本发明涉及物联网移动通信技术领域，具体而言，涉及一种nbiot终端时钟同步方法、一种nbiot终端时钟同步装置。
背景技术：
nbiot(narrowbandinternetofthings，nb-iot)是3gpp制定的物联网无线通讯标准。nbiot终端和基站通过无线进行连接，上传和下载数据。由于是通过无线进行通讯，为保证通讯质量，终端和基站的时钟基准需要保持一致，基站侧一般采用gps时钟基准，精度非常高。终端侧由于受限于体积和成本，只能采用精度较低的晶体时钟，这个精度不能满足nbiot空口通讯的要求。
传统的解决方案是终端侧的晶体时钟采用vctcxo，这种时钟晶体有额外的温度补偿，所以温度稳定性好，精度可以达到0.5-2.5ppm，同时为最终能够与基站标准时钟同步，该晶体时钟还支持压控补偿，就是通过外部电压的输入，微调时钟的精度，以最终达到和基站时钟同步的目的。这种设计的好处是终端芯片实现简单，精度高，稳定可靠。然而，传统使用vctcxo的方案缺点也非常明显，vctcxo价格较贵，应用在物联网应用中，由于整体系统成本很低，vctcxo的价格就成为这种解决方案中成本劣势。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一方面在于提出了一种nbiot终端时钟同步方法。
本发明的另一方面在于提出了一种nbiot终端时钟同步装置。
有鉴于此，本发明提出了一种nbiot终端时钟同步方法，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，时钟同步方法包括：检测下行信道中的主同步信号npss(narrowbandprimarysynchronizationsignal)信号和辅同步信号nsss(narrowbandsecondarysynchronizationsignal)信号；根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上；检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，其中，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的上行信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率上。
根据本发明的nbiot终端时钟同步方法，nbiot终端芯片外采用通用晶振，在nbiot终端芯片内，首先通过检测下行信道中的npss和nsss信号，解析出当前终端内部时钟频率fue和下行信号载频信号中的时钟频率fdl之差δf。然后通过芯片内的硬件电路将所有下行信道接收到的信号进行重采样，重采样的频率和信号载频之间的频率差为δf。这样，重采样后的信号载频就已经切换到了nbiot终端内部时钟频率上。对于上行信道，同样由于终端芯片内部时钟频率精度很低，需要对上行信道进行处理。在芯片内部上行信道的数据信号产生后，要对数据信号进行重采样，重采样的频率和芯片内部时钟频率的频率差为-δf。这样，重采样后的信号载频已经切换到基站时钟频率也就是下行信号载频信号中的时钟频率fdl。本发明提供的时钟同步方法，可以使nbiot终端系统只使用廉价的通用晶振，而不需要采用昂贵的vctcxo做时钟源，大幅降低系统成本；在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，大幅降低功耗和成本。
在上述技术方案中，优选地，在对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样之后，还包括：对下行信道上的信号进行解码运算，解析出下行信道上承载的数据。
在该技术方案中，nbiot终端系统中，下行通路检测内部时钟和收到数据的时钟的频率差，通过内部算法将下行数据重采样到内部时钟频率上，可以使用终端内部时钟进行后续的解码运算，解出下行信道上承载的数据，能够满足物联网移动通信传递业务信息所需的传输和交换性能需求。
在上述任一技术方案中，优选地，在对数据信号进行重采样之后，还包括：将重采样后的上行信道中的数据发射给基站。
在该技术方案中，nbiot终端系统中，上行通路应用下行通路检测的频率差，通过内部算法将内部时钟频率上的上行数据重采样到上行输出频率，然后通过上行信道空口发射给基站，实现nbiot终端与基站进行数据传输时，发送和接收双方保持完全的同步。
在上述任一技术方案中，优选地，所述晶振的精度包括以下至少任一项：10ppm、15ppm、20ppm。
在该技术方案中，通用外置晶振等级一般包括10ppm、15ppm、20ppm，但不限于此。本发明在nbiot终端芯片外采用晶振，其精度等级的选择包括以上任一项，但不限于此，在具体实施中，可以依据生产成本需求，以及nbiot空口通讯的要求而定。
在上述任一技术方案中，优选地，晶振的精度为10ppm。
