時(shí)間同步系統(tǒng)及時(shí)間同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種時(shí)間同步(time synchronizat1n)的系統(tǒng)及方法，且特別涉及一種利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Satellite Navigat1n System)信號以執(zhí)行時(shí)間同步的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技快速發(fā)展，移動通訊網(wǎng)絡(luò)的日漸普及，家用的電子裝置數(shù)量也日益增加，而有許多電子裝置需要能夠執(zhí)行時(shí)間同步操作以能夠正確運(yùn)作。舉例而言，為了使得在室內(nèi)能有良好的移動通訊網(wǎng)絡(luò)收訊品質(zhì)，可在室內(nèi)設(shè)置小型基站(small cell，例如femtocell、picocell、或microcell)，以提高信號在室內(nèi)的覆蓋率，而小型基站需要與精確的時(shí)鐘信號進(jìn)行同步。因此，如何能夠有效地對于室內(nèi)的電子裝置達(dá)成精確的時(shí)間同步，乃目前業(yè)界所致力的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)間同步系統(tǒng)以及時(shí)間同步方法，使得位于室內(nèi)的電子裝置能夠根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號進(jìn)行時(shí)間同步的設(shè)定，并能夠避免系統(tǒng)發(fā)生振蕩現(xiàn)象，有效提升電子裝置于使用上的便利性。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種時(shí)間同步系統(tǒng)。時(shí)間同步系統(tǒng)包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器及電子裝置。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號包括時(shí)間信息。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器耦接至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器包括發(fā)射天線，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)發(fā)為中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號。電子裝置包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器及時(shí)間同步器。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器包括接收天線，接收中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號。時(shí)間同步器耦接至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，根據(jù)時(shí)間信息設(shè)定電子裝置的時(shí)間。其中衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線的極化類型與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器的發(fā)射天線的極化類型不同。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種時(shí)間同步系統(tǒng)。時(shí)間同步系統(tǒng)包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器及電子裝置。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號包括時(shí)間信息。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器耦接至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器包括發(fā)射天線，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)發(fā)為中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號。電子裝置包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器及時(shí)間同步器。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器包括接收天線，接收中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號。時(shí)間同步器耦接至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，根據(jù)時(shí)間信息設(shè)定電子裝置的時(shí)間。其中衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器的發(fā)射天線是線極化天線。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出一種時(shí)間同步方法，包括下列步驟:接收一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號，該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號包括一時(shí)間信息；以與該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號不同的極化方式將該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)發(fā)為一中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號；一電子裝置接收該中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號；以及根據(jù)該時(shí)間信息設(shè)定該電子裝置的時(shí)間。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出一種時(shí)間同步方法，包括下列步驟:接收一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號，該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號包括一時(shí)間信息；以線極化方式將該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)發(fā)為一中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號；一電子裝置接收該中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號；以及根據(jù)該時(shí)間信息設(shè)定該電子裝置的時(shí)間。
[0008]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0009]圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的時(shí)間同步系統(tǒng)的示意圖；
[0010]圖2繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的時(shí)間同步方法的流程圖。
[0011]其中，附圖標(biāo)記
[0012]1:時(shí)間同步系統(tǒng)
[0013]10:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線
[0014]11:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器
[0015]12:電子裝置
[0016]20:發(fā)射天線
[0017]21:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器
[0018]22:接收天線
[0019]23:時(shí)間同步器
[0020]24:電纜
[0021]31 ?34:步驟
[0022]SO:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號
[0023]SR:中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號
[0024]W:窗戶
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0026]電子裝置執(zhí)行時(shí)間同步的操作，可以根據(jù)特定的時(shí)間同步協(xié)議執(zhí)行，例如網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)定(Network Time Protocol, NTP)或是精密時(shí)間協(xié)定(Precis1n TimeProtocol，PTP)，即經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接，從網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)鐘伺服器獲得正確的時(shí)間信息以對電子裝置進(jìn)行時(shí)間同步的設(shè)定。然而，由于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)是以封包傳輸，不同封包在網(wǎng)絡(luò)上走的不同路徑會造成不同程度的時(shí)間延遲，導(dǎo)致通過網(wǎng)絡(luò)連接的時(shí)間同步方法的精確度不夠高，特別是在電子裝置在網(wǎng)絡(luò)拓樸(network topology)上較遠(yuǎn)離時(shí)鐘伺服器的情形下，此問題將更顯著。
