一种时间同步方法及装置与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种时间同步方法及装置。

背景技术：

基于Mesh(无线网状)网络技术可以为AP(Access Point，接入点)的移动性提供支持，在轨道交通上常常采用Mesh组网。

轨道交通中的Mesh组网包括：车载AP和轨旁AP，其中，车载AP为安装在交通工具(如地铁列车、火车、船舶、仓库运输车等)上的AP，轨旁AP为安装在陆地上轨道旁的AP。车载AP与轨旁AP通过无线连接实现车地间的通信。

另外，为保证车地间的通信，需要对该车载AP进行时间同步。目前，车载AP周期地将NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)报文发送给时间服务器，时间服务器再将时间参数发送给车载AP，进而实现车载AP的时间同步。这种时间同步方式能够保证车载AP时间的准确，但会消耗过多的空口资源。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种时间同步方法及装置，以减少时间同步时消耗的空口资源。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种时间同步方法，应用于车载AP，所述方法包括：

向所述车载AP连接的主轨旁AP发送时间请求报文；

接收所述主轨旁AP根据所述时间请求报文反馈的时间同步报文；所述时间同步报文包括时间参数；

根据所述时间参数同步本地时间。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种时间同步方法，应用于主轨旁AP，所述方法包括：

接收所述主轨旁AP连接的车载AP发送的时间请求报文；

根据所述时间请求报文，向所述车载AP发送携带时间参数的时间同步报文，以使所述车载AP根据所述时间参数同步本地时间。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种时间同步装置，应用于车载AP，所述装置包括：

发送单元，用于向所述车载AP连接的主轨旁AP发送时间请求报文；

接收单元，用于接收所述主轨旁AP根据所述时间请求报文反馈的时间同步报文；所述时间同步报文包括时间参数；

同步单元，用于根据所述时间参数同步本地时间。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种时间同步装置，应用于主轨旁AP，所述装置包括：

接收单元，用于接收所述主轨旁AP连接的车载AP发送的时间请求报文；

发送单元，用于根据所述时间请求报文，向所述车载AP发送携带时间参数的时间同步报文，以使所述车载AP根据所述时间参数同步本地时间。

本发明实施例提供了一种时间同步方法及装置，车载AP可以向其连接的主轨旁AP发送时间请求报文；主轨旁AP根据时间请求报文反馈时间同步报文，该时间同步报文中携带有时间参数，这样车载AP就可以根据时间参数同步本地时间。可见，本发明实施例中，车载AP直接与轨旁AP进行时间同步，不必通过轨旁AP与时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，减少了时间同步时消耗的空口资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种时间同步方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种时间同步装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种时间同步装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种时间同步方法的流程示意图，应用于车载AP，该方法包括：

S101：向车载AP连接的主轨旁AP发送时间请求报文；

这里，主轨旁AP可以为当前与车载AP间信号最好的一个轨旁AP。

S102：接收主轨旁AP根据时间请求报文反馈的时间同步报文；

其中，时间同步报文中包括时间参数。

这里，主轨旁AP可以采用NTP方式与时间服务器同步本地时间，也就是，主轨旁AP可以向时间服务器发送NTP报文同步本地时间，以保证轨旁AP中时间的准确。这种情况下，车载AP直接与其主轨旁AP进行时间同步，就可以获取到准确时间。

另外，车载AP进行时间同步时，其传递的报文都承载于车载AP与轨旁AP间的无线连接上，也就是，车载AP与轨旁AP间的二层链路上，车载AP直接与主轨旁AP进行时间同步，不必通过主轨旁AP以及多个网络节点与网络侧的时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，提高了时间同步效率，减少了时间同步时消耗的空口资源。

S103：根据时间同步报文中包括的时间参数同步本地时间。

在本发明的一个实施例中，为了减少时间同步时消耗的空口资源，上述时间请求报文和时间同步报文可以为车载AP与主轨旁AP间交互的无线协议报文(例如802.11s协议报文)。例如：时间请求报文可以为车载AP向主轨旁AP发送的连接请求报文，时间同步报文为主轨旁AP根据连接请求报文反馈的连接完成报文等。

一般的，为了保证车载AP可以通过无线协议报文获得时间参数，也就是，保证车载AP与主轨旁AP间交互的无线协议报文能够作为时间请求报文或时间同步报文，车载AP可以在向主轨旁AP发送的无线协议报文中插入时间请求参数，该时间请求参数可以携带在无线协议报文的供应商字段(vendor字段)，进而携带时间请求参数的无线协议报文就可以作为时间请求报文，请求时间参数；另外，主轨旁AP在接收到时间请求报文，也就是接收到携带有时间请求参数的无线协议报文后，可以根据该携带有时间请求参数的无线协议报文，反馈给车载AP对应的、携带有时间参数的无线协议报文，也就是反馈给车载AP时间同步报文，并且该时间参数同样可以携带在无线协议报文的vendor字段。

