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1、10申请公布号CN102006660A43申请公布日20110406CN102006660ACN102006660A21申请号201010560917922申请日20101126H04W56/00200901H04B7/2620060171申请人中兴通讯股份有限公司地址518057广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部72发明人罗丽傅小明白磊74专利代理机构北京安信方达知识产权代理有限公司11262代理人王艺龙洪54发明名称一种时间同步的方法和系统57摘要本发明公开一种时间同步的方法和系统，其中，所述方法包括从设备构造与主设备发送给从设备的同步报文长度一致的延迟请求报文，向。
2、主设备发送所述延迟请求报文；从设备根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。采用本发明，在延时请求响应机制中将可以避免由于事件报文长度不一致带来的相位不对称问题。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图3页CN102006673A1/2页21一种时间同步的方法，包括从设备构造与主设备发送给从设备的同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；从设备根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差。
3、，进而与主设备时间同步。2如权利要求1所述方法，其特征在于，所述从设备通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。3如权利要求2所述方法，其特征在于，所述从设备与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度的步骤包括从设备向主设备发送第一信令报文，其中的类型长度值TLV中携带待协商的同步报文长度信息；所述主设备接收到所述第一信令报文后，获知待协商的同步报文长度信息，向所述从设备发送第二信令报文，其中的TLV携带协商后的同步报文长度信息；所述从设备接收到所述第二信令报文后，获知协商后主设备即将发送的同步报文长度。4。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，从设备接收到主设备发送的同步报文后，获取所述同步报文的长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。5如权利要求1所述的方法，其特征在于，从设备构造延迟请求报文之前，所述主设备和从设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，使延迟请求报文的长度与同步报文长度相同。6一种时间同步的系统，包括主设备和从设备，其特征在于，主设备用于向从设备发送同步报文；从设备用于构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；以及，根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同。
5、步。7如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述从设备进一步用于通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，接收到所述同步报文后，获取所述同步报文的长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，与主设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，使延迟请求报文的长度与同步报文长度相同。8一种从设备，其特征在于，包括报文收发模块和同步模块，其中，所述报文收发模块用于构造与主设备发送给从设备的同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；所述同步模块根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文。
6、的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。权利要求书CN102006660ACN102006673A2/2页39如权利要求8所述的从设备，其特征在于，所述报文收发模块进一步用于通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，接收到所述同步报文后，获取所述同步报文的长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，根据与主设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。10如权利要求9所述的从设备，其特征在于，当从设备与主设备之间发送信令报文，进行协商，。
