用於經由網絡分發時間和頻率的系統和方法

2023-06-06 04:59:01

專利名稱：用於經由網絡分發時間和頻率的系統和方法
技術領域：
本發明一般地涉及用於對於聯網的接收機分發精確的時間和頻率的系統和方法， 尤其涉及用於通過使用播放的「機會信號」，例如本地無線電或電視信號，來分發時間和頻 率的系統。
背景技術：
例如在出現切換的高速無線網絡中，定時對於網絡是至關重要的。定時關鍵的網 絡的另一示例是城市配電網絡，其中高壓直流(DC)傳輸線用於在例如水電站壩的發電設 施和用電設備之間長距離地傳送電力。高壓DC電力信號必須在分發到商業和家庭之前轉 換為低壓AC電力信號。城市通常有許多在電力網上互連以進行轉換的變電站。在低壓AC 電力信號可以跨越公共低壓傳輸線分發之前，互連的變電站必須以正好相同的頻率和相位 產生該低壓AC電力信號。因此，變電站必須在時間和頻率上同步地工作。因此，在網絡內 分布的或遠程的位置處，需要精確的時間確定以及精確的頻率確定。只要遠程位置處的天線具有足夠清楚的天空視野，在遠程位置的GNSS接收機可 以提供定時和頻率信息。然而，城市內的遠程位置通常沒有這樣的天空視野，因此需要在遠 程位置提供定時和頻率信息。

發明內容
一種用於在分布的或遠程的接收機處提供定時信息的方法和系統，使用可以由基 站接收機和遠程接收機同時接收到的播放的(radiated)的機會信號(例如AM和FM無線 電信號、電視信號、來自地球同步通信衛星的信號等)，來確定與在基站處確定的時間和頻 率的時間和頻率偏移量，要分發的時間和/或頻率的源位於所述基站中。基於測得的偏移 量，遠程接收機確定它們各自與基站的相對時間和頻率差，並且採取適當的動作，例如將它 們的時鐘校正為與在基站處的時鐘的相位和頻率更接近地對準。基站接收機和遠程接收機知道它們各自的位置和機會信號發射機(這裡也稱作 為「SOP發射機」)的位置。具有與要分發的基準時鐘(例如GNSS或UTC時間)同步的精 確定時時鐘的基站獲得廣播的機會信號的樣本序列，基於與經由基站和SOP發射機之間的 已知基線的傳輸相關聯的時間延遲來確定傳輸時間，並且對樣本進行時間標記。基站然後 發送時間標記後的樣本序列。在交疊的時間周期期間，遠程接收機存儲廣播信號的樣本。遠程接收機然後將時間標記後的樣本序列與所存儲的信號樣本相關聯，並且確定對應於序列的所保存信號的發 送時間，考慮經由各個遠程接收機和SOP發射機之間的已知基線的延遲。遠程接收機根據 在各個遠程接收機和基站接收機處計算出的發送時間之間的時間差，來確定它們的相位時鐘誤差。遠程接收機因此將時間保持在與基站接收機時間相差幾微秒內，基站接收機時間 可依賴於基準時間，例如GNSS或UTC時間。為了更嚴格的定時並且尤其是頻率需求，基站監控廣播的機會信號的頻率，並且 確定相關的相位誤差，即SOP發射機的所登記的廣播頻率和實際的廣播頻率之間的相位 差。基站利用它的基準頻率控制，並且因此基站確定廣播信號的實際頻率和基準頻率之間 的相位差。基站向遠程接收機發送相位差的信息，遠程接收機使用相位差的信息來鎖相到 基準頻率。使用公共的機會信號源，網絡上的頻率同步精度因此可精確到納秒/秒內。


下面本發明的描述將參考附圖，其中圖1是根據本發明構造的系統的功能框圖；並且圖2示出了機會信號的快照(snapshot)。
