蜂窝通信网络中的时间同步的制作方法

1.各种示例实施例一般涉及蜂窝通信网络，并且更具体地涉及这样的网络中的时间同步。


背景技术：

2.时间同步在包括无线通信网络和有线通信网络两者的许多通信网络中起关键作用。一般而言，对通信网络中的不同网络实体的独立时钟进行协调需要时间同步，以实现对时间的共识。问题在于独立时钟将随时间开始与彼此漂移，由此在时间同步未被定期执行的情况下导致显著的时间差。
3.例如，时间同步在蜂窝通信网络中非常重要，诸如在根据长期演进、lte和/或5g无线接入技术操作的网络中非常重要。5g无线电接入技术还可以被称为新无线(nr)接入技术。自其开始，lte已经被广泛地部署并且第3代合作伙伴项目3gpp仍然开发lte。类似地，3gpp还开发了用于5g/nr的标准。3gpp讨论中的话题中的一个话题与时间同步相关，并且根据该讨论，存在提供用于执行蜂窝通信网络中的时间同步的改进的方法、装置和计算机程序的需要。


技术实现要素：

4.根据一些方面，提供了独立权利要求的主题。一些实施例被限定在从属权利要求中。本发明的各种实施例寻求的保护范围由独立权利要求阐述。本说明书中描述的未落入独立权利要求的范围之下的实施例和特征(如果有)应被解释为有助于理解本发明的各种实施例的示例。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种方法，其包括：将用于时间同步的信息嵌入到ssb，加密ssb以及在蜂窝通信网络中发送包括用于时间同步的信息的经加密的ssb。
6.根据本发明的第二方面，提供了一种方法，包括：从蜂窝通信网络中的基站接收包括用于时间同步的信息的经加密的ssb；解密经加密的ssb以及从经解密的ssb中获取用于时间同步的信息。
7.根据本发明的第三方面，提供了一种装置，包括至少一个处理核心、包括计算机程序代码的至少一个存储器，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理核心一起，使装置至少执行：将用于时间同步的信息嵌入到ssb；加密ssb；以及在蜂窝通信网络中发送包括用于时间同步的信息的经加密的ssb。
8.根据本发明的第四方面，提供了一种装置，包括至少一个处理核心、包括计算机程序代码的至少一个存储器，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理核心一起，使装置至少执行：从蜂窝通信网络中的基站接收包括用于时间同步的信息的经加密的ssb；解密经加密的ssb；以及从经解密的ssb中获取用于时间同步的信息。
9.据本发明的第五方面，提供了一种装置，包括：用于将用于时间同步的信息嵌入到ssb的部件；用于加密ssb的部件；以及用于在蜂窝通信网络中发送包括用于时间同步的信
息的经加密的ssb的部件。
10.根据本发明的第六方面，提供了一种装置，包括：用于从蜂窝通信网络中的基站接收包括用于时间同步的信息的经加密的ssb的部件；用于解密经加密的ssb的部件；以及用于从经解密的ssb中获取用于时间同步的信息的部件。
11.根据本发明的第七方面，提供了一种非瞬态计算机可读介质，其上存储有当由至少一个处理器执行时使装置至少执行以下操作的计算机可读指令集：将用于时间同步的信息嵌入到ssb，加密ssb进以及在蜂窝通信网络中发送包括用于时间同步的信息的经加密的ssb。
12.根据本发明的第八方面，提供了一种非瞬态计算机可读介质，其上存储有当由至少一个处理器执行时使装置至少执行以下操作的计算机可读指令集：从蜂窝通信网络中的基站接收包括用于时间同步的信息的经加密的ssb；解密经加密的ssb；以及从经解密的ssb中获取用于时间同步的信息。
13.根据本发明的第九方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序被配置为执行：将用于时间同步的信息嵌入到ssb；加密ssb；以及在蜂窝通信网络中发送包括用于时间同步的信息的经加密的ssb。
14.根据本发明的第十方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序被配置为执行：从蜂窝通信网络中的基站接收包括用于时间同步的信息的经加密的ssb；解密经加密的ssb；以及从经解密的ssb中获取用于时间同步的信息。
附图说明
15.图1图示了根据至少一些示例实施例的示例性通信网络场景；
16.图2图示了根据至少一些实施例的示例性设备类别；
17.图3图示了能够支持至少一些实施例的示例装置；
18.图4图示了根据至少一些实施例的第一方法的流程图；
19.图5图示了根据至少一些实施例的第二方法的流程图。
具体实施方式
20.蜂窝通信网络中的时间同步可以通过本文描述的过程来改进。更具体地，本发明的实施例实现通过低成本用户装备ue对同步服务的接入同时还使得蜂窝通信网络有可能控制对不同同步服务的接入。例如，用于时间同步的信息可以被嵌入到同步信号块ssb和/或系统信息块sib。包括用于时间同步的信息的完整ssb和/或sib可以被加密并且然后被发送。而且，在一些实施例中，用于时间同步的信息也可以使用无线资源控制rrc信令来发送，以用于实现更好的时间同步精度。