7、获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文时，所述报文收发模块进一步用于向主设备发送第一信令报文，其中的类型长度值TLV中携带待协商的同步报文长度信息；接收到主设备发送的第二信令报文后，从所述第二信令报文的TLV中获知协商后的同步报文长度。权利要求书CN102006660ACN102006673A1/10页4一种时间同步的方法和系统技术领域0001本发明涉及时钟同步领域，尤其涉及一种时间同步的方法和系统。背景技术0002在3G无线通信领域，存在几种无线标准CDMACODEDIVISIONMULTIPLEACCESS，码分多址接入2000、WCDMAWIDEBANDC。
8、ODEDIVISIONMULTIPLEACCESS，宽带码分多址接入、TDSCDMATIMEDIVISIONSYNCHRONOUSCODEDIVISIONMULTIPLEACCESS，时分同步码分多址接入、WIMAXWORLDWIDEINTEROPERABILITYFORMICROWAVEACCESS，微波技术全球互通接入、LTELONGTIMEEVOLUTION，长期演进TDD/FDD。对于基于TDDTIMEDIVISIONDUPLEX，时分双工系统，如CDMA2000、TDSCDMA、LTETDD、WIMAX等，为了保证小区切换能够顺利完成，需要严格的相位同步。基于FDDFREQUENCY。
9、DIVISIONDUPLEX，频分双工系统，如GSMGLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATIONS，全球移动通讯系统、WCDMA、LTEFDD等，需要保证基站系统间保持频率同步。0003为了保证相位同步，现在各产品线大量使用的是同步于GPSGLOBALPOSITIONINGSYSTEM，全球定位系统等标准参考源方法，但是用GPS做参考大大受制于美国的控制，曾出现过由于GPS卫星系统升级导致地面大部分基站瘫痪的局面；另外还存在GPS的安装成本高、不是所有的地方都可以安装等问题。随着IEEE1588协议即PRECISIONTIMESYNCHRONIZATIONPROTOCO。
10、L，精确时钟同步协议，简称PTP的出现，通信系统也逐渐用网络的PTP来用于基站同步，代替GPS天馈系统，解决时钟同步问题。0004IEEE1588精密时钟同步协议是为克服以太网实时性不足而规定的一种对时机制，它的出现给我们带来了希望，它的主要原理是通过主从间收发特定报文，计算与参考源的时间偏差来达到同步的目的。目前同步设备厂商们正在试图用IEEE1588网络时钟代替GPS时钟源，但是发布的IEEE15882008在实现时还存在一些问题。发明内容0005现有的IEEE15882008标准没有明确描述各种报文必须的长度，这样可能导致不同厂家发送的报文长度不一致，报文长度不一致会引起延时不对称性问题。
11、，导致同步后主从之间会存在一定的相位偏差。当相位偏差超过协议要求时，将会引起小区切换不成功、掉话、相邻小区间干扰等问题。0006本发明要解决的技术问题提出一种时间同步的方法和系统，解决IEEE1588用于时间同步时由于事件报文长度不一致，引起的相位不对齐问题。0007为了解决上述问题，本发明提供一种时间同步的方法，包括0008从设备构造与主设备发送给从设备的同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；0009从设备根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。说明书CN102006660ACN102。
12、006673A2/10页50010优选地，上述方法具有以下特点0011所述从设备通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。0012优选地，上述方法具有以下特点0013所述从设备与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度的步骤包括0014从设备向主设备发送第一信令报文，其中的类型长度值TLV中携带待协商的同步报文长度信息；0015所述主设备接收到所述第一信令报文后，获知待协商的同步报文长度信息，向所述从设备发送第二信令报文，其中的TLV携带协商后的同步报文长度信息；0016所述从设备接收到所述第二信令报文后，。
13、获知协商后主设备即将发送的同步报文长度。0017优选地，上述方法具有以下特点0018从设备接收到主设备发送的同步报文后，获取所述同步报文的长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。0019优选地，上述方法具有以下特点0020从设备构造延迟请求报文之前，所述主设备和从设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，使延迟请求报文的长度与同步报文长度相同。0021为了解决上述问题，本发明提供一种时间同步的系统，包括主设备和从设备，0022主设备用于向从设备发送同步报文；0023从设备用于构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；以及，根据所述同步报文的发送和接收。