具體實施例方式參照圖1，基準站或基站20(以下稱為「基站接收機」)和遠程接收機22」 . . 22 連 接到通信網絡24，例如網際網路或專用網。每個接收機同時接收從一個或多個位置已知的大 功率輻射器26(即，AM/FM無線電發射機、信標或勞蘭發射機、電視臺發射機、地球同步通信 衛星等)廣播的信號，一個或多個大功率輻射器26具有覆蓋全部網絡或部分網絡的各自的 服務區。由於廣播信號的信號質量、已知的傳輸位置和連續的廣播而被選擇的廣播信號是 「機會信號」，即以各種頻率並出於例如傳輸隨機會話或對話的目的而廣播的信號。例如，這 與GNSS信號形成對照，GNSS信號由GNSS衛星以相同的頻率廣播並且攜帶特定的代碼。此 夕卜，與已知系統相比，當前系統未利用在廣播信號上調製的信息的數據或內容，即例如未利 用廣播信號中包含的發送時刻信息。地面輻射器在下文稱為「SOP發射機」。在一個實施方式中，基站接收機20使用GNSS接收機，以提供網絡的基準時間和頻 率。因為使用了 GNSS接收機，所以基站接收機被定位為使得它有足夠清楚的天空視野以使 用GNSS衛星信號來確定GNSS時間。然後，以已知方式工作的基站接收機20基於GNSS衛 星信號使它的時鐘21與GNSS或UTC時間同步。優選地，基站接收機具有足夠清楚的視野， 以便也使用GNSS衛星信號確定它的位置。否則，基站接收機的X、Y、Z位置坐標例如必須由 在安裝基站接收機期間從手持GPS接收機獲得的GNSS衛星信息，通過勘察、和/或通過使 用拓撲地圖來得知。遠程接收機22」 . . 22 的位置也是已知的。在某些應用中，遠程接收機的街道地址 就足夠了。對於更精確的應用，必須在更緊的容限內知道位置，例如由在安裝遠程接收機期 間從手持GPS接收機獲得的GNSS衛星信息，通過勘察、或通過使用拓撲地圖來在更緊的容 限內知道位置。SOP發射機26的位置通常是已知的，或者可以根據註冊機構提供的信息容易地確定,註冊機構例如為U. S. Federal CommunicationsCommission(美國聯邦通信委員會)或 FCC0該信息例如可經由網際網路得到。網絡24可向基站接收機和遠程接收機提供可用的本 地機會信號的列表，或者系統例如針對其載波頻率的穩定性、其調製後的頻率內容並且基 於各個接收機處信號的場強度，可以選擇特定的機會信號。另外，為了冗餘，可以利用來自一個以上的SOP發射機的信號。明顯地，廣播信號是足夠低頻率的，以具有卓越的建築物穿透性。因此，遠程接收 機不需要具有特別好的天空視野，相反必須對所選擇的廣播的機會信號有相對良好的接 收。此外，使用這種低頻信號使得接收機能夠用可配置的前端濾波器(例如帶電的電容濾 波器或數字FIR濾波器)進行掃描，以查找最佳的機會信號候選者。具有已知的位置或使用GNSS衛星信號所確定的位置的基站接收機20可容易地確 定到所選擇的SOP發射機26的基線。類似地，遠程接收機22，. . . 22n使用它們的已知位置 可以容易地確定到所選擇的SOP發射機的各自基線。如果該SOP發射機相對於基站和遠程 接收機之間的基線很遠，可以使用方向向量代替接收機和該SOP發射機之間的基線。根據 基線，可以計算廣播天線和接收機之間的SOP信號傳播或行進時間，並且將其用於進一步 改進時間同步，如下所述。還參照圖2，基站接收機20得到所廣播的機會信號的樣本序列200，並且對樣本進 行時間標記。該序列可以是一秒長或更長的片段，例如1/4秒長。視情況而定，基站接收機 可以連續地或者按預定時間得到樣本。為了對樣本進行時間標記，基站接收機確定它們各自的發送時間。基站接收機因 此從時鐘21提供的樣本接收時間中減去與從SOP發射機26到基站接收機的信號傳輸相關 聯的時間延遲，並且利用廣播時間來對樣本進行時間標記。例如接收機可以對序列中的每 個樣本進行時間標記。另選地，基站接收機可以對快照的第一樣本、或者序列中的某些樣本 進行時間標記。基站接收機20然後經由通信網絡24向遠程接收機22」 . . 22n發送時間標記 後的樣本序列。視情況而定，基站接收機可以壓縮信息，以便易於經由通信網絡進行傳輸。遠程接收機22」 . . 22n類似地保存所廣播的機會信號的樣本並且基於它們的本地 時鐘23」 . . 