省电机制下基准时间校准方法、装置、系统及设备与流程

本发明涉及无线通信，尤其是涉及一种省电机制下基准时间校准方法、装置、系统及设备。

背景技术：

1、在iot（internet of things，物联网）应用中，wi-fi设备通常采用ieee 802.11标准中的dtim（delivery traffic indication message，传输指示映射）省电机制来降低功耗。在该机制下，sta（station，站点，即wi-fi接收机）在没有数据收发任务时进入睡眠状态，仅在预设的dtim时刻唤醒，以接收ap（access point，接入点）广播的dtim帧，dtim帧是带有dtim指示信息的beacon帧（信标帧）。dtim帧中携带有时间戳（timestamp）字段，用于向sta广播ap的tsf（timing synchronization function，定时同步功能）时间值，sta据此校准本地基准时间，从而维持全网时间同步。

2、为了进一步降低功耗，现有技术提出了在接收dtim帧时，通过硬件自动解析dtim帧中的相应字段来判断是否存在本设备的缓存数据。若确认无缓存数据待接收，则立即中止接收并重新进入睡眠状态，无需等待完整帧接收完毕，也无需唤醒主控电路。这种方式能够显著降低设备的平均功耗，但同时也引入了新的技术问题：

3、由于ap与sta分别采用独立的晶振源，晶振频率不可避免地存在制造偏差和温度漂移。正常802.11省电机制工作场景下，sta通过完整接收dtim帧并解析其中的tsf时间戳来实时校准本地基准时间。但在上述低功耗方案中，sta在部分工作场景下可能长时间不接收完整的dtim帧，而未能获取tsf时间戳，导致本地基准时间长期无法得到校准。随着时间推移，ap与sta之间的时间偏差逐渐累积，当偏差超过一定阈值后，将影响sta对beacon帧的正常接收时序，甚至导致sta错过ap发送的缓存数据通知，严重时会危及整个通信系统的稳定性。

4、因此，如何在保证低功耗性能的同时，确保wi-fi接收机在长期睡眠过程中能够维持与ap之间的时间同步，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种省电机制下基准时间校准方法、装置、系统及设备，以在保证低功耗性能的同时，通过硬件自主tsf校准机制确保通信系统长期稳定运行。

2、第一方面，本发明提供一种省电机制下基准时间校准方法，应用于wi-fi接收机的睡眠唤醒管理模块，包括：

3、在低功耗睡眠过程中，当到达预设的唤醒时刻时，唤醒接收模块以获取dtim帧，并获取本地记录信息，本地记录信息包括本地基准时间和连续未更新次数，连续未更新次数为睡眠过程中持续统计的连续未成功更新本地基准时间的次数；

4、检测到dtim帧后，从dtim帧中获取信标帧承载信息，信标帧承载信息包括ap广播的时间同步信息；

5、根据时间同步信息与本地基准时间之间的偏差程度，结合连续未更新次数，进行基准时间校准。

6、在可选的实施方式中，时间同步信息为tsf实际值；检测到dtim帧后，从dtim帧中获取信标帧承载信息，包括：

7、检测到dtim帧的帧头后，从dtim帧的帧体的时间戳字段中获取tsf实际值。

8、在可选的实施方式中，本地记录信息还包括第一信标间隔，信标帧承载信息还包括第二信标间隔；在检测到dtim帧后，从dtim帧中获取信标帧承载信息之后，省电机制下基准时间校准方法还包括：

9、判断第一信标间隔与第二信标间隔是否一致；

10、如果不一致，则确定时间同步信息不可信，不执行基准时间校准。

11、在可选的实施方式中，本地基准时间为从睡眠起始时刻记录的tsf统计值，时间同步信息为tsf实际值；根据时间同步信息与本地基准时间之间的偏差程度，结合连续未更新次数，进行基准时间校准，包括：

12、根据tsf统计值和tsf实际值，计算得到tsf偏移量；

13、如果tsf偏移量超过预设的tsf偏移合理阈值，或连续未更新次数超过预设的连续未更新阈值，则维持接收dtim帧，进行本地基准时间的更新，并重置连续未更新次数。

14、在可选的实施方式中，信标帧承载信息还包括数据缓存信息；省电机制下基准时间校准方法还包括：

15、如果tsf偏移量未超过tsf偏移合理阈值，且连续未更新次数未超过连续未更新阈值，且数据缓存信息指示不存在待接收数据，则确定不更新本地基准时间，中止接收dtim帧，递增连续未更新次数后进入睡眠状态。