这里，vendor字段一般为TLV(Type Length Value，类型长度值)格式，如果Type为时间标识(如：time)，车载AP和主轨旁AP可以通过设置该时间标识Type对应的Value来确定是否需要请求时间和携带时间参数，例如：若时间标识Type对应的Value为1，则可以表示需要同步时间；若时间标识Type对应的Value为0，则可以表示不需要同步时间，若主轨旁AP接收到的无线协议报文中时间标识Type对应的Value中的值为1，则可以认为接收到了时间请求报文，在反馈的无线协议报文中时间标识Type对应的Value中填充时间参数，将该无线协议报文作为时间同步报文发送给车载AP。

在一些特殊的场景中，例如，在5M频宽下，带宽资源变成了非常珍贵的资源，需要优先保障列车控制信号(如CBTC(Communication Based Train Control System，基于无线通信的列车自动控制系统))的传输。而5M频宽的传输能力本身比较弱，如果反复地进行NTP报文交互，将加重链路的负担，甚至会影响车地信号的传输。

这种情况下，在本发明的一个实施例中，为了更好地控制时间的同步，在保证车地信号的传输，也就是保证车载AP与主轨旁AP间通信的同时，确保车载AP获得准确的时间，可以根据链路质量，在车载AP上配置多种发送时间请求报文的模式。本发明实施例以三种模式为例，在车载AP上配置三种模式，分别为第一模式、第二模式和第三模式，这里，第一模式对应的链路质量<第二模式对应的链路质量<第三模式对应的链路质量：

当链路质量较差时，可以设置当前模式为第一模式，此时，由于链路质量较差，为了减少对车载AP与主轨旁AP间通信的影响，可以仅在车载AP上电，且与首个主轨旁AP建立连接后，在向该首个主轨旁AP发送的第一个无线协议报文中添加时间请求参数，此时，添加了时间请求参数的无线协议报文为时间请求报文，将该时间请求报文发送给该首个主轨旁AP；这样，该首个主轨旁AP就可以根据时间请求报文中携带的时间请求参数反馈时间同步报文了；

当链路质量较好时，也就是链路质量优于第一模式的链路质量时，可以设置当前模式为第二模式，此时，链路质量较好，能够在减少对车载AP与主轨旁AP间通信的影响的同时，满足车载AP获得更为准确的时间的需求。一般的，可以在向首个主轨旁AP发送的第一个无线协议报文中添加时间请求参数，这个添加了时间请求参数的无线协议报文为时间请求报文，首个主轨旁AP可以根据时间请求报文中携带的时间请求参数反馈时间同步报文；

另外，在车载AP切换至非首个主轨旁AP后，在向非首个主轨旁AP发送的第一个无线协议报文中也添加时间请求参数，此时，添加了时间请求参数的无线协议报文为时间请求报文，将该时间请求报文发送给非首个主轨旁AP；这样，非首个主轨旁AP也可以根据时间请求报文中携带的时间请求参数反馈时间同步报文；

例如，当前模式为第二模式，车载AP在上电后，这个车载AP连接的首个主轨旁AP为AP1，在向AP1发送的第一个无线协议报文中添加时间请求参数，以便AP1反馈时间同步报文；另外，当该车载AP连接的主轨旁AP切换为AP2后，AP2为非首个主轨旁AP，在向AP2发送的第一个无线协议报文中添加时间请求参数，以便AP2反馈时间同步报文。

当链路质量很好时，也就是链路质量优于第二模式的链路质量时，可以设置当前模式为第三模式，此时链路质量很好，车载AP的时间同步对车载AP与主轨旁AP间的通信不会产生很大的影响，为了获得准确的时间，车载AP可以在无线协议的保活过程中，在向首个主轨旁AP和非首个主轨旁AP发送的每一无线协议报文中都添加时间请求参数，此时，添加了时间请求参数的无线协议报文为时间请求报文，也就是，车载AP与首个主轨旁AP和非首个主轨旁AP间交互的任一无线协议报文都为时间请求报文，这里，时间请求报文可以为向首个主轨旁AP发送的第一个无线协议报文，也可以为向非首个主轨旁AP发送的第一个无线协议报文，将时间请求报文发送给主轨旁AP(首个主轨旁AP或非首个主轨旁AP)；这样，首个主轨旁AP和非首个主轨旁AP就可以根据时间请求报文中携带的时间请求参数反馈时间同步报文了。