23 對所廣播的機會信號的樣本進行時間標記。為了對樣本進行時間標記，遠程 接收機從在遠程接收機接收相應信號的時間減去與從SOP發射機26到遠程接收機的傳輸 相關聯的時間延遲，以確定廣播時間。視情況而定，遠程接收機可以保存與樣本序列具有相 同長度或者比樣本序列稍長的信號片段的樣本，以確保捕獲相應的信號樣本。給定的遠程 接收機22i將從基站接收機接收的樣本序列與所保存的時間標記後的數據相關聯，使得信 號樣本對準。根據遠程接收機的序列和根據基站接收機的序列的廣播時間之間的時間差是 遠程接收機處的時鐘誤差，或者時間偏移量。使用時間偏移量，遠程接收機22,將它的時間與基站時間(即在基站接收機處確 定的時間)對準，所述基站接收機可以具有與GNSS或UTC時間同步的時鐘。基站接收機繼 續向遠程接收機發送時間標記後的序列，以確保繼續時間對準達到一微秒或少量幾微秒內 的程度。遠程接收機22」 . . 22n使用所接收的具有多種頻率含量的樣本序列200來確定時間偏移量，例如與廣播信號中的變化相對應的序列，該廣播信號不同於背景信號並且不是 有規律地重複，例如會話的特定位。這些序列表示「調製事件」，並且使所保存的調製事件和 所接收的調製事件對準，產生了具有基本上為三角形的相關函數，即具有單個相關峰的相 關函數。對應於重複聲音(例如，某些音樂片段)的序列，不用於確定時間偏移量，因為關 聯的相關函數具有多個峰並且如此將不能用足夠的精度確定時間偏移量。遠程接收機22J_序地將所接收的樣本序列200、或者調製事件與所保存的時間標記後的信號樣本數據相關聯，並且選擇產生最高相關值的所保存的數據。然後，遠程接收機 按照上述所討論的方式來確定時間偏移量。通過用基站接收機20提供的後續調製事件重 復該處理，來驗證時間偏移量值。在基站接收機20和給定遠程接收機22i處得到的樣本可能是在稍微不同的時間 得到的，因為樣本是相對於接收機的時鐘而得到的。因此，用依賴於最佳匹配(即選擇最高 相關值)的關聯處理進行時間對準的精度基本上受到採樣率的限制。為了提高精度，可以 對於解調樣本收集處理的相位進行微調，以驅使在遠程接收機處的採樣時間更接近在基站 接收機處的採樣時間。遠程接收機22,確定在相關函數峰的任一側上的相關值(即較早相關值和較晚相 關值)是否基本對稱。如果不對稱，則遠程接收機在較早相關值或較晚相關值中較大者的 方向改變樣本收集處理的相位，即採樣時鐘。遠程接收機可以每次執行分析時將相位改變 預定量。另選地，遠程接收機可將相位改變與較早和較晚相關值的差的大小相對應的量。在 確定較早和較晚相關輸出值是否基本對稱之前，遠程接收機22i可以在進行比較之前，例如 通過在連續序列上對相關輸出值進行平均來對相關輸出值進行濾波。
對準的精度依賴於所選擇的機會信號的廣播調製頻率含量和帶寬，廣播信噪比以 及較早和較晚相關參數的濾波帶寬。例如使用具有5kHz帶寬和平均噪聲的典型AM無線電 談話節目廣播作為機會信號，並且以IOkHz的速率採樣，通過微調採樣收集處理的相位，遠 程接收機22i可以將遠程接收機時間與基站接收機時間(即，例如GNSS或UTC的基準時間) 對準到1微秒內。如果代替地選擇具有IOOkHz帶寬和平均噪聲的電視廣播作為機會信號， 則遠程接收機可以將其時間與絕對時間對準到小於1微秒內。對於具有甚至更嚴的頻率同步需求的應用，基站接收機20可代替地或另外地向 遠程接收機22i提供與廣播的機會信號相關聯的相位信息，使得遠程接收機可以鎖相到基 站基準頻率。為此，按已知方式運行的基站接收機使用它選擇的基準頻率源(例如GPS衛 星信息)來確定實際時鐘頻率。基站接收機然後鎖相到廣播的機會信號並且對SOP載波的 視在頻率連續地積分(integrate)。