21.一般而言，用于时间同步的信息可以包括绝对时间，例如时间基准，诸如在消息的传输的时间在基站(bs)处获取的时间戳。在一些实施例中，用于时间同步的信息可以包括绝对时间的一部分，诸如毫秒和1/10毫秒字段。也就是说，用于时间同步的信息可以包括特定消息中的完整时间或可能需要被拼接在一起的时间的部分分量。此外，在一些实施例中，所提供的绝对时间可以与事件相关，该事件使得ue知道何时事件发生。例如，事件可以是指上个系统帧号sfn的边界或下一sfn的边界。在一些实施例中，用于时间同步的信息可以被
链接到特定时间域，诸如协调世界时间utc或unix新纪元时间。
22.图1图示了根据至少一些示例实施例的示例性通信网络场景。根据图1的示例性场景，可以存在蜂窝通信网络，该蜂窝通信网络包括一个或多个ue 110、一个或多个bs 120以及核心网元件130。ue 110可以经由空中接口115被连接到bs 120。
23.ue 110可以包括例如智能电话、蜂窝电话、机器对机器(m2m)节点、机器类型通信节点(mtc)、物联网(iot)节点、汽车遥测单元、膝上型计算机、平板计算机或实际上任何种类的适当的无线终端或站。在图1的示例性通信网络场景中，ue 110可以经由空中接口115与bs 120或与bs 120的蜂窝无线地通信。在一些实施例中，bs 120可以被认为是用于ue 110的服务bs。
24.bs 120可以经由接口125直接地或经由至少一个中间节点与核心网130连接。核心网130可以转而经由接口135与另一网络(未在图1中示出)耦合，经由该另一网络可以获得到另外的网络的连接性，例如经由全球互连网络。bs 120也可以经由bs间接口(未在图1中示出)与至少一个其他bs连接，即使在一些实施例中bs间接口可以不存在。bs 120可以直接地或经由至少一个中间节点与核心网130或与另一核心网连接。
25.ue 110与bs 120之间的空中接口115可以根据ue 110和bs 120被配置为支持的无线电接入技术(rat)来配置。蜂窝rat的示例包括长期演进lte、新无线电nr(其还可以被称为第五代)5g无线电接入技术和multefire。例如，在lte的上下文中，bs 120可以被称为enb，而在nr的上下文中，bs 120可以被称为gnb。在任何情况下，本发明的实施例不限于任何特定蜂窝通信技术。代替地，本发明的实施例可以被利用于任何蜂窝通信网络中，其中时间同步经由蜂窝通信网络被执行。
26.时间同步是用于许多应用的关键特征并且所要求的精度依赖于讨论中的应用。如果例如全球定位系统(gps)不稳定或不可用(例如，深室内)，经由蜂窝通信网络的时间同步可以在许多情况下是优选的解决方案。此外，经由蜂窝通信网络的时间同步可以是使用可能不可用或精度不足的专用时间信号站的系统上的优选解决方案。附加地，备选的独立同步系统可能无法提供足够的安全性、成本等。
27.在5g/nr的上下文中，目标在于蜂窝通信网络将能够以小于1微秒的精度使ue同步到时间源，至少针对小的部署场景，诸如在工厂内。针对户外的广域部署，从10到20微秒或甚至100微秒的精度可以是可容忍的。因此，经由蜂窝通信网络的时间同步应当足以满足大多数可想象到的情形的需求，包括家用电器、工业网络、智能电网、基本手表等。此外，蜂窝通信网络可以被用于深室内部署中的时间同步，其中备选的解决方案可以是无吸引力的。
28.然而，还存在涉及经由蜂窝通信网络的时间同步的挑战。作为示例，同步服务的可接入性和成本可以是问题。在一些蜂窝通信网络中，诸如在根据5g/nr标准操作的网络中，部署可以与数据服务捆绑。在这样的情况下，专用时间同步解决方案或另一时钟对于这样的订阅模式可能是过犹不及的并且太昂贵。
29.此外，完全标准兼容的ue(诸如5g/nr兼容的ue)可以要求全调制解调器实现，其意味着ue的调制解调器的成本可以比同步服务所需要的更高。调制解调器的成本可以包括例如材料成本、设计成本和嵌入专利的使用费成本。附加地，全调制解调器实现可以要求比所需要的高得多的形状因子和功耗。
30.附加地，可以期望，例如，由蜂窝通信网络的运营商方控制对同步服务的接入。例
如，运营方可能已经部署了用于同步服务的强大基础设施但是可能无法控制同步服务，例如用于低成本设备，如果蜂窝通信网络无法控制对同步服务的接入。这样的控制可能被需要例如以防止未授权的使用。
31.本发明的实施例因此解决与经由诸如5g/nr网络的蜂窝通信网络提供时间同步相关的各种挑战。例如，一些实施例通过低端ue实现对同步服务的接入。附加地或备选地，一些实施例实现例如通过使用订阅/注册模式控制对同步服务的接入。
32.根据至少一些实施例，时间同步可以经由蜂窝通信网络来被执行。即使本发明的实施例主要在5g/nr的上下文中被描述，但是应当注意实施例可以被应用在可能根据第3代合作伙伴项目(3gpp)标准操作的任何蜂窝通信网络中。
33.在一些实施例中，用于时间同步的设备类别(诸如5g cat-s设备类)可以被提供。所述设备类别可以是针对同步服务进行了成本和形状因子优化的。例如，所述设备类别可以包括低精度类并且属于低精度类的ue可以能够读取ssb并且还潜在地能够读取sib消息。