[0027]為了達(dá)到更精確的時(shí)間同步，可以根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號以執(zhí)行時(shí)間同步，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號提供非常精確的時(shí)間來源，且不用經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)封包傳輸。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)例如包括多顆衛(wèi)星運(yùn)行于中地球軌道(Medium Earth Orbit)，可以提供準(zhǔn)確的定位、測速和高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。下文中所提及的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以是全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ningSystem, GPS)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigat1n Satellite System，BDS)、格洛納斯系統(tǒng)(Global Navigat1n Satellite System, GL0NASS)、伽利略定位系統(tǒng)(Galileo)、或其他可提供定位與精確時(shí)間的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0028]位于室內(nèi)或遮蔽物下方的電子裝置常無法接收到良好的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號，為了使得電子裝置能夠根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號執(zhí)行時(shí)間同步，常須將電子裝置放置在室外或是靠近窗戶以獲得良好的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號品質(zhì)。然而，將例如小型基站的電子裝置放置在窗邊，即局限了小型基站能夠使用的范圍，理想上而言，小型基站應(yīng)盡量靠近室內(nèi)使用者活動范圍的中心，以得到最佳的信號涵蓋范圍。
[0029]為了使得在室內(nèi)或遮蔽物下方的電子裝置能夠使用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號作時(shí)間同步，并且使得電子裝置擺設(shè)的位置無須局限在窗邊，本發(fā)明提出一種時(shí)間同步系統(tǒng)及時(shí)間同步方法，利用轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號的方式，將存在于室外的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)發(fā)到室內(nèi)環(huán)境，使得在室內(nèi)的電子裝置能夠接收到品質(zhì)良好的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號，以根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號的時(shí)間信息進(jìn)行時(shí)間同步的設(shè)定。以下詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0030]圖1繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的時(shí)間同步系統(tǒng)的示意圖。時(shí)間同步系統(tǒng)I包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器(r印eater) 11以及電子裝置12。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO包括時(shí)間信息Ti。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11耦接至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11包括發(fā)射天線20，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO轉(zhuǎn)發(fā)為中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR。電子裝置12可位于室內(nèi)或遮蔽物下方，包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器21、時(shí)間同步器23、及其它元件。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器21包括接收天線22，接收中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR。時(shí)間同步器23耦接至衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器21，根據(jù)時(shí)間信息Ti設(shè)定電子裝置12的時(shí)間。根據(jù)時(shí)間信息Ti設(shè)定電子裝置12的時(shí)間的方式及演算法在此并不限制。其中衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10的極化類型與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11的發(fā)射天線20的極化類型不同。茲將各元件詳細(xì)說明如下。
[0031]由于時(shí)間同步系統(tǒng)I是根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO作時(shí)間同步的依據(jù)，必須接收來自于空中的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號S0。于此實(shí)施例中，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10較適宜設(shè)置于室外環(huán)境中，如圖1所示，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10設(shè)置于窗戶W的外側(cè)，與天空之間沒有阻隔物的位置，以能夠有較佳的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO接收品質(zhì)。然而本發(fā)明并不限定擺設(shè)于此位置，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10亦可置于建筑物的屋頂，甚至也可置于室內(nèi)靠近窗戶W的位置，只要是擁有良好衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號接收能力的位置即可。將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10置于室內(nèi)可以節(jié)省工程上的成本，例如裝置的固定手段、防水以及防雷擊的元件等等。而對于例如是右手圓極化波(Right Hand Circular Polarizat1n, RHCP)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10則較佳地宜使用RHCP天線，以達(dá)到較好的極化匹配效果，能夠有良好的信號接收品質(zhì)。
[0032]由于障礙物的屏障，位于室內(nèi)或遮蔽物下方的電子裝置12難以直接接收到室外環(huán)境中的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號S0，因此時(shí)間同步系統(tǒng)I設(shè)置有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11，讓電子裝置12至少能收到中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR。
[0033]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11可以經(jīng)由電纜24，例如同軸電纜(coaxial cable)，耦接至放置于室外或是室內(nèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10，利用電纜24傳送衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO。通過電纜24連接衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11，使得衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11可以配置在使用者方便設(shè)置的位置。當(dāng)然，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10也可以是一體成形，即衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11本體即附有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10，如此衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11需放置在靠近窗戶W的位置，使得衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線10接近室外。
[0034]電纜24會產(chǎn)生信號損失，因此電纜24的長度不適宜太長，例如在10公尺以下。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11包括發(fā)射天線20，將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SO轉(zhuǎn)發(fā)為中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR，使得電子裝置12能夠接收得到中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR。由于中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR同樣包括時(shí)間信息Ti，電子裝置12便能據(jù)以進(jìn)行時(shí)間同步設(shè)定。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11可將信號的功率放大，使得室內(nèi)的電子裝置12能夠清楚接收到功率足夠強(qiáng)的中繼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號SR。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11發(fā)射信號的涵蓋范圍可以視使用者需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中繼器11的發(fā)射