周期性地，例如每1秒鐘，基站接收機測量累積的頻率 積分的值，以提供包括整數和分數載波周期分量的SOP相位測量。相位測量以預定間隔進 行，例如關於基準時間和頻率以秒為間隔。可精確地測量分數周期分量，然而，整數周期分量具有任意的開始值，其必須由基 站接收機分配。基站接收機20已經使用它的時鐘21 (該時鐘可以依賴於GNSS的頻率控 制)，以確定相位測量的定時，並且因此，相位測量基於要分發的基準頻率。基站接收機提供 相位信息、測量時間和標識SOP發射機的例如站標識符、標定站頻率等的信息，所述相位信 息包括針對遠程接收機22」 . . 22 的整數和分數載波周期分量。另外，基站接收機可以發送 涉及信號質量和/或基站接收機跟蹤操作的信息，例如信噪比、自從獲取開始的秒數、最後 的鎖中斷、或者周跳等等。給定的遠程接收機22i類似地鎖相到廣播的機會信號，並且類似地對它覺察到的 SOP載波頻率進行連續積分，並且類似地，以從遠程接收機的基準頻率得到的採樣率周期性 地採樣SOP頻率積分處理的相位。遠程接收機將它的SOP相位測量與基站接收機的相比較， 以確定基站接收機和遠程接收機之間的頻率差。基於從基站接收機接收的第一計數，遠程 接收機將它的整數周期計數設置為基站接收機所設置的計數，並且調整它的時鐘的頻率，使得在遠程處的相位測量與在基站處的相同。遠程接收機基於從基站接收機接收的隨後相 位測量，將頻率誤差確定為在基站和在遠程接收機處進行的相位測量之間的變化率。遠程 接收機然後使用所計算的頻率誤差將它的時鐘頻率與基站接收機時鐘的頻率同步，即與基 準頻率同步。系統可以工作以在確定或者沒有確定絕對時間的情況下確定網絡上的同步頻率。 遠程接收機例如可以不需要絕對時間，並且用任意時間或者從另一個源確定的不那麼精確 的時間來代替。如果遠程接收機也同步到基準時間，則基站接收機和遠程接收機可以使用 載波周期計數來標識調製事件，其中根據該調製事件確定到絕對時間的同步。利用樣本序 列200提供相關性方法能夠將基站接收機和遠程接收機之間的時間同步到好於SOP載波的 1/2波長，可以解決遠程接收機的周期計數的整數非單值性並且將其設置為與基站精確地 匹配。當解決了非單值性的載波用於進行時鐘和頻率調整時，在遠程接收機處的時間和頻 率精度可維持在與例如GNSS或UTC時間的基準時間和頻率相差幾納秒和幾納秒/秒內。使用來自基站的涉及基站處跟蹤操作的質量的信息，遠程例如通過僅使用質量最 佳的測量對(即，在基站接收機和遠程接收機處都為高質量的測量)，來進一步改進它的時 間同步。另選地或者另外地，遠程接收機可基於冗餘測量在最小平方解中通過信息質量來 加權測量差。此外，質量信息可使得正在跟蹤單個SOP信號的遠程接收機切換到另一個SOP 信號。這裡描述的系統具有利用廣播的機會信號在基站接收機和遠程接收機之間進行 精確的時間和頻率傳送的優勢。通信網絡可以是有線或無線的。SOP發射機的已知位置可 以是軌跡式的而不是固定的位置。例如，SOP發射機可以從例如汽車、飛機、船或衛星的移動 平臺進行發送，只要該發射機的位置和速度向量可以由系統確定。例如，對於衛星發射機， 軌道星曆參數必須容易得到。一個或更多個遠程接收機也可以接收GNSS衛星信號並且確 定位置。GNSS遠程接收機可以是移動的或固定位置的接收機。基站接收機和遠程接收機可 以通過下述操作來確定相位誤差測量將接收的機會信號降頻變換到使用該發射機的標定 所登記頻率的基帶或者某些其它更低的頻率，確定剩餘頻率偏移量，並且將降頻變換的頻 率偏移量進行積分以計算相位誤差測量。遠程接收機然後基於在基站接收機處和在遠程接 收機處進行的相位測量的差，來確定頻率偏移量。通過降頻變換來確定相位測量，整數周期 計數值不會增長得那麼大，因此更有效地進行處理並且需要更少的帶寬來與遠程接收機通信。
權利要求