34.然而，在一些实施例中，属于低精度类的ue可能不能直接发送到蜂窝通信网络。因此，属于低精度类的ue可能不能执行定时提前(ta)补偿以实现很高的时间同步精度。然而，无论如何，大约1毫秒的精度可以是可能的，并且甚至针对能够读取sib消息的ue，更好的精度是可能的。
35.此外，在一些实施例中，所述设备类别可以包括高精度类。属于高精度类的ue可以能够读取ssb和sib消息，并且还能够接收无线资源控制(rrc)消息。附加地，属于高精度类的ue可以能够发送探测参考信号srs。然而，根据一些实施例，属于高精度类的ue可以具有有限的支持或根本没有一点支持，以用于在上行链路中发送数据有效负载和/或在下行链路中接收数据有效负载。在一些实施例中，属于高精度类的ue可以也能够请求由蜂窝通信网络提供的时间同步的集合之外的备选的或附加的时间同步服务。
36.此外，在一些实施例中，加密可以被用于防止对由蜂窝通信网络提供的同步服务的未授权的接入并且还用于控制由蜂窝通信网络的运营方对同步服务的接入。附加地或备选地，ue可以被供应有注册密钥和安全元件以实现随时间对用于加密/解密的密钥的动态更新。
37.一些实施例还提供可分级的解决方案，其中不同接入级别可以被指配给属于用于时间同步的不同设备类别的ue，由此提高(或降低)时间同步的质量。因此，不同接入级别可以用于提供不同的时间同步精度。也就是说，不同的时间同步精度可以被提供给属于不同设备类别的ue。
38.图2图示了根据至少一些实施例的示例性设备类别。在图2中，设备类别cat-s i是用于时间同步的第一设备类别的示例，其可以被称为低精度类。设备类别cat-s ii是用于时间同步的第二设备类别的示例，其也可以被称为低精度类。设备类别cat-s iii是用于时间同步的第三设备类别的示例，其可以被称为高精度类。
39.在一些实施例中，最低时间同步精度可以针对属于用于时间同步的第一设备类别的ue被提供或由其实现，例如时间同步精度可以为大约1毫秒。然后，针对属于用于时间同步的第二设备类别的ue提供或由其实现的时间同步精度可以相较于属于第一设备类别的ue更高，例如，时间同步精度可以小于1毫秒。最后，最高时间同步精度可以针对属于用于时间同步的第三设备类别的ue被提供或由其实现，例如时间同步精度可以小于一微秒。
40.用于评估不同时间同步服务的连接性需求也可以针对用于时间同步的不同设备类别而变化。在一些实施例中，属于第一设备类别(例如，cat-s i)或第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可以是空闲的并且不直接对蜂窝通信网络(诸如5g/nr网络)可见。另一方面，属于第三设备类别(例如，cat-s iii)的ue可以被连接或可连接到蜂窝通信网络(诸如5g/nr网络)并且可能经由例如5g/nr网络注册。
41.用于时间同步的不同设备类别可以被用于提供在实现成本、功耗和形状因子之中的不同的权衡。图2展示了三种这样的类别的示例，但是当然可以存在各种备选，其中少于三种类别或多于三种类别可以被使用。一般而言，图2中展示的用于时间同步的设备类别意味着蜂窝通信网络可以知道什么种类的(多种)递送方法可以被假设为可用于将用于时间同步的信息递送到至少一个ue。
42.在一些实施例中，用于时间同步的信息可以通过发送包括用于时间同步的信息的ssb而被提供到属于第一设备类别(例如，cat-s i)的ue。更具体地，在一些实施例中，广播控制信道-广播信道bcch-bch消息的messageclassextension mce可以包括用于时间同步的信息。因此，针对要求很低功耗的ue的优化的同步可以被提供。成本可以与针对属于其他低成本类别(即，用于时间同步的第二设备类别(例如，cat-s ii))的ue相同。
43.例如如果bcch-bch消息的mce被用于发送用于时间同步的信息而非例如sib，属于第一设备类别(例如，cat-s i)的ue可以仅利用物理广播信道pbch接收器被实现。因此，即使利用低成本温度控制晶体振荡器(txco)，仅编码毫秒和1/10毫秒字段(14位)并在每第x个ssb中发送那些而非主信息块mib也将足够。因此，不属于用于时间同步的设备类别中的任何的ue(即，non-cat-s ue)将忽略与用于时间同步的信息相关联的ssb。
44.由于属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)或用于时间同步的第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可以是空闲的并且不直接对蜂窝通信网络(诸如5g/nr网络)可见，所以这样的ue可以不具有5g/nr发送链作为ue的一部分。代替地，这样的ue可以仅具有5g/nr接收器链，由此显著减少成本(材料以及使用费成本两者)。此外，功率消耗性能被增强。另一方面，属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)或用于时间同步的第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可能无法实现能够经由蜂窝通信网络达到的最佳时间同步精度。然而，大约1毫秒或甚至更好的时间同步精度可以是在蜂窝通信网络的任何覆盖区域(包括全广域覆盖)内可实现的。