在该技术方案中，nbiot终端芯片外采用通用晶振，精度为10ppm，这一精度的晶振价格很低，因此能有效降低成本，然而其精度不能满足nbiot终端通讯需求，容易造成通信效果差甚至无法通信。本发明采用在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，降低成本，并且具有体积小的特点，更加符合nbiot终端的需求。
本发明还提出了一种nbiot终端时钟同步装置，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，时钟同步装置包括：检测单元，用于检测下行信道中的npss信号和nsss信号；计算单元，用于根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；第一同步单元，用于对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上；第二同步单元，用于检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率。
根据本发明的nbiot终端时钟同步装置，nbiot终端芯片外采用通用晶振，在nbiot终端芯片内，首先通过检测下行信道中的npss和nsss信号，解析出当前终端内部时钟频率fue和下行信号载频信号中的时钟频率fdl之差δf。然后通过芯片内的硬件电路将所有下行信道接收到的信号进行重采样，重采样的频率和信号载频之间的频率差为δf。这样，重采样后的信号载频就已经切换到了nbiot终端内部时钟频率上。对于上行信道，同样由于终端芯片内部时钟频率精度很低，需要对上行信道进行处理。在芯片内部上行信道的数据信号产生后，要对数据信号进行重采样，重采样的频率和芯片内部时钟频率的频率差为-δf。这样，重采样后的信号载频已经切换到基站时钟频率也就是下行信号载频信号中的时钟频率fdl。本发明提供的时钟同步方法，可以使nbiot终端系统只使用廉价的通用晶振，而不需要采用昂贵的vctcxo做时钟源，大幅降低系统成本；在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，大幅降低功耗和成本。
在上述技术方案中，优选地，在对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样之后，还包括：解码单元，用于对下行信道上的信号进行解码运算，解析出下行信道上承载的数据。
在该技术方案中，nbiot终端系统中，下行通路检测内部时钟和收到数据的时钟的频率差，通过内部算法将下行数据重采样到内部时钟频率上，可以使用终端内部时钟进行后续的解码运算，解出下行信道上承载的数据，能够满足物联网移动通信传递业务信息所需的传输和交换性能需求。
在上述任一技术方案中，优选地，在对数据信号进行重采样之后，还包括：发射单元，用于将重采样后的上行信道中的数据发射给基站。
在该技术方案中，nbiot终端系统中，上行通路应用下行通路检测的频率差，通过内部算法将内部时钟频率上的上行数据重采样到上行输出频率，然后通过上行信道空口发射给基站，实现nbiot终端与基站进行数据传输时，发送和接收双方保持完全的同步。
在上述任一技术方案中，优选地，所述晶振的精度包括以下至少任一项：10ppm、15ppm、20ppm。
在该技术方案中，通用外置晶振等级一般包括10ppm、15ppm、20ppm，但不限于此。本发明在nbiot终端芯片外采用晶振，其精度等级的选择包括以上任一项，但不限于此，在具体实施中，可以依据生产成本需求，以及nbiot空口通讯的要求而定。
在上述任一技术方案中，优选地，晶振的精度为10ppm。
在该技术方案中，nbiot终端芯片外采用通用晶振，精度为10ppm，这一精度的晶振价格很低，因此能有效降低成本，然而其精度不能满足nbiot终端通讯需求，容易造成通信效果差甚至无法通信。本发明采用在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，降低成本，并且具有体积小的特点，更加符合nbiot终端的需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的nbiot终端时钟同步方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的nbiot终端时钟同步方法的流程示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的nbiot终端时钟同步装置的示意框图；
图4示出了根据本发明的另一个实施例的nbiot终端时钟同步装置的示意框图；
图5示出了根据本发明的再一个实施例的nbiot终端时钟同步装置的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的nbiot终端时钟同步方法的流程示意图。其中，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，该时钟同步方法包括：
步骤102，检测下行信道中的npss信号和nsss信号；
步骤104，根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；