一種用於利用機會信號經由網絡傳送時間的系統，該機會信號是由一個或更多個位置已知的發射機所發送的，所述系統包括基站接收機，該基站接收機具有與基準時間同步的時鐘，所述基站接收機對所述機會信號進行採樣，利用計算出的廣播時間來對樣本進行時間標記，並且經由通信網絡發送時間標記後的樣本序列；遠程接收機，該遠程接收機經由所述通信網絡接收信息，並且該遠程接收機進行以下操作保存所述機會信號的樣本並且對所述機會信號的樣本進行時間標記，將經由所述通信網絡接收到的時間標記後的樣本序列與所保存的時間標記後的樣本進行關聯，計算所保存的與所接收到的樣本序列相對應的時間標記後的樣本的廣播時間，作為在所述遠程接收機處計算出的廣播時間與在所述基站接收機處計算出的廣播時間之差而確定時間偏移量，以及基於所述時間偏移量相對於在所述基站接收機處的所述基準時間來確定所述時間。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述基站接收機基於與所述樣本序列相對應的 信號的接收時間以及與從所述發射機到所述基站接收機的基線相關聯的時間延遲，來計算 所述廣播時間。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述遠程接收機基於在所述遠程接收機處與所 述樣本序列相對應的信號的接收時間以及與從所述遠程接收機到所述發射機的基線相關 聯的時間延遲，來計算所述廣播時間。
4.根據權利要求1所述的系統，該系統還包括所述基站接收機將時鐘頻率同步到基準源，確定與所廣播的機會信號相關聯的載波相 位測量並且向所述遠程接收機提供相位信息，並且所述遠程接收機具有時鐘並且確定與所廣播的機會信號相關聯的載波相位測量，所述 遠程接收機通過所述基站接收機和所述遠程接收機的相位測量之間的差，來確定所述時鐘 相對於所述基站接收機的時鐘頻率的頻率偏移量，並且所述遠程接收機使用頻率偏移量測量來調整它的時鐘頻率並且使它的時鐘頻率與所 述基站的時鐘頻率對準。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機通過以下操作來確定所述相位測量鎖相到所廣播 的機會信號，並且對頻率進行積分以產生表示與所述發射機相關聯的廣播頻率的累積相位 的波數，並且根據各個接收機的基準頻率在預定時間測量所述波數。
6.根據權利要求4所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機通過以下操作來確定所述相位測量使用根據各個 接收機的基準頻率生成的降頻變換頻率源來對所廣播的機會信號進行降頻變換，並且對剩 餘的頻率進行積分，以產生如同根據所述基準頻率在預定時間所測得的、表示所述機會信 號相對於所述降頻變換頻率的頻率偏移量的波數。
7.根據權利要求1所述的系統，該系統還包括另外的遠程接收機，該遠程接收機將相 對時間確定為相對於所述基站接收機的時間的時間偏移量。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機利用來自多 個所述發射機的機會信號。
9.根據權利要求1所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機中的一個或 兩者包括掃描所廣播的信號以選擇一個或更多個機會信號來使用的可配置前端濾波器。
10.根據權利要求1所述的系統，其中，所述通信網絡提供了可用機會信號的列表，並 且所述基站接收機和所述遠程接收機中的一個或兩者從所述列表選擇一個或更多個機會 信號來使用。
11.根據權利要求1所述的系統，其中，所述遠程接收機基於在將所述樣本序列與所保 存的信號樣本相關聯期間所確定的非對稱的較早相關值和較晚相關值，來調整採樣時鐘的 相位。