45.也就是说，属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)的ue可以仅具有接收ssb(例如，连同包括用于时间同步的信息的mce)的能力，而属于第二设备类别同步(例如，cat-s ii)的ue可以具有接收ssb(例如，连同包括用于时间同步的信息的mce)和包括用于时间同步的信息的sib消息的能力。然而，没有上行链路传输可以不存在基于ta的传播延迟补偿，并且因此达到微秒同步精度可能是困难的(如果不是不可能的话)。实际上，时间同步精度将因此受到最近的小区的传播延迟模糊性限制。时间同步精度可以例如针对大多数“城市小区”小于100微秒(例如，针对100米的距离333纳秒的延迟)，其对于大多数用途可以是很好的。
46.属于用于时间同步的第三设备类别(例如，cat-s iii)的ue可以被称为高精度设备。这样的ue可能仍然在成本方面显著区别于其他ue，因为属于第三设备类别的ue的数据能力可以被限制。属于第三设备类别的ue可能需要向蜂窝通信网络发送信息以被配置。例
如，作为最低限度，这样的ue可能需要被配置用于发送例如探测参考信号(srs)并且用于接收使用rrc信令递送的附加同步消息。然而，数据传输可以不是严格要求，尽管可选地其可能也能够发送一些数据。
47.蜂窝通信网络可以执行一些动作来改进属于用于时间同步的设备类别中的任何设备类别的ue(即，cat-s ue)的时间同步性能、功能和/或成本。例如，对ssb连同包括用于时间同步的信息的mce的使用可以被用于允许针对属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)的ue的进一步功耗减少。由ssb可能连同包括用于时间同步的信息的mce携带的bcch-bch消息的格式可以相较于sib/rrc消息发送是类似的，但是ssb(可能包括mce)消息可以被进一步压缩，因为不要求亚微秒时间同步精度。在一些实施例中，对mce的使用可以允许bcch-bch消息包含除了mib以外的信息，诸如时间同步信息。
48.此外，针对属于用于时间同步的第三设备类别(例如，cat-s iii)的ue，rrc信令可以由蜂窝通信网络使用以宣告可用时钟服务，诸如如果不同时钟类型或时间尺度由蜂窝通信网络提供的话。例如，如果蜂窝通信网络将特定时钟服务卖给使用它自己的专属时钟域的纵向结构，那么蜂窝通信网络可以使用rrc信令来宣告这一点。
49.备选地或附加地，属于用于时间同步的第三设备类别(例如，cat-siii)的ue可以请求来自蜂窝通信网络的特定时钟服务，其然后触发蜂窝通信网络针对所请求的时钟服务分布时间同步消息，例如在请求了时钟服务的ue的移动区域中。移动区域可以包括例如当前小区和用于切换的候选集中的小区。因此，蜂窝通信网络可以仅在需要所请求的时钟服务的小区中发送针对所请求的时钟服务的时间同步信息。
50.属于用于第一设备类别(例如，cat-s i)或第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue的低成本可以防止ue经由传统手段注册到蜂窝通信网络，因为这样的ue可能无法直接通过空中接口发送到蜂窝通信网络。因此，蜂窝通信网络将不具有关于要求特定同步服务的ue的信息。如果仅一个时间同步服务(例如时钟域，诸如utc)被提供，那么始终通过整个蜂窝通信网络发送这样的时间同步服务可以不是问题。
51.然而，在一些实施例中，可能要求注册。因此可以存在针对属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)或用于时间同步的第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue的备选注册流程，由此使得蜂窝通信网络能够发送针对特定时间域或地理区域的时间同步服务，其中或无论何时需要讨论中的时间同步服务。蜂窝通信的效率可以因此被改进，因为不必要的发送可以被避免。
52.例如，属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)或用于时间同步的第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可以使用诸如以下的备选注册流程：
53.●
在半静态定位的ue的情况下，ue可以经由备选后端接入(诸如到互联网连接的个人计算机pc的通用串行总线usb连接、蓝牙、wlan/wi-fi或任何其他适当的接入方法)将其蜂窝的标识报告给网络。在一些实施例中，诸如小区标识的数据可以首先由位于一个运营方或多个运营方的核心网内的同步注册服务收集并且然后用作管理和编排功能的一部分以供应特定地理区域中的特定同步服务。
54.●
针对高移动性ue，这样的注册也可以是有用的以便通知蜂窝通信网络特定时间同步服务正在被消耗或者存在激活时间同步服务的需要。例如，如果多个时间同步服务被支持并且蜂窝通信网络想要将信令精简至仅正在被使用或需要的那些时间同步服务。
55.在一些实施例中，对诸如mib/sib和/或ssb(可能包括mce)消息的同步消息的加密也可以被使用。例如，如果运营方推出提供至少一个同步服务的基础设施，那么可以期望控制对该至少一个同步服务的接入，例如以避免未授权的使用。
