基于自组网的网络定时同步方法及系统

文档序号:1957249 发布日期:2021-12-10 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 基于自组网的网络定时同步方法及系统 (Network timing synchronization method and system based on ad hoc network ) 是由 刘建德 梁宏建 倪吉庆 李秉权 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明涉及无线通信技术领域,提供了一种基于自组网的网络定时同步方法及系统。该方法包括:当自组网中任一终端发出同步信号时,自组网的至少一个待同步终端在同步信道检测同步信号,并获取同步信号的属性信息,待同步终端基于属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步,待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号,当判断任一待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。本发明可以解决远距离传输场景下的网络定时同步问题,且可以自适应调整同步信号发送周期,提升网络定时同步的效率。(The invention relates to the technical field of wireless communication, and provides a network timing synchronization method and system based on an ad hoc network. The method comprises the following steps: when any terminal in the ad hoc network sends out a synchronous signal, at least one terminal to be synchronized of the ad hoc network detects the synchronous signal in a synchronous channel and acquires attribute information of the synchronous signal, the terminal to be synchronized carries out timing synchronization with the synchronous signal based on a power value and/or an energy value in the attribute information, the terminal to be synchronized judges whether to send the synchronous signal or not based on a preset trigger condition of the synchronous signal, and when any terminal to be synchronized is judged to send the synchronous signal, the sending period of the synchronous signal is adjusted according to the number of the detected synchronous signals and/or the energy value of the synchronous signal. The invention can solve the problem of network timing synchronization in a long-distance transmission scene, can adaptively adjust the sending period of the synchronous signal and improve the efficiency of network timing synchronization.)

基于自组网的网络定时同步方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种基于自组网的网络定时同步方法及系统。

背景技术

通信网络需要同步定时技术,以保证点对点之间的数据传输。自组网现有的定时机制主要包括基于CSMA的同步机制,和基于时隙的同步机制。基于CSMA的同步机制下,终端一直对信号进行检测,当搜索到峰值时估计粗定时,进而基于后续的信号进行精定时估计。该定时机制不需要全网定时同步,可以实现点对点的定时同步估计。

基于时隙的同步机制下,会有专用的定时终端(或者网络内的一个或部分终端)周期性的发送同步信号,其他终端检测该同步信号,从而获取时隙的起始位置。另外,考虑到传播时延的影响,其他终端可以与定时终端中间往返发送信号,实现终端间的定时同步,进而实现全网同步,即基于往返时延(Round-TripTime,RTT)的定时技术。

目前,5GV2X标准支持基于时隙的同步定时技术,具体的包括:终端会检测同步信号,如果没有检测到同步信号或者检测到的同步信号的能量较低,则终端按照固定的周期发送同步信号,用于其他终端同步定时。其他终端基于定时终端检测广播信号,获取帧号/时隙号等信息,确定具体的时隙索引,进而实现全网同步。

5GV2X同步机制中,不同定时终端发送的同步ID是相同的,该机制下其他终端不能有效的区分不同的定时终端,其不能有效支持基于RTT定时的远距离传输。此外,目前基于时隙的网络定时机制下,同步信号一般是固定周期性发送的,如果发送周期较短,这种固定周期性的发送会限定接入网络的终端个数;如果发送周期配置较长,当网络用户较少时,会造成定时同步的效率较低。

发明内容

鉴于以上内容,本发明提供一种基于自组网的网络定时同步方法及系统,其目的在于解决上述技术问题。

为实现上述目的,本发明提供一种基于自组网的网络定时同步方法,该方法包括:

当待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

优选的,所述待同步终端发送同步信号的条件包括:

当自组网中任一终端发出同步信号时,所述自组网的至少一个待同步终端在同步信道检测同步信号,并获取同步信号的属性信息;

所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步;

所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号;

当判断任一待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

优选的,在所述根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值确定发送周期之后,所述方法还包括:

发送同步信号的待同步终端对应的相邻终端根据该同步信号进行定时同步。

优选的,所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步,包括:

待同步终端获取同步信号到本地的定时信息,并在接入信道向同步信号对应的发出终端发送接入信息;

同步信号对应的发出终端向待同步终端发送随机接入响应;

待同步终端获取随机接入响应,获取所述自组网定时信息及/或本地到同步信号的定时信息。

优选的,所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号,包括:

待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值,当该能量值小于第一预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

或者,待同步终端搜索同步信号,接收同步信号的定时调整值,当该定时调整值大于或等于第二预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

或者,待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值并接收同步信号的定时调整值,当该能量值小于第一预设值或该定时调整值大于或等于第二预设值时,待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

或者,所有待同步终端均发送同步信号。

优选的,所述根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期,包括:

当所述待同步终端检测到同步信号的个数大于预设数量时,增大同步信号的发送周期;

当所述待同步终端检测到同步信号的个数小于或等于所述预设数量时,减小同步信号的发送周期。

优选的,所述同步信号的属性信息还包括:同步信号的ID、同步信号的时隙号、同步信号的周期指示,其中,所述同步信号的ID包括用户的物理层ID或部分物理层ID,所述周期指示用于指示终端发送同步信号的周期。

为实现上述目的,本发明还提供一种基于自组网的网络定时同步系统,所述系统包括:

调整单元:用于当待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

优选的,所述系统还包括所述待同步终端发送同步信号的条件判断单元:

用于当自组网中任一终端发出同步信号时,所述自组网的至少一个待同步终端在同步信道检测同步信号,并获取同步信号的属性信息;

所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步;

发送单元:用于所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号;

当判断任一待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

优选的,所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步,包括:

待同步终端获取同步信号到本地的下行定时信息,并在接入信道向同步信号对应的发出终端发送接入信息;

同步信号对应的发出终端向待同步终端发送随机接入响应;

待同步终端获取随机接入响应,获取所述自组网定时信息及/或本地到同步信号的上行定时信息。

优选的,所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号,包括:

待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值,当该能量值小于第一预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

待同步终端搜索同步信号,接收同步信号的定时调整值,当该定时调整值大于或等于第二预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值并接收同步信号的定时调整值,当该能量值小于第一预设值或该定时调整值大于或等于第二预设值时,待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号。

优选的,所述根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期,包括:

当所述待同步终端检测到同步信号的个数大于预设数量时,增大同步信号的发送周期;

当所述待同步终端检测到同步信号的个数小于或等于所述预设数量时,减小同步信号的发送周期。

本发明提出的基于自组网的网络定时同步方法及系统,可以解决远距离传输场景下的网络定时同步问题,同步信号触发条件与测量的RSRP和TA相关联,可以网络中终端选作同步源的拓扑满足配置需求,并可以自适应调整同步周期,可以使得用户较少时,降低同步周期,可以有效降低接入时延,当用户较多,增大同步周期,以提升网络内的用户接入个数。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于自组网的网络定时同步方法的流程图;

图2为本发明提供的一种基于自组网的网络定时同步方法的一种实施方式的流程图;

图3为本发明提供的一种基于自组网的网络定时同步系统结构的示意图;

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。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,都属于本发明保护的范围。

图1为本发明基于自组网的网络定时同步方法的流程图。如图1所示的基于自组网的网络定时同步方法,该方法包括:

A1:当待同步终端发送同步信号时;

A2:根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

可以自适应调整同步周期,可以使得用户较少时,降低同步周期,可以有效降低接入时延,当用户较多,增大同步周期,以提升网络内的用户接入个数。

图2为本发明基于自组网的网络定时同步方法较佳实施例的流程图。如图2所示的基于自组网的网络定时同步方法,该方法包括:

S10:当自组网中任一终端发出同步信号时,所述自组网的至少一个待同步终端在同步信道检测同步信号,并获取同步信号的属性信息;

自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制,用户终端是可以移动的便携式终端,自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。以远距离车载终端和近距离手持终端混合传输场景对本方案进行说明,可以理解的是,本方案的实际场景并不限于该场景。

在自组网的网络中配置时隙可以传输同步信号,定义为同步信道,同步信道之间的间隔是固定的,其中,同步信道间隔可以为160ms(一个时隙2ms,对应80个时隙),同步发送周期为640ms。同步信道间隔内有接入信道,用于其他终端与定时终端进行同步,具体的,同步信道间隔内有物理随机接入(PRACH)信道和随机接入响应(RAR)信道,用于承载接入用户的接入信号和同步源发送给接入用户的随机接入响应。PRACH和RAR在一个同步间隔内占用1个时隙或多个时隙。