14、时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。0024优选地，上述系统具有以下特点0025所述从设备进一步用于通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，接收到所述同步报文后，获取所述同步报文的长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，与主设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，使延迟请求报文的长度与同步报文长度相同。0026为了解决上述问题，本发明提供一种从设备，包括报文收发模块和同步模块，其中，0027所述报文收发模块用于构造与主设备发送给从设备的。
15、同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；0028所述同步模块根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。0029优选地，上述从设备具有以下特点0030所述报文收发模块进一步用于通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，接收到所述同步报文后，获取所述同步报文的长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请说明书CN102006660ACN102006673A3/10页6求报文；或者，根据与主设备事先约定好同步报文和延迟请求。
16、报文的长度，构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。0031优选地，上述从设备具有以下特点0032当从设备与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，进而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文时，0033所述报文收发模块进一步用于向主设备发送第一信令报文，其中的类型长度值TLV中携带待协商的同步报文长度信息；接收到主设备发送的第二信令报文后，从所述第二信令报文的TLV中获知协商后的同步报文长度。0034采用本发明，在延时请求响应机制中将可以避免由于事件报文长度不一致带来的相位不对称问题。附图说明0035图1是延时请求响应机制示意图；0036图2是组网示意图；0037图3是。
17、本发明应用示例的方案一流程图；0038图4是本发明应用示例的方案二流程图。具体实施方式0039IEEE1588是一种以太网的时钟同步协议PTP协议，通过同步报文实现主从同步。0040PTP协议可以承载在ETHERNET8023、UDP/IPV4和UDP/IPV6，8023帧结构的形式如表1所示，数据字段最少要46个字节。对于PTP报文，其内容放在DATA/LOAD数据/负载部分，因此PTP报文最少要有46个字节。0041表100420043在延时请求响应机制中，使用图1中的SYNC同步、FOLLOW_UP跟踪、DELAY_REQ延迟请求和DELAY_RESP延迟响应报文实现同步，图1中T1和T。
18、2分别为SYNC报文的发送和接收时间戳，即T1是SYNC报文出主设备MASTER时的时间，T2为SYNC报文到从设备SLAVE时的时间。T3和T4分别为DELAY_REQ报文的发送和接收时间戳，即T3为DELAY_REQ报文出从设备的时间，T4为DELAY_REQ报文到主设备的时间。0044表2为SYNC和DELAY_REQ报文的包结构，从表中可以看出SYNC和DELAY_REQ报文的有用长度为44字节，如果PTP标准协议承载在ETHRENET8023上，即没有IP等包头，则SYNC和DELAY_REQ报文的长度不满足要求，因此需要补偿至少2个字节的长度。0045表20046说明书CN1020。
19、06660ACN102006673A4/10页70047如上面描述，需要补充一定的字节才能符合要求，这样有可能不同厂家补充的字节长度不一致，而在实际使用中主设备和从设备经常是来自不同的厂家。PTP用于时间同步时常用的应用场景如图2。主设备和从设备之间经过交换机或者路由器，并且速率不确定，中间有FE/GE/10GE百兆/千兆/万兆等接口，下面将对由于事件报文长度不一致引起的问题进行分析。0048为了分析SYNC报文和DELAY_REQ报文长度不一致引起的问题，做如下假设00491线路CABLE延时是对称的，两个方向的线路传输延时相等；00502报文帧由交换机完全读入缓存后再开始转发；00513S。
20、YNC报文的长度与DELAY_REQ报文长度不一致；00524中间经过的都是FE交换机；00535主设备和从设备的频率和时间是完全同步的；00546主设备和从设备中间都是FE交换机。0055在主设备到从设备的方向上，事件报文的延时为0056T2NLSYNCPKTLFCSBYTES8BITS/BYTEFENS/BITLPREAMBLEBYTES8BITS/BYTEFENS/BITT110057其中，LSYNCPKT为SYNC报文的长度，N为主设备与从设备之间交换的级数，LPREAMBLE为帧前导的长度，FENS/BIT为100M物理网口转发每BIT数据的时间。0058在从设备到主设备的方向上，事。
21、件报文的延时为0059T4NLDELAY_REQPKTLFCSBYTES8BITS/BYTEFENS/BITLPREAMBLEBYTES8BITS/BYTEFENS/BITT320060LDELAY_REQPKT为DELAY_REQ报文的长度，LFCS为检验位FCS长度。0061平均线路传输延时为00620063OFFSETFROMMASTER是从设备的时间与主设备的时间之差，其公式为400640065将1和2代入4为00660067因为上面假设主设备和从设备的频率和时间完全同步，理论上OFFSETFROMMASTER应该为0，而由5可知，这个值与SYNC与DELAY_REQ报文长度之差和经过。