56.一般而言，加密可以以各种方式来实现。通常，要求是ue知道加密密钥并且因此能够对已经利用讨论中的加密密钥被加密的同步消息进行解密。另一方面，不知道加密密钥的任何ue不能对这样的同步消息进行解密，由此使得蜂窝通信网络或蜂窝通信网络的运营方可能防止对时间同步服务的未授权的接入。
57.在一些实施例中，与第一时间同步服务相关联的第一加密密钥可以被用于ssb(可能包括mce)消息的加密/解密。也就是说，属于第一设备类别(例如，cat-s i)的ue可以使用第一加密密钥以用于解密经加密的ssb。类似地，与第二时间同步服务相关联的第二加密密钥可以被用于sib消息的加密/解密。也就是说，属于第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可以使用第二加密密钥以用于解密经加密的sib，同时这样的ue也可以使用第一加密密钥以用于解密经加密的ssb。
58.某些挑战可能与控制接入、密钥的递送和加密相关。例如，针对低成本ue，避免具有加密元件和处理将是好的，以使成本最小化。此外，由于在一些实施例中ssb(可能包括mce)和/或sib消息被广播，所以所有ue可以共享密钥。因此，可以存在不良地实现的ue(例如便宜报警时钟)可能泄露加密密钥的风险，由此危害对同步服务的接入。也就是说，如果加密密钥被泄露，那么蜂窝通信网络将不再具有完全接入控制。因此，可以要求属于用于时间同步的第一设备类别(例如，cat-s i)或用于时间同步的第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue还执行到蜂窝通信网络的注册以避免这样的问题。
59.在一些实施例中，sim模块的新配置可以被使用(通用集成电路卡uicc)。例如，以上提到的问题可以通过确保sim是受信任环境来防止。sim可以由蜂窝通信网络的运营方提供以及因此控制以用于插入到属于用于时间同步的设备类别(例如，cat-s i、ii和iii)中的任何的ue。由于已经被加密(即保护)的用于时间同步的信息量小，所以该信息可以由sim本身解密，因为sim具有用于执行解密的足够的处理能力。通常，sim仅仅用于建立用于加密/解密的密钥，但是根据一些实施例，用于时间同步的信息被加载到sim以用于本地处理并且然后被递送回来解密。因此，在一些实施例中，sim可以执行解密。
60.在一些实施例中，sim可能需要随时间被更新以维持加密密钥，由此使得蜂窝通信网络能够更新加密密钥(如果需要的话)。加密密钥的更新可以以各种方式来执行，例如取决于ue是属于第一/第二设备类别(例如，cat-s i/cat-s ii)，还是属于第三设备类别(例如，cat-s iii)。
61.属于第三设备类别(例如，cat-s iii)的ue可以具有例如经由5g/nr调制解调器与蜂窝通信网络交换信息的能力。因此，sim可以(例如通过sat类e连接)例如直接与蜂窝通信网络执行关于其加密的协商。sat类e可以是指针对sim的方法，其中sim本身可以建立经由ue到蜂窝通信网络的数据连接。ue可能不能意识到数据连接背后的内容或原因。针对sat类e的示例用例可以包括例如sim用作超文本传输协议(http)服务器，sim下载新信息等。通常，ue可能需要允许数据连接并且支持特征“sat类e”来实现这样的操作。
62.因此，sim可以本身实现当文件被下载到sim时的上下文。蜂窝通信网络因此在经由sim的完全控制中。因此，如果例如订阅被取消，那么当试图读取经解密的信息时将发生
错误。在属于第三设备类别(例如，cat-s iii)的ue的情况下，ue本身(即，不是sim)也可以在ue的存储器中维持由蜂窝通信网络或蜂窝通信网络的运营方提供的加密密钥，前提是讨论中的ue是受信任的。在这样的情况下，rrc或其他信令可以被用于与蜂窝通信网络交换安全参数，诸如加密密钥。另一方面，属于第一设备类别(例如，cat-s i)或第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可以使用备选后端接入，诸如usb、到互联网连接的pc的连接、蓝牙、wlan/wi-fi，以交换加密密钥。
63.根据一些实施例，以下过程可以被用于交换加密密钥。首先，蜂窝通信网络可以与讨论中的ue的sim/uicc交换广播接入密钥(bak)证书。为此，属于第一设备类别(例如，cat-s i)或第二设备类别(例如，cat-s ii)的ue可以使用备选后端接入，并且属于第三设备类别(例如，cat-s iii)的ue可以使用到诸如5g网络的蜂窝通信网络的直接连接。在两种情况下，注册密钥可以被用于确保ue和蜂窝通信网络两者都被相互认证。然后，蜂窝通信网络可以使用与bak相关联的短期密钥来加密包括用于时间同步的信息的ssb(可能包括mce)和/或sib消息，并且然后广播(多个)经加密的消息。在一些实施例中，随机值还可以连同(多个)经加密的消息一起被发送。
64.然后，ue或ue的uicc可以使用bak来得到短期密钥并且对包括用于时间同步的信息的(多个)经加密的消息进行解密。因此，ue可以从(多个)经解密的消息中获取用于时间同步的信息并且使用获取到的信息用于时间同步。此外，在一些实施例中，ue或ue的uicc可以使用广播的随机值来得到短期密钥。在一些实施例中，短期密钥不是通过空中接口被发送的，而是可以例如使用随机值从bak得到它。
