue數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，gnb通過dci信令配置ue返回確認(rèn)幀的等待時(shí)間，并在本地時(shí)間t1,i向ue發(fā)送數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中不包含任何時(shí)間戳信息；
9、s102：ue在本地時(shí)刻t2,i成功接收gnb發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，依據(jù)dci信令中指定的反饋時(shí)間參數(shù)，等待固定時(shí)間間隔δ，并在t3,i時(shí)刻生成并發(fā)送響應(yīng)報(bào)文至gnb；
10、s103：gnb在成功接收來自u(píng)e的ack響應(yīng)報(bào)文時(shí)，記錄報(bào)文到達(dá)時(shí)刻t4,i；
11、s104：在本通信周期內(nèi)，基于數(shù)據(jù)幀和harq(hybrid?automatic?repeat?request，混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求)機(jī)制的雙向消息交互完成，成功在gnb處記錄{t1,i,t4,i}時(shí)間戳。
12、進(jìn)一步，步驟s104中，基于線性時(shí)鐘模型，可計(jì)算得出完成一次往返傳輸所消耗的時(shí)間間隔：
13、
14、其中，t4,i表示gnb接收到ack的時(shí)間，t1,i表示gnb給ue發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間，δ表示當(dāng)前周期內(nèi)的等待時(shí)間間隔，表示gnb與ue之間的初始時(shí)鐘頻率偏移，δ表示無線通信傳輸過程中引入的固定時(shí)延，和分別表示gnb到ue鏈路和ue到gnb鏈路中引入的隨機(jī)時(shí)延。
15、進(jìn)一步，步驟s2具體包括：根據(jù)gnb采集的雙向消息交互的時(shí)間數(shù)據(jù)(n表示雙向信息交互的執(zhí)行次數(shù))，通過最大似然估計(jì)方法，推導(dǎo)出gnb與ue之間的時(shí)鐘頻率偏移估計(jì)值和無線通信傳輸過程中引入的固定時(shí)延估計(jì)值其計(jì)算公式如下：
16、
17、其中，表示矢量參數(shù)，表示矢量中的第k個(gè)元素，k＝1,2；h是設(shè)計(jì)矩陣，定義為：p是觀測(cè)向量，定義為：
18、進(jìn)一步，步驟s3中，改進(jìn)的sib9信令幀是在原有sib9信令幀基礎(chǔ)上增加synchronousstate字段、ue_id字段、offset字段和delay字段；
19、synchronousstate字段，用于指示同步承載狀態(tài)，0表示未攜帶同步信息，1表示攜帶同步信息；
20、ue_id字段，用于記錄ue的id號(hào)，當(dāng)ue接收到消息后，通過此字段判斷是否需要接受當(dāng)前消息來獲取同步參數(shù)；
21、offset字段和delay字段，分別用于承載gnb與ue之間的時(shí)鐘頻率偏移及固定時(shí)延。
22、sib9信令幀中還包括有nr_sib9_timinginfo字段(包括timeinfoutc字段、daylightsavingtime字段、leapseconds字段、localtimeoffset字段)、latenoncriticalextension字段和nr_referencetimeinfo_r16字段。
23、timeinfoutc字段記錄sib9傳輸時(shí)刻的utc時(shí)間，以10毫秒為單位表示utc秒數(shù)。
24、latenoncriticalextension字段為預(yù)留字段，用于保證信令設(shè)計(jì)的兼容性。
25、nr_referencetimeinfo_r16字段則提供gnb的時(shí)間參考信息，包含10納秒粒度的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間戳，供ue校正自身時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的時(shí)間同步。
26、同時(shí)，ue通過接收gnb廣播的sib9信令完成單向同步，計(jì)算出時(shí)鐘相位偏移。最終，ue基于時(shí)鐘頻率偏移、固定時(shí)延以及時(shí)鐘相位偏移，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間同步功能的增強(qiáng)，提高空口時(shí)間同步精度。
27、本專利技術(shù)的有益效果在于：
28、(1)本專利技術(shù)將時(shí)鐘頻率偏移估計(jì)嵌入到移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)交互中，無需使用信令幀或?qū)Ｓ猛綆涂梢詫?shí)現(xiàn)時(shí)鐘頻率偏移估計(jì)，從而降低了同步開銷。
29、(2)本專利技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的sib9信令進(jìn)行了功能擴(kuò)展，使ue能夠通過接收改進(jìn)后的sib9信令獲取gnb傳遞的時(shí)鐘同步參數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出時(shí)鐘相位偏移，完成增強(qiáng)型時(shí)間同步。
30、(3)本專利技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量密度自適應(yīng)的特性，數(shù)據(jù)流量越大，時(shí)鐘頻偏估計(jì)越精確。
31、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術(shù)的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本專利技術(shù)的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種面向5G-Advanced/6G網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，通過gNB與UE之間的數(shù)據(jù)幀交互進(jìn)行時(shí)鐘頻偏估計(jì)，并采用改進(jìn)的SIB9信令幀傳遞同步參數(shù)，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型時(shí)間同步；該方法具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，步驟S1中，雙向消息交互的執(zhí)行步驟如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，步驟S104中，基于線性時(shí)鐘模型，計(jì)算得出完成一次往返傳輸所消耗的時(shí)間間隔：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，步驟S2具體包括：根據(jù)gNB采集的雙向消息交互的時(shí)間數(shù)據(jù)其中N表示雙向信息交互的執(zhí)行次數(shù)，通過最大似然估計(jì)方法，推導(dǎo)出gNB與UE之間的時(shí)鐘頻率偏移估計(jì)值和無線通信傳輸過程中引入的固定時(shí)延估計(jì)值其計(jì)算公式如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，步驟S3中，改進(jìn)的SIB9信令幀是在原有SIB9信令幀基礎(chǔ)上增加SynchronousState字段、UE_id字段、Offset字段和Delay字段；
【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向5g-advanced/6g網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，通過gnb與ue之間的數(shù)據(jù)幀交互進(jìn)行時(shí)鐘頻偏估計(jì)，并采用改進(jìn)的sib9信令幀傳遞同步參數(shù)，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型時(shí)間同步；該方法具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，步驟s1中，雙向消息交互的執(zhí)行步驟如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型時(shí)間同步方法，其特征在于，步驟s104中，基于線性時(shí)鐘模型，計(jì)算得出完成一次往返傳輸所消耗的時(shí)間間隔：
4....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王恒，鄧鈺璽，劉曉江，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶郵電大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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