22、的交换级数有关说明书CN102006660ACN102006673A5/10页8系。如果SYNC报文与DELAY_REQ报文的长度一样时，这个值与交换级数无关，即为0，否则这个偏差将会随着交换级数的增加而增加。0068假设SYNC报文长度比DELAY_REQ报文长度多20字节，当中间的交换为FE交换时，OFFSETFROMMASTER的值为00690070为了证明这个理论的正确性，做了如下实验，SYNC报文的长度比DELAY_REQ报文长度少20个字节，交换级数与相位偏差的关系如表3所示。0071表30072主从之间交换级数主从之间相位偏差单位NS1440244231360422800073说。
23、明“”表示SLAVE的相位超前于MASTER的相位0074从表3中看出，每增加一级FE交换，相位偏差将会波动800NS左右，由于网络有一些不确定性存在一些偏差，这样随着交换级数的增多，将会引起主从间相位不对称问题，最终对于无线系统基站将会导致小区间切换不成功、掉话以及相邻小区间干扰的问题。0075综合以上，说明在延迟响应机制中由于主从收发的时间报文长度不一致，将会导致主设备到从设备与从设备到主设备的延迟时间不同。0076承载在ETHERNET8023上的报文存在这个问题，同样承载在UDP/IPV4和UDP/IPV6存在同样的问题。只要SYNC报文和DELAY_REQ报文长度一样将不会存在同样问。
24、题，因此，本发明的基本思想是在延时请求响应机制中要保证SYNC报文和DLEAY_REQ报文长度一样。0077具体地，包括从设备构造与SYNC报文长度一致的DELAY_REQ报文，向主设备发送所述DELAY_REQ报文；根据所述SYNC报文的发送和接收时间，以及所述DELAY_REQ报文的发送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。0078其中，可以根据式3计算线路传输延时。0079本发明提出三种保证SYNC报文与DELAY_REQ报文长度一样的方案。0080方案一从设备通过与主设备之间发送信令SIGNALING报文，进行协商，从设备获知协商后的主设备发送SYNC报文长度。
25、，从而构造与所述SYNC报文长度一致的DELAY_REQ报文。0081SIGNALING报文可以用来协商主设备和从设备的发包速率和持续时间，这种报文说明书CN102006660ACN102006673A6/10页9只有在单播方式下生效。本方案通过增加相应的TLVTYPELENGTHVALUE，类型长度值来增加SIGNALING报文的消息字段，协商报文长度。0082具体地，可包括如下步骤从设备向主设备发送第一信令报文，其中的TLV中携带待协商的同步报文长度信息；主设备接收到所述第一信令报文后，获知待协商的同步报文长度信息，向所述从设备发送第二信令报文，其中的TLV携带协商后的同步报文长度信息；从。
26、设备接收到所述第二信令报文后，获知协商后主设备即将发送的同步报文长度。0083现有技术中，从设备发送SINGALING报文请求主设备以固定的时间间隔和持续时间发送ANNOUNCE通知、SYNC、DELAY_RESP报文，其中SIGNALING报文格式如表4所示，其中请求主设备的内容在TLV中携带，单播协商TLV包括REQUEST_UNICAST_TRANSMISSION请求单播传输、GRANT_UNICAST_TRANSMISSION授权单播传输、CANCEL_UNICAST_TRANSMISSION取消单播传输和ACKNOWLEDGE_CANCEL_UNICAST_TRANSMISSION确。
27、认取消单播传输，这些TLV包括消息类型、发送时间间隔和发送持续时间，如表5所示。0084表400850086表5现有技术REQUEST_UNICAST_TRANSMISSIONTLV格式0087说明书CN102006660ACN102006673A7/10页100088为了保证主设备发送的SYNC报文与从设备发送的DELAY_REQ报文长度一样，可以将这些TLV增加表示报文长度的信息，称为MESSAGELENGTH，本实施例的TLV的形式如表6所示。MESSAGELENGTH共2个字节，默认值为0XFFFF，因为以太网包的长度为641518，去除FCS校验位，报文长度为601514，因此这个值。
28、为0X003C0X05EA内为有效值，否则都认为无效。表6本发明0089REQUEST_UNICAST_TRANSMISSIONTLV格式00900091主设备回应从设备GRANT_UNICAST_TRANSMISSIONTLV报文，也需要对这个TLV增加报文长度信息。如表7所示，为现有技术GRANT_UNICAST_TRANSMISSIONTLV格式，表8为本实施例增加了报文长度信息的TLV格式。这样从设备通过SIGNALING报文可以获取主设备发送的同步报文的长度，依据这个长度来确定DELAY_REQ的报文长度。从而可以保证在延迟响应机制中事件报文长度一致。0092表7现有技术GRANT_。