65.在一些实施例中，可分级的服务接入模型也可以被提供。例如，蜂窝通信网络可以希望控制对不同级别的时间同步的接入，即针对不同时间同步精度。因此，蜂窝通信网络可以决定不加密例如包括用于时间同步的信息的每第100个sib消息。备选地或附加地，蜂窝通信网络可以决定不加密包括用于时间同步的信息的所有ssb(可能包括mce)。
66.此外，在一些实施例中，包括用于时间同步的信息的每第10个sib消息可以使用第一短期密钥以及可能还有第一注册密钥来加密，由此允许使用第一短期密钥以及可能还有第一注册密钥接入每第10个sib消息。然后，包括用于时间同步的所有sib消息可以使用第二短期密钥以及可能还有第二注册密钥来加密，由此允许使用第二短期密钥以及可能还有第二注册密钥接入所有sib消息。一般而言，在至少一些实施例中，短期密钥可以被称为加密密钥。此外，在一些实施例中，附加的rrc信令/消息可以被发送用于非常精确的时间同步，其可以作为关于ue的订阅或ue的sim的附加。
67.图3图示了能够支持至少一些实施例的示例装置。图示的是设备300，其可以包括例如ue 110、bs 120或目标bs 120的蜂窝、或控制器功能的设备。包括于设备300中的是处理器310，其可以包括例如单核或多核处理器，其中单核处理器包括一个处理核心，并且多核处理器包括多于一个处理核心。处理器310一般而言可以包括控制设备。处理器310可以包括多于一个处理器。处理器310可以是控制设备。处理核心可以包括例如由arm holdings制造的cortex-a8处理核心或由advanced micro devices公司生产的steamroller处理核心。处理器310可以包括至少一个高通骁龙和/或英特尔凌动处理器。处理器310可以包括至少一个专用集成电路(asic)。处理器310可以包括至少一个现场可编程门阵列(fpga)。处理器310可以是用于执行设备300中的方法步骤的部件。处理器310可以至少部分地由计算机
指令配置为执行动作。
68.处理器可以包括电路系统或被组成一个电路系统或多个电路系统，该一个电路系统或多个电路系统被配置为执行根据本文描述的实施例的方法的阶段。如本技术中所使用的，术语“电路系统”可以是指以下中的一个或多个或全部：(a)仅硬件电路实现，诸如仅模拟和/或数字电路系统中的实现，以及(b)硬件电路和软件的组合，诸如，适用于：(i)(多个)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合以及(ii)具有软件的(多个)硬件处理器的任何部分(包括(多个)数字信号处理器、软件以及(多个)存储器，其一起工作以使装置(诸如移动电话或服务器)执行各种功能)；以及(c)(多个)硬件电路和或(多个)处理器，诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分，其要求软件(例如，固件)以用于操作，但是该软件可以在它对于操作而言不需要时不存在。
69.电路系统的这种定义适用于该术语在包括任何权利要求的本技术中的所有使用。作为另一示例，如本技术中所使用的，术语电路系统还涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的部分及它的(或它们的)伴随软件和/或固件的实现。例如并且如果适用于特定要求保护元件，术语电路系统还涵盖用于移动设备的基带集成电路或处理器集成电路或服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路。
70.设备300可以包括存储器320。存储器320可以包括随机接入存储器和/或永久存储器。存储器320可以包括至少一个ram芯片。例如，存储器320可以包括固态、磁性、光学和/或全息图存储器。存储器320可以至少部分是处理器310可接入的。存储器320可以至少部分被包括于处理器310中。存储器320可以是用于存储信息的部件。存储器320可以包括处理器310被配置为执行的计算机指令。当被配置为使处理器310执行某些动作的计算机指令被存储在存储器320中并且设备300总体被配置为使用来自存储器320的计算机指令在处理器310的指导下运行时，处理器310和/或其至少一个处理核心可以被认为被配置为执行所述某些动作。存储器320可以至少部分被包括于处理器310中。存储器320可以至少部分在设备300外部但是可接入设备300。
71.设备300可以包括发送器330。设备300可以包括接收器340。发送器330和接收器340可以根据至少一个蜂窝或非蜂窝标准相应地被配置为发送和接收信息。发送器330可以包括多于一个发送器。接收器340可以包括多于一个接收器。例如，发送器330和/或接收器340可以被配置为根据全球移动通信系统(gsm)、宽带码分多址(wcdma)、5g、长期演进(lte)、is-95、无线局域网(wlan)、以太网和/或微波接入全球互通wimax标准来操作。
72.设备300可以包括近场通信(nfc)收发器350。nfc收发器350可以支持至少一种nfc技术，诸如蓝牙、wibree或类似的技术。