12.根據權利要求11所述的系統，其中，所述遠程接收機在進行調整之前對所述較早 相關值和所述較晚相關值進行濾波。
13.一種用於利用機會信號來經由網絡傳送相對時間的方法，所述機會信號是由一個 或更多個位置已知並且具有覆蓋所述網絡的全部或者一部分的信號服務區的本地發射機 發送的，所述方法包括以下步驟將時鐘同與基準時標同步，在基站接收機保存所述機會信號的樣本序列，用使用基站接收機時鐘計算出的廣播時 間來對所述序列進行時間標記，並且將時間標記後的樣本序列提供到遠程接收機；在所述遠程接收機處保存所述機會信號的樣本，並且將所接收的樣本序列與所保存的 信號樣本相關聯；計算與所述樣本序列相對應的信號樣本的廣播時間，並且作為在所述遠程接收機處計 算出的廣播時間與在所述基站接收機處計算出的廣播時間之差而確定時間偏移量；以及基於所述時間偏移量確定所述遠程接收機和所述基站接收機之間的相對時間差，以確 定所述遠程接收機處的時間。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述基站接收機將它的時鐘同步到全球基準。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述基站接收機將它的時鐘同步到GNSS時間 或UTC時間之一。
16.根據權利要求13所述的方法，其中，在所述基站接收機處計算所述廣播時間的步 驟包括基於所述基站接收機處所述信號的接收時間和與從所述發射機到所述基站接收機 的基線相關聯的時間延遲，來計算所述時間。
17.根據權利要求13所述的方法，其中，在所述遠程接收機處計算所述廣播時間的步 驟包括基於與所述樣本序列相對應的信號的接收時間和與從所述遠程接收機到所述發射 機的基線相關聯的時間延遲，來計算所述時間。
18.根據權利要求13所述的方法，所述方法還包括以下步驟在所述基站接收機處確定與所廣播的機會信號的載波頻率相關聯的相位測量，並且向 所述遠程接收機提供相位測量信息，以及在所述遠程接收機處確定與所廣播的機會信號相關聯的相位測量，並且確定在所述遠 程接收機處確定的所述相位測量相對於在所述基站接收機處確定的所述相位誤差的頻率 偏移量，並且基於所述頻率偏移量，將所述遠程接收機處的時鐘頻率與所述基站接收機處的時鐘對準。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，在所述基站接收機和所述遠程接收機處確定相位測量的步驟包括鎖相到所廣播的機 會信號，對所述機會信號的接收載波頻率進行積分，以及基於從所述基準頻率得到的時間 間隔對積分值進行周期性採樣。
20.根據權利要求18所述的方法，其中，在所述基站接收機和所述遠程接收機處確定所述相位測量的步驟包括使用由各個接 收機基準頻率得到的降頻變換頻率信號來將所廣播的機會信號降頻變換到更低頻率，對降 頻變換後的頻率進行積分，以及基於由所述各個接收機基準頻率得到的時間間隔對積分值 進行周期性地採樣。
21.根據權利要求13所述的方法，所述方法還包括另外的遠程接收機執行以下步驟 根據相對於所述基站接收機時間的時間偏移量確定相對時間同步。
22.根據權利要求13所述的方法，所述方法還包括以下步驟在所述基站接收機和所 述遠程接收機處利用來自多個發射機的機會信號。
23.根據權利要求13所述的方法，所述方法還包括以下步驟所述基站接收機和所述 遠程接收機中的一個或兩者掃描所廣播的信號，以選擇機會信號來使用。
24.根據權利要求13所述的方法，所述方法還包括以下步驟所述基站接收機和所述 遠程接收機中的一個或兩者從可用機會信號的列表中選擇機會信號來使用。
25.根據權利要求13所述的方法，其中，在所述遠程接收機處對信號進行採樣的步驟 包括以下步驟基於在將快照與所保存的信號樣本相關聯期間確定的非對稱的較早相關值 和較晚相關值，來調整採樣的相位。