在本实施例中,当自组网中任一终端发出同步信号(可以称为同步源)时,自组网的至少一个待同步终端(即除了发出同步信号的其它终端),在同步信道检测同步信号,并获取同步信号的属性信息,同步信号的属性信息包括同步信号的功率信息、能量信息(RSRP),进一步地,同步信号的属性信息还包括:同步信号的ID、同步信号的时隙号、同步信号的周期指示,其中,所述周期指示用于指示终端发送同步信号的周期,终端发送同步信号中的ID信息是独特的,例如,物理层ID(可以为用户物理层ID或部分物理层ID),每个终端对应的值不同,时隙号用于终端确定时隙索引。

通过2bit指示同步发送周期,“00”指示发送周期为320ms,“01”指示发送周期为640ms,“10”指示发送周期为1.28s,“11”指示发送周期为2.56s。可以理解的是,上述指示仅是同步信号配置的其中一种方式。

S20:所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步;

在本实施例中,自组网的其它终端(即待同步终端)可以根据同步信号的发射功率和/或检测到的同步信号能量(RSRP)确定是基于接入信道进行接入定时同步,还是直接基于同步源定时作为网络定时。

在一个实施例中,所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步,包括:

待同步终端获取同步信号到本地的定时信息,并在接入信道向同步信号对应的发出终端发送接入信息;

同步信号对应的发出终端向待同步终端发送随机接入响应;

待同步终端获取随机接入响应,获取所述自组网定时信息及/或本地到同步信号的定时信息。

待同步终端根据同步检测,获取同步源到本地的定时信息,在接入信道向同步源发送接入信息,同步源向接入用户发送随机接入响应,待同步终端获取随机接入响应,获取全网定时信息和/或本地到同步源的定时信息。

S30:所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号;

在本实施例中,除了发出同步信号的其它终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号。

在一个实施例中,所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号,包括:

待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值,当该能量值小于第一预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

待同步终端搜索同步信号,接收同步信号的定时调整值,当该定时调整值大于或等于第二预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值并接收同步信号的定时调整值,当该能量值小于第一预设值或该定时调整值大于或等于第二预设值时,待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号。

本实施例有专用的定时终端,该定时终端固定发送同步信号,也可以配置网络终端的部分终端或全部终端为定时终端。

当满足如下条件之一时,触发待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号,发送同步信号的具体条件包括:

待同步终端搜索同步信号,在一段时间内没有检测到同步块时,发送同步块;

或者,搜索同步信号,测量同步信号的RSRP值,测量的最大RSRP低于第一门限值(例如,-120dBm);

或者,搜索同步信号,收到同步信号发送的定时调整值(timingadvance,TA),该值大于或等于第二门限值(例如:16.67us,对应5km范围);

或者,搜索同步信号,测量RSRP且收到TA值时,测量的最大RSRP低于第一门限值,或者TA值大于第二门限值。门限值可根据实际情况进行设置。

或者,所有待同步终端均发送同步信号。

在一个实施例中,网络中总共16个终端,配置模式的同步信号发送触发模式为所有终端均发送同步信号。同步信道的同步周期为640ms,可支持4个同步信道,终端发送的同步周期支持320/640/1280/2560ms。

初始建网时终端0最早开机,通过同步信号检测,若在一段时间内没有检测到同步源,基于本地定时选择一个同步信道发送同步信号,周期为320ms。

后续终端1、终端2、终端3和终端4,分别基于终端0的同步信号进行网络同步,并在同步信道发送同步信号,同步源周期为320ms。

当终端0检测到的其他同步信号,且还同步信号RSRP值大于门限值的个数为2个,终端0调整同步周期为640ms。

其它终端基于同步信号进行同步,并发送同步信号,发送周期可以根据检测到的RSRP大于门限值的同步源个数确定。已经发送同步信号的终端根据检测到的RSRP大于门限值的个数,调整发送同步信号的周期。

在一个实施例中,网络中共16个终端,配置的同步信号发送触发模式为所有终端根据RSRP和定时调整值(timingadvance,TA),确定是否发送同步信息。

初始建网时终端0最早开机,通过同步源检测,若在一段时间内没有检测到同步源,基于本地定时随机选择一个同步信道发送同步信号,周期为320ms。

后续终端1、终端2、终端3和终端4,分别基于终端0的同步信号进行网络同步。其中终端1和终端2离同步源0距离很近,根据触发条件判断不发送同步信号;终端3和终端4离同步源较远,根据触发条件发送同步信号。