73.设备300可以包括用户接口(ui)360。ui 360可以包括以下中的至少一项：显示器、键盘、触摸屏、被布置为通过使设备300振动来向用户发信号的振动器、扬声器和麦克风。用户可以能够经由ui 360操作设备300，例如以接受进入的电话呼叫，发起电话呼叫或视频呼叫，浏览互联网，管理存储在存储器320中或经由发送器330和接收器340或经由nfc收发器350可接入的云上的数字文件，和/或打游戏。
74.设备300可以包括或被布置为接受用户身份模块370。用户身份模块370可以包括例如可安装在设备300中的订户身份模块(sim)卡。用户身份模块370可以包括标识设备300的用户的订阅的信息。用户身份模块370可以包括可用于验证设备300的用户的身份和/或
促进对针对经由设备300执行的通信的设备300的用户的通信的信息和账单的加密的加密信息。
75.处理器310可以被配有被布置为经由设备300内部的电导线将来自处理器310的信息输出到包括于设备300中的其他设备的发送器。这样的发送器可以包括被布置为例如经由至少一根电导线将信息输出到存储器320以用于存储于其中的串行总线发送器。作为串行总线的备选，发送器可以包括并行总线发送器。类似地，处理器310可以包括被布置为经由设备300内部的电导线从包括于设备300中的其他设备接收处理器310中的信息的接收器。这样的接收器可以包括被布置为例如经由至少一根电导线从接收器340接收信息以用于在处理器310中处理的串行总线接收器。作为串行总线的备选，接收器可以包括并行总线接收器。
76.设备300可以包括图3中未图示的另外的设备。例如，在设备300包括智能电话的情况下，它可以包括至少一个数字相机。一些设备300可以包括背面的相机和正面的相机，其中背面的相机可以被预计用于数码摄影并且正面的相机用于视频电话。设备300可以包括被布置为至少部分地认证设备300的用户的指纹传感器。在一些实施例中，设备300缺少以上描述的至少一个设备。例如，一些设备300可以缺少nfc收发器350和/或用户身份模块370。
77.处理器310、存储器320、发送器330、接收器340、nfc收发器350、ui 360和/或用户身份模块370可以以许多不同的方式通过设备300内部的电导线相互连接。例如，上述设备中的每个设备可以被分离地连接到设备300的主总线，以允许设备交换信息。然而，如技术人员将认识到的，这仅仅是一个示例并且取决于实施例，可以选择将上述设备中的至少两个设备相互连接的各种方式而不偏离实施例的范围。
78.图4是根据至少一些实施例的第一方法的流程图。所图示的第一方法的阶段可以由bs 120或由被配置为可能当被安装于其中时控制其功能的控制设备执行。
79.第一方法可以包括在步骤410处将用于时间同步的信息嵌入到ssb。第一方法还可以包括在步骤420处加密ssb。最后，第一方法可以包括在步骤430处在蜂窝通信网络中发送包括用于时间同步的信息的经加密的ssb。
80.在一些实施例中，用于时间同步的信息可以被嵌入到bcch-bch消息。备选地或附加地，ssb可以使用与第一时间同步服务相关联的第一加密密钥(诸如cat-s i)来加密。
81.在一些实施例中，第一方法可以包括：将用于时间同步的信息嵌入到sib，加密sib，以及在蜂窝通信网络中发送经加密的sib。在一些实施例中，sib可以使用与第二时间同步服务相关联的第二加密密钥(诸如cat-s ii)来加密。
82.在一些实施例中，第一方法可以包括除了发送经加密的sib和经加密的ssb，使用rrc信令来发送用于时间同步的信息。
83.在一些实施例中，经加密的ssb可以被发送到属于用于时间同步的第一设备类别的至少一个ue，并且除了经加密的ssb，经加密的sib可以被发送到属于用于时间同步的第二设备类别的至少一个ue。在一些实施例中，相比于属于用于时间同步的第二设备类别的至少一个ue，较低精度的时间同步可以被提供给属于用于时间同步的第一设备类别的至少一个ue或由其实现。
84.在一些实施例中，除了经加密的sib和经加密的ssb，用于时间同步的信息可以使
110的时钟。
96.在一些实施例中，ue 110可以属于用于时间同步的第一设备类别、第二设备类别或第三设备类别，其中相较于属于第二设备类别的ue，较低精度的时间同步针对第一设备类别中的ue被提供或由其实现，并且相较于属于第三设备类别的ue，较低精度的时间同步针对第二设备类别中的ue被提供或由其实现。
97.在一些实施例中，当ue 110属于用于时间同步的第一设备类别和/或第二设备类别时，ue 110可能不能执行上行链路传输。在一些实施例中当ue 110属于用于时间同步的第三设备类别时，ue 110可能能够执行上行链路传输。
98.在一些实施例中，第二方法可以包括当ue 110属于用于时间同步的第一设备类别时经由第一后端连接向基站发送针对第一时间同步服务的注册请求和/或针对第一时间同步服务的第一广播接入密钥的请求。第二方法还可以包括响应于发送(多个)请求而经由第一后端连接从基站接收第一时间同步服务的注册密钥和/或广播接入密钥。