在本发明的一个实施例中，车载AP可以配置链路检测功能，当使能该链路检测功能时，在车载AP上电，且与首个主轨旁AP建立连接后，可以先检测其与首个主轨旁AP间的链路质量，进而根据检测到链路质量(当前链路质量)确定当前模式。另外，为了确定车载AP的当前模式，可以在车载AP上配置质量等级，根据检测到的链路质量所对应的质量等级确定当前模式。例如：车载AP上配置有三个质量等级：[第一模式，a-b]、[第二模式，b-c]、[第三模式，c-d]，其中，a<b<c<d，若确定当前链路质量为e，a<e<b，则确定对应的质量等级为[第一模式，a-b]，确定当前模式为第一模式。

本发明实施例提供了一种时间同步方法，车载AP可以向其连接的主轨旁AP发送时间请求报文；主轨旁AP根据时间请求报文反馈时间同步报文，该时间同步报文中携带有时间参数，这样车载AP就可以根据时间参数同步本地时间。可见，本发明实施例中，车载AP直接与轨旁AP进行时间同步，不必通过轨旁AP与时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，减少了时间同步时消耗的空口资源。

参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种时间同步方法的流程示意图，应用于主轨旁AP，该方法包括：

S201：接收主轨旁AP连接的车载AP发送的时间请求报文；

主轨旁AP可以采用NTP方式与时间服务器同步本地时间，也就是，主轨旁AP可以向时间服务器发送NTP报文同步本地时间，以保证主轨旁AP中时间的准确。这种情况下，车载AP直接与其主轨旁AP进行时间同步，就可以获取到准确时间。

另外，车载AP进行时间同步时，其传递的报文都承载于车载AP与主轨旁AP间的无线连接上，也就是，车载AP与主轨旁AP间的二层链路上，车载AP直接与主轨旁AP进行时间同步，不必通过主轨旁AP以及多个网络节点与网络侧的时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，提高了时间同步效率，减少了时间同步时消耗的空口资源。

S202：根据时间请求报文，向车载AP发送携带时间参数的时间同步报文。

这种情况下，车载AP就可以根据时间同步报文中携带的时间参数同步本地时间。

在本发明的一个实施例中，为了减少时间同步时消耗的空口资源，上述时间请求报文和时间同步报文可以为车载AP与主轨旁AP间交互的无线协议报文。

一般的，为了保证车载AP可以通过无线协议报文获得时间参数，也就是，保证车载AP与主轨旁AP间交互的无线协议报文能够作为时间请求报文或时间同步报文，车载AP可以在向主轨旁AP发送的无线协议报文中插入时间请求参数，该时间请求参数可以携带在无线协议报文的供应商字段(vendor字段)，进而携带时间请求参数的无线协议报文就可以作为时间请求报文，请求时间参数；另外，主轨旁AP在接收到时间请求报文，也就是接收到携带有时间请求参数的无线协议报文后，可以根据该携带有时间请求参数的无线协议报文，反馈给车载AP对应的、携带有时间参数的无线协议报文，也就是反馈给车载AP时间同步报文，并且该时间参数同样可以携带在无线协议报文的vendor字段。

在一些特殊的场景中，例如，在5M频宽下，带宽资源变成了非常珍贵的资源，需要优先保障列车控制信号(如CBTC)的传输。而5M频宽的传输能力本身比较弱，如果反复地进行NTP报文交互，将加重链路的负担，甚至会影响车地信号的传输。

这种情况下，时间请求报文可以为：车载AP向主轨旁AP发送的第一个无线协议报文，这个无线协议报文携带有时间请求参数；

时间请求报文还可以为：车载AP在与主轨旁AP建立连接后，向主轨旁AP发送任一无线协议报文，这里，任一无线协议报文都携带有时间请求参数的；

这种情况下，主轨旁AP可以根据时间请求报文中携带的时间请求参数，向车载AP反馈携带有时间参数的无线协议报文。

本发明实施例提供了一种时间同步方法，车载AP可以向其连接的主轨旁AP发送时间请求报文；主轨旁AP根据时间请求报文反馈时间同步报文，该时间同步报文中携带有时间参数，这样车载AP就可以根据时间参数同步本地时间。可见，本发明实施例中，车载AP直接与轨旁AP进行时间同步，不必通过轨旁AP与时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，减少了时间同步时消耗的空口资源。