终端0检测到的终端3和终端4,且终端3的同步源RSRP大于门限值,终端0维持同步周期为320ms。

其它终端基于同步源进行同步,并根据同步信号触发条件,判决是否发送同步信号,如果发送同步信号,发送周期根据检测到的RSRP大于门限值的同步源个数确定。已经发送同步信号的终端根据检测到的RSRP大于门限值的同源个数,自适应调整发送同步信号的周期。

S40:当判断任一待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

在本实施例中,当判断任一待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。可以结合检测到的同步源信号质量,自适应调整同步信号的发送周期。基于检测到的同步源ID个数和信号质量,确定同步信号的发送周期,如下表所示:

可以理解的是,表中的具体参数配置(包括同步周期、同步间隔、检测到同步源个数,及门限值等)均不影响本方案的应用。

在一个实施例中,所述根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期,包括:

当所述待同步终端检测到同步信号的个数大于预设数量时,增大同步信号的发送周期;

当所述待同步终端检测到同步信号的个数小于或等于所述预设数量时,减小同步信号的发送周期。

当检测到的同步信号个数较多时,可增大同步信号的发送周期,以满足更多用户的接入;当检测到的同步信号个数较少时,发送的周期可以各地,以降低用户接入时延,同步信号的具体个数如上表所示。

例如,同步信道间隔为160ms,320ms周期内有2个同步信道,最大周期2.56s内有16个同步信道。

在一个实施例中,所述方法还包括:

发送同步信号的待同步终端对应的相邻终端根据该同步信号进行定时同步。例如,待同步终端有终端A,与终端A相邻的终端有终端B和终端C,则终端B和终端C根据终端A发出的同步信号进行定时同步。

图3为本发明提供的一种基于自组网的网络定时同步系统结构的示意图。基于自组网的网络定时同步系统包括:

调整单元:用于当待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

在一个实施例中,所述系统还包括所述待同步终端发送同步信号的条件判断单元:

用于当自组网中任一终端发出同步信号时,所述自组网的至少一个待同步终端在同步信道检测同步信号,并获取同步信号的属性信息;

所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步;

所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号;

当判断任一待同步终端发送同步信号时,根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期。

在一个实施例中,所述系统还包括同步单元,同步单元用于:

发送同步信号的待同步终端对应的相邻终端根据该同步信号进行定时同步。

在一个实施例中,所述待同步终端基于所述属性信息中的功率值及/或能量值,与同步信号进行定时同步,包括:

待同步终端获取同步信号到本地的定时信息,并在接入信道向同步信号对应的发出终端发送接入信息;

同步信号对应的发出终端向待同步终端发送随机接入响应;

待同步终端获取随机接入响应,获取所述自组网定时信息及/或本地到同步信号的定时信息。

在一个实施例中,所述待同步终端基于同步信号的预设触发条件,判断是否发送同步信号,包括:

待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值,当该能量值小于第一预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

或者,待同步终端搜索同步信号,接收同步信号的定时调整值,当该定时调整值大于或等于第二预设值时待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

或者,待同步终端搜索同步信号,测量同步信号的能量值并接收同步信号的定时调整值,当该能量值小于第一预设值或该定时调整值大于或等于第二预设值时,待同步终端发送同步信号,否则不发送同步信号;

或者,所有待同步终端均发送同步信号。

在一个实施例中,所述根据检测到的同步信号的个数及/或同步信号的能量值调整同步信号的发送周期,包括:

当所述待同步终端检测到同步信号的个数大于预设数量时,增大同步信号的发送周期;

当所述待同步终端检测到同步信号的个数小于或等于所述预设数量时,减小同步信号的发送周期。

在一个实施例中,所述同步信号的属性信息还包括:同步信号的ID、同步信号的时隙号、同步信号的周期指示,其中,所述同步信号的ID包括用户的物理层ID或部分物理层ID,所述周期指示用于指示终端发送同步信号的周期。

本发明之基于自组网的网络定时同步系统的具体实施方式与上述基于自组网的网络定时同步方法的具体实施方式大致相同,在此不再赘述。

需要说明的是,上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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