步骤106，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上；
步骤108，检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，其中，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的上行信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率上。
本发明提供的nbiot终端时钟同步方法，nbiot终端芯片外采用通用晶振，在nbiot终端芯片内，首先通过检测下行信道中的npss和nsss信号，解析出当前终端内部时钟频率fue和下行信号载频信号中的时钟频率fdl之差δf。然后通过芯片内的硬件电路将所有下行信道接收到的信号进行重采样，重采样的频率和信号载频之间的频率差为δf。这样，重采样后的信号载频就已经切换到了nbiot终端内部时钟频率上。对于上行信道，同样由于终端芯片内部时钟频率精度很低，需要对上行信道进行处理。在芯片内部上行信道的数据信号产生后，要对数据信号进行重采样，重采样的频率和芯片内部时钟频率的频率差为-δf。这样，重采样后的信号载频已经切换到基站时钟频率也就是下行信号载频信号中的时钟频率fdl。本发明提供的时钟同步方法，可以使nbiot终端系统只使用廉价的通用晶振，而不需要采用昂贵的vctcxo做时钟源，大幅降低系统成本；在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，大幅降低功耗和成本。
如图2所示，根据本发明的另一个实施例的nbiot终端时钟同步方法的流程示意图。其中，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，该时钟同步方法包括：
步骤202，检测下行信道中的npss信号和nsss信号；
步骤204，根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；
步骤206，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上，对下行信道上的信号进行解码运算，解析出下行信道上承载的数据；
步骤208，检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，其中，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的上行信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率上，将重采样后的上行信道中的数据发射给基站。
在该实施例中，nbiot终端系统中，下行通路检测内部时钟和收到数据的时钟的频率差，通过内部算法将下行数据重采样到内部时钟频率上，可以使用终端内部时钟进行后续的解码运算，解出下行信道上承载的数据，能够满足物联网移动通信传递业务信息所需的传输和交换性能需求。
在该实施例中，nbiot终端系统中，上行通路应用下行通路检测的频率差，通过内部算法将内部时钟频率上的上行数据重采样到上行输出频率，然后通过上行信道空口发射给基站，实现nbiot终端与基站进行数据传输时，发送和接收双方保持完全的同步。
在上述任一实施例中，优选地，所述晶振的精度包括以下至少任一项：10ppm、15ppm、20ppm。
在该实施例中，通用外置晶振等级一般包括10ppm、15ppm、20ppm，但不限于此。本发明在nbiot终端芯片外采用晶振，其精度等级的选择包括以上任一项，但不限于此，在具体实施中，可以依据生产成本需求，以及nbiot空口通讯的要求而定。
在上述任一实施例中，优选地，晶振的精度为10ppm。
在该实施例中，nbiot终端芯片外采用通用晶振，精度为10ppm，这一精度的晶振价格很低，因此能有效降低成本，然而其精度不能满足nbiot终端通讯需求，容易造成通信效果差甚至无法通信。本发明采用在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，降低成本，并且具有体积小的特点，更加符合nbiot终端的需求。
如图3所示，根据本发明的一个实施例的nbiot终端时钟同步装置的示意框图。其中，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，该nbiot终端时钟同步装置300包括：
检测单元302，用于检测下行信道中的npss信号和nsss信号；
计算单元304，用于根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；
第一同步单元306，用于对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上；
第二同步单元308，用于检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率。