参考图3，图3为本发明实施例提供的一种时间同步装置的结构示意图，应用于车载AP，所述装置包括：

发送单元301，用于向所述车载AP连接的主轨旁AP发送时间请求报文；

接收单元302，用于接收所述主轨旁AP根据所述时间请求报文反馈的时间同步报文；所述时间同步报文包括时间参数；

同步单元303，用于根据所述时间参数同步本地时间。

在本发明的其他实施例中，所述发送单元301，具体可以用于：

向所述车载AP连接的主轨旁AP发送第一个第一无线协议报文，所述第一无线协议报文为携带有时间请求参数的时间请求报文，以使所述主轨旁AP根据所述时间请求参数反馈时间同步报文；或者，

在所述车载AP与所述主轨旁AP建立连接后，向所述主轨旁AP发送任一第二无线协议报文，所述第二无线协议报文为携带有时间请求参数的时间请求报文，以使所述主轨旁AP根据所述时间请求参数反馈时间同步报文。

在本发明的其他实施例中，所述发送单元301，具体可以用于：

在所述车载AP与首个主轨旁AP建立连接后，检测所述车载AP与所述首个主轨旁AP间的链路质量，确定所述链路质量对应的质量等级；

如果所述链路质量对应第一质量等级或第二质量等级，则向所述首个主轨旁AP发送第一个第一无线协议报文，所述第一无线协议报文为携带有时间请求参数的时间请求报文，以使所述首个主轨旁AP根据所述时间请求参数反馈时间同步报文；

如果所述链路质量对应第三质量等级，则向所述首个主轨旁AP发送任一第二无线协议报文，所述第二无线协议报文为携带有时间请求参数的时间请求报文，以使所述首个主轨旁AP根据所述时间请求参数反馈时间同步报文；

其中，所述第一质量等级低于所述第二质量等级，所述第二质量等级低于所述第三质量等级。

在本发明的其他实施例中，所述发送单元301，还可以用于：

如果所述链路质量对应第二质量等级，当所述车载AP切换至非首个主轨旁AP时，向所述非首个主轨旁AP发送第一个第三无线协议报文，所述第三无线协议报文为携带有时间请求参数的时间请求报文，以使所述非首个主轨旁AP根据所述时间请求参数反馈时间同步报文。

在本发明的其他实施例中，所述发送单元301，还可以用于：

如果所述链路质量对应第三质量等级，当所述车载AP切换至非首个轨旁AP时，向所述非首个主轨旁AP发送任一第四无线协议报文，所述第四无线协议报文为携带有时间请求参数的时间请求报文，以使所述非首个主轨旁AP根据所述时间请求参数反馈时间同步报文。

本发明实施例提供了一种时间同步装置，车载AP可以向其连接的主轨旁AP发送时间请求报文；主轨旁AP根据时间请求报文反馈时间同步报文，该时间同步报文中携带有时间参数，这样车载AP就可以根据时间参数同步本地时间。可见，本发明实施例中，车载AP直接与轨旁AP进行时间同步，不必通过轨旁AP与时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，减少了时间同步时消耗的空口资源。

参考图4，图4为本发明实施例提供的另一种时间同步装置的结构示意图，应用于主轨旁AP，所述装置包括：

接收单元401，用于接收所述主轨旁AP连接的车载AP发送的时间请求报文；

发送单元402，用于根据所述时间请求报文，向所述车载AP发送携带时间参数的时间同步报文，以使所述车载AP根据所述时间参数同步本地时间。

在本发明的其他实施例中，所述时间请求报文为所述车载AP向所述主轨旁AP发送的第一个无线协议报文，所述无线协议报文携带有时间请求参数；或为

所述车载AP在与所述主轨旁AP建立连接后，向所述主轨旁AP发送的任一无线协议报文，所述任一无线协议报文携带有时间请求参数；

所述发送单元402，具体可以用于：

根据所述时间请求参数，向所述车载AP反馈携带有时间参数的无线协议报文。

本发明实施例提供了一种时间同步装置，车载AP可以向其连接的主轨旁AP发送时间请求报文；主轨旁AP根据时间请求报文反馈时间同步报文，该时间同步报文中携带有时间参数，这样车载AP就可以根据时间参数同步本地时间。可见，本发明实施例中，车载AP直接与轨旁AP进行时间同步，不必通过轨旁AP与时间服务器进行时间同步，缩短了同步时间的传输里程，减少了时间同步时消耗的空口资源。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。