26.根據權利要求25所述的系統，其中，調整的步驟包括在進行調整之前對所述較早 相關值和所述較晚相關值進行濾波。
27.一種用於利用機會信號經由網絡在兩個或多個接收機之間傳送頻率的系統，所述 機會信號是由一個或更多個在已知位置並且具有覆蓋所述網絡的全部或一部分的信號服 務區的發射機發送的，所述系統包括基站接收機，該基站接收機具有與基準頻率同步的時鐘，所述基站接收機鎖相到所述 機會信號，以預定間隔進行相位測量，並且經由通信網絡發送所述相位測量；遠程接收機，該遠程接收機具有時鐘並且經由所述通信網絡接收信息，所述遠程接收 機進行以下操作鎖相到所述機會信號並且進行相位測量，作為在所述基站接收機和所述遠程接收機處進行的所述相位測量的變化率而確定所 述遠程接收機時鐘的頻率偏移量，並且調整所述遠程接收機時鐘的頻率，以去除所測得的偏移量。
28.根據權利要求27所述的系統，所述系統還包括另外的遠程接收機，該遠程接收機 基於使用從所述基站接收機接收的相位測量所確定的頻率誤差，來在頻率上同步。
29.根據權利要求27所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機利用了來 自多個所述發射機的機會信號。
30.根據權利要求27所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機中的一個 或兩者包括掃描所廣播的信號以選擇機會信號來使用的可配置前端濾波器。
31.根據權利要求27所述的系統，其中，所述通信網絡提供了可用機會信號的列表，並 且所述基站接收機和所述遠程接收機中的一個或兩者從所述列表選擇一個或更多個機會 信號來使用。
32.根據權利要求27所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機通過以下操作來確定所述相位測量鎖相到所廣播 的機會信號，對所述頻率進行積分以產生表示與所述發射機相關聯的廣播頻率的累積相位 的波數，以及根據各個接收機的基準頻率在預定時間測量所述波數。
33.根據權利要求27所述的系統，其中，所述基站接收機和所述遠程接收機通過以下操作來確定所述相位測量使用根據各個 接收機基準頻率生成的降頻變換頻率源對所廣播的機會信號進行降頻變換，以及對剩餘的 頻率進行積分，以產生如同根據所述基準頻率在預定時間所測得的、表示所述機會信號相 對於所述降頻變換頻率的頻率偏移量的波數。
全文摘要
一種利用機會信號經由網絡分發精確的時間和/或頻率的系統，該機會信號是由一個或更多個具有已知位置的本地發射機發送的，所述系統包括具有與例如GNSS或UTC時間的基準時標同步的時鐘的基站接收機，基站接收機保存機會信號的樣本序列並且用所計算出的廣播時間來對該序列進行時間標記。遠程接收機保存機會信號的樣本，並且將所述序列與所保存的樣本相關聯。遠程接收機計算所保存的與所述序列相對應的樣本的發送時間，確定時間偏移量為在遠程接收機處計算出的廣播時間和在基站接收機處計算出的廣播時間的差，並且確定相對於基站接收機的時間偏移量。基站接收機還或者代替地鎖相到機會信號並且以預定間隔確定機會信號的積分後的載波頻率的相位測量，並且將相位信息提供到遠程接收機。也鎖相到同一機會信號的遠程接收機使用相位測量信息，通過基於在基站接收機和遠程接收機處進行的相位測量的變化率確定頻率誤差，來將它的時鐘鎖頻到基站接收機時鐘。
文檔編號H04L12/16GK101843029SQ200880114445
公開日2010年9月22日 申請日期2008年11月3日 優先權日2007年11月2日
發明者喬納森·拉德, 派屈克·C·芬頓 申請人:諾瓦特公司