29、UNICAST_TRANSMISSIONTLV格式0093说明书CN102006660ACN102006673A8/10页110094表8本发明GRANT_UNICAST_TRANSMISSIONTLV格式0095说明书CN102006660ACN102006673A9/10页120096下面以一具体的应用示例说明方案一的实现步骤，如图3所示0097步骤301，配置从设备，以单播的形式与主设备通信，同时配置单播协商功能。0098步骤302，配置从设备发送SIGNALING协商请求报文参数，包括报文类型、报文持续时间和本发明提出的报文长度，按照表6中本发明定义的REQUEST_UNICAST_T。
30、RANSMISSIONTLV形式的内容，通过SIGNALING报文发送给主设备。0099步骤303，主设备收到这个SIGNALING报文后，按照表8中的本发明定义的GRANT_UNICAST_TRANSMISSIONTLV形式的内容，发出携带GRANT_UNICAST_TRANSMISSIONTLV的报文给从设备，这时从设备可从报文中获取主设备发送的SYNC报文长度。0100步骤304，从设备以与SYNC报文同步的长度发送DELAY_REQ报文。0101方案二从设备接收到SYNC报文后，获取所述SYNC报文的长度，从而构造与所述SYNC报文长度一致的DELAY_REQ报文。0102在本方案中，。
31、从设备直接获取SYNC报文的长度，然后发送DELAY_REQ报文，适用于单播和组播的情况，如图4所示，其具体实施步骤为0103步骤401，主设备主动发送SYNC报文；0104步骤402，从设备在获取到SYNC报文后，获取SYNC报文的长度信息，以相同的长度发送DELAY_REQ报文。0105方案三主设备和从设备事先约定好SYNC报文和DELAY_REQ报文的长度，使DELAY_REQ报文的长度与SYNC报文长度相同。0106具体地，可根据协议要求，确定相应报文的固定长度。可做如下要求0107要求1588的报文长度，对于承载在ETHERNET8023上的报文，由于报文消息小于46个字节，这时在没。
32、有VLANVIRTUALLOCALAREANETWORK，虚拟局域网标签的情况下，确定1588报文长度为64字节，即可以并且必须增加2个字节的附加字节，在下列情况下不能加入附加字节01081承载在ETHERNET8023上的报文，带有VLAN标签；01092承载在UDP/IPV4或者UDP/IPV6的报文。0110相应地，本发明实施例的时间同步的系统，包括主设备和从设备，其中，0111主设备用于向从设备发送同步报文；0112从设备用于构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；以及，根据所述同步报文的发送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发送和接收时间，计算从设备与。
33、主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。0113优选地，所述从设备进一步用于通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，从而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，接收到所述同步报文后，获取所述同步报文的长度，从而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，与主设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，使延迟请求报文的长度与同步报文长度相同。0114本发明实施例的从设备，包括报文收发模块和同步模块，其中，0115所述报文收发模块用于构造与主设备发送给从设备的同步报文长度一致的延迟请求报文，向主设备发送所述延迟请求报文；0116所述同步模块根据所述同步报文的发。
34、送和接收时间，以及所述延迟请求报文的发说明书CN102006660ACN102006673A10/10页13送和接收时间，计算从设备与主设备的时间偏差，进而与主设备时间同步。0117优选地，所述报文收发模块进一步用于通过与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报文长度，从而构造与所述同步报文长度一致的同步报文；或者，接收到所述同步报文后，获取所述同步报文的长度，从而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文；或者，根据与主设备事先约定好同步报文和延迟请求报文的长度，构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文。0118优选地，当从设备与主设备之间发送信令报文，进行协商，获知协商后的同步报。
35、文长度，从而构造与所述同步报文长度一致的延迟请求报文时，0119所述报文收发模块进一步用于向主设备发送第一信令报文，其中的TLV中携带待协商的同步报文长度信息；接收到主设备发送的第二信令报文后，从所述第二信报文的TLV中获知协商后的同步报文长度。0120本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。0121以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN102006660ACN102006673A1/3页14图1图2说明书附图CN102006660ACN102006673A2/3页15图3说明书附图CN102006660ACN102006673A3/3页16图4说明书附图CN102006660A。