16、在可选的实施方式中，省电机制下基准时间校准方法还包括：

17、如果tsf偏移量未超过tsf偏移合理阈值，且连续未更新次数未超过连续未更新阈值，且数据缓存信息指示存在待接收数据，则完成dtim帧的接收，更新本地基准时间并重置连续未更新次数，同时进入唤醒流程。

18、第二方面，本发明提供一种省电机制下基准时间校准装置，应用于wi-fi接收机的睡眠唤醒管理模块，包括：

19、唤醒单元，用于在低功耗睡眠过程中，当到达预设的唤醒时刻时，唤醒接收模块以获取dtim帧，并获取本地记录信息，本地记录信息包括本地基准时间和连续未更新次数，连续未更新次数为睡眠过程中持续统计的连续未成功更新本地基准时间的次数；

20、获取单元，用于检测到dtim帧后，从dtim帧中获取信标帧承载信息，信标帧承载信息包括ap广播的时间同步信息；

21、校准单元，用于根据时间同步信息与本地基准时间之间的偏差程度，结合连续未更新次数，进行基准时间校准。

22、第三方面，本发明提供一种省电机制下基准时间校准系统，应用于wi-fi接收机，包括睡眠唤醒管理模块和接收模块，接收模块与睡眠唤醒管理模块连接；睡眠唤醒管理模块用于执行前述实施方式中任一项的省电机制下基准时间校准方法。

23、在可选的实施方式中，还包括分别与睡眠唤醒管理模块连接的主控电路和存储模块；

24、主控电路用于在正常工作模式下配置低功耗参数，并在低功耗模式下处于睡眠状态；其中，低功耗参数包括睡眠唤醒管理模块的睡眠周期。

25、存储模块用于在低功耗睡眠过程中保持本地记录信息。

26、第四方面，本发明提供一种wi-fi设备，包括前述实施方式的省电机制下基准时间校准系统。

27、本发明提供的省电机制下基准时间校准方法、装置、系统及设备，通过由睡眠唤醒管理模块在低功耗睡眠过程中自动获取本地记录信息与dtim帧中的信标帧承载信息，并根据时间同步信息与本地基准时间之间的偏差程度，结合连续未更新次数进行基准时间校准，实现了由硬件逻辑自主完成tsf的实时检测和自动校准，无需唤醒主控电路即可消除ap与sta之间的时间基准累积偏差，在保证低功耗性能的同时确保了通信系统的长期稳定性。

1.一种省电机制下基准时间校准方法，其特征在于，应用于wi-fi接收机的睡眠唤醒管理模块，包括：

2.根据权利要求1所述的省电机制下基准时间校准方法，其特征在于，所述时间同步信息为定时同步功能tsf实际值；所述检测到所述dtim帧后，从所述dtim帧中获取信标帧承载信息，包括：

3.根据权利要求1所述的省电机制下基准时间校准方法，其特征在于，所述本地记录信息还包括第一信标间隔，所述信标帧承载信息还包括第二信标间隔；在所述检测到所述dtim帧后，从所述dtim帧中获取信标帧承载信息之后，所述省电机制下基准时间校准方法还包括：

4.根据权利要求1所述的省电机制下基准时间校准方法，其特征在于，所述本地基准时间为从睡眠起始时刻记录的tsf统计值，所述时间同步信息为tsf实际值；所述根据所述时间同步信息与所述本地基准时间之间的偏差程度，结合所述连续未更新次数，进行基准时间校准，包括：

5.根据权利要求4所述的省电机制下基准时间校准方法，其特征在于，所述信标帧承载信息还包括数据缓存信息；所述省电机制下基准时间校准方法还包括：

6.根据权利要求5所述的省电机制下基准时间校准方法，其特征在于，所述省电机制下基准时间校准方法还包括：

7.一种省电机制下基准时间校准装置，其特征在于，应用于wi-fi接收机的睡眠唤醒管理模块，包括：

8.一种省电机制下基准时间校准系统，其特征在于，应用于wi-fi接收机，包括睡眠唤醒管理模块和接收模块，所述接收模块与所述睡眠唤醒管理模块连接；所述睡眠唤醒管理模块用于执行权利要求1-6中任一项所述的省电机制下基准时间校准方法。

9.根据权利要求8所述的省电机制下基准时间校准系统，其特征在于，还包括分别与所述睡眠唤醒管理模块连接的主控电路和存储模块；

10.一种wi-fi设备，其特征在于，包括权利要求8或9所述的省电机制下基准时间校准系统。