本发明提供的nbiot终端时钟同步装置300，nbiot终端芯片外采用通用晶振，在nbiot终端芯片内，首先通过检测下行信道中的npss和nsss信号，解析出当前终端内部时钟频率fue和下行信号载频信号中的时钟频率fdl之差δf。然后通过芯片内的硬件电路将所有下行信道接收到的信号进行重采样，重采样的频率和信号载频之间的频率差为δf。这样，重采样后的信号载频就已经切换到了nbiot终端内部时钟频率上。对于上行信道，同样由于终端芯片内部时钟频率精度很低，需要对上行信道进行处理。在芯片内部上行信道的数据信号产生后，要对数据信号进行重采样，重采样的频率和芯片内部时钟频率的频率差为-δf。这样，重采样后的信号载频已经切换到基站时钟频率也就是下行信号载频信号中的时钟频率fdl。本发明提供的时钟同步方法，可以使nbiot终端系统只使用廉价的通用晶振，而不需要采用昂贵的vctcxo做时钟源，大幅降低系统成本；在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，大幅降低功耗和成本。
如图4所示，根据本发明的另一个实施例的nbiot终端时钟同步装置的示意框图。其中，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，该nbiot终端时钟同步装置400包括：
检测单元402，用于检测下行信道中的npss信号和nsss信号；
计算单元404，用于根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；
第一同步单元406，用于对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上；
第二同步单元408，用于检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率；
解码单元410，在对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样之后，用于对下行信道上的信号进行解码运算，解析出下行信道上承载的数据。
在该实施例中，nbiot终端系统中，下行通路检测内部时钟和收到数据的时钟的频率差，通过内部算法将下行数据重采样到内部时钟频率上，可以使用终端内部时钟进行后续的解码运算，解出下行信道上承载的数据，能够满足物联网移动通信传递业务信息所需的传输和交换性能需求。
如图5所示，根据本发明的再一个实施例的nbiot终端时钟同步装置的示意框图。其中，nbiot终端和基站通过无线进行连接，nbiot终端芯片外采用晶振，该nbiot终端时钟同步装置500包括：
检测单元502，用于检测下行信道中的npss信号和nsss信号；
计算单元504，用于根据npss信号和nsss信号，解析出nbiot终端内部的时钟频率fue以及下行信号载频信号中的时钟频率fdl，并计算fue与fdl的差值δf；
第一同步单元506，用于对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样，其中，对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样的频率与当前下行信号载频之间的差值为δf，则重采样后的下行信号载频切换到nbiot终端内部的时钟频率上；
第二同步单元508，用于检测上行信道中的数据信号，当上行信道中的数据信号产生后，对数据信号进行重采样，对数据信号进行重采样的频率与nbiot终端内部的时钟频率fue之间的差值为-δf，则重采样后的信号载频切换到下行信号载频信号中的时钟频率；
解码单元510，在对nbiot终端接收到的所有下行信道中的信号进行重采样之后，用于对下行信道上的信号进行解码运算，解析出下行信道上承载的数据；发射单元512，在对数据信号进行重采样之后，用于将重采样后的上行信道中的数据发射给基站。
在该实施例中，nbiot终端系统中，上行通路应用下行通路检测的频率差，通过内部算法将内部时钟频率上的上行数据重采样到上行输出频率，然后通过上行信道空口发射给基站，实现nbiot终端与基站进行数据传输时，发送和接收双方保持完全的同步。
在上述任一实施例中，优选地，所述晶振的精度包括以下至少任一项：10ppm、15ppm、20ppm。
在该实施例中，通用外置晶振等级一般包括10ppm、15ppm、20ppm，但不限于此。本发明在nbiot终端芯片外采用晶振，其精度等级的选择包括以上任一项，但不限于此，在具体实施中，可以依据生产成本需求，以及nbiot空口通讯的要求而定。
在上述任一实施例中，优选地，晶振的精度为10ppm。
在该实施例中，nbiot终端芯片外采用通用晶振，精度为10ppm，这一精度的晶振价格很低，因此能有效降低成本，然而其精度不能满足nbiot终端通讯需求，容易造成通信效果差甚至无法通信。本发明采用在芯片内通过硬件算法实现来达到实时时钟同步，在芯片内通过时钟同步模块进行信号同步，大幅降低对终端外部时钟精度的要求，大大简化系统复杂度，降低成本，并且具有体积小的特点，更加符合nbiot终端的需求。
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。