99.在一些实施例中，第二方法可以包括当ue 110属于用于时间同步的第二设备类别时经由第二后端连接向基站发送针对第二时间同步服务的注册请求和/或针对第二时间同步服务的广播接入密钥的请求。第二方法还可以包括响应于发送(多个)请求而经由第二后端连接从基站接收第二时间同步服务的注册密钥和/或广播接入密钥。
100.在一些实施例中，第二方法可以包括当ue 110属于第三设备类别时经由蜂窝网络向基站发送针对第三时间同步服务的注册请求和/或针对第三时间同步服务的广播接入密钥的请求。第二方法还可以包括响应于发送(多个)请求而经由蜂窝网络接收第三时间同步服务的注册密钥和/或广播接入密钥。
101.在一些实施例中，第一时间同步服务的广播接入密钥、第二时间同步服务的广播接入密钥和/或第三时间同步服务的广播接入密钥可以由ue 110的sim/uicc接收。
102.在一些实施例中，随机值可以连同经加密的ssb或经加密的sib一起被接收。
103.应理解，所公开的实施例不限于本文公开的特定结构、过程步骤或材料，而是被扩展到其等价物，如相关领域的普通技术人员将意识到的。还应当理解，本文采用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且不旨在为限制性的。
104.贯穿本说明书对一个实施例或实施例的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括于至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在贯穿本说明书的各个地方的出现不一定全部是指同一实施例。尽管使用诸如以大约或基本上为例的术语对数值进行参考，但是精确的数值也被公开。
105.如本文所使用的，多个项、结构元件、组成元件和/或材料可以出于方便而被呈现于共同的列表中。然而，这些列表应当被理解为好像列表的每个成员都被单独地标识为分离的且唯一的成员。因此，在没有相反指示的情况下，这样的列表的个体成员不应当单单基于它们在公共的组中的存在而被理解为相同列表的任何其他成员的实际上存在的等价物。附加地，各种实施例和示例可以在本文连同针对其各种组件的备选被引用。应理解，这样的实施例、示例和备选不应被理解为彼此的实际上存在的等价物，而且应被认为是分离的且自主的表示。
106.在示例性实施例中，诸如例如ue 110或bs 120的一种装置可以包括用于执行以上描述的实施例及其任何组合的部件。
107.在示例性实施例中，一种计算机程序可以被配置为引起根据以上描述的实施例及其任何组合的方法。在示例性实施例中，一种实施于非瞬态计算机可读介质上的计算机程序产品可以被配置为控制处理器执行包括以上描述的实施例及其任何组合的过程。
108.在示例性实施例中，诸如例如ue 110或bs 120的一种装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起，使装置至少执行以上描述的实施例及其任何组合。
109.另外，所描述的特征、结构或特性可以以任何适当的方式被组合在一个或多个实施例中。在前面的描述中，许多具体细节被提供，诸如长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将意识到，本发明可以在没有具体细节中的一个或多个的情况下或用其他方法、组件、材料等来实践。在其他实例中，公知的结构、材料或操作未详细示出或描述以避免使本发明的各方面晦涩难懂。
110.尽管前面的示例在一个或多个特定应用中说明实施例的原理，但是对本领域普通技术人员将显然的是，可以在没有行使创造能力并且不偏离本发明的原理和构思的情况下做出在实现的形式、使用和细节上的许多修改。因此，除了下面阐述的权利要求之外，不预计将本发明受限制。
111.动词“包括”和“包含”在本文中被用作既不排除也不要求还未记载的特征的存在的开放式限制。除非另行明确陈述，否则从属权利要求中记载的特征是可相互自由地组合的。另外，应理解，贯穿本文对单数形式的“一”或“一个”的使用不排除多个。
112.工业实用性
113.至少一些实施例在蜂窝通信网络中找到工业应用，其中期望实现经由蜂窝通信网络的时间同步。更具体地，至少一些实施例在5g/nr网络中找到工业应用。例如，本发明的实施例可以被应用于3gpp ran rel-16标准。
114.缩写列表
115.3gpp
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第3代合作伙伴项目
116.bak
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广播接入密钥
117.bcch
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广播控制信道
118.bch
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广播信道
119.bs
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基站
120.gps
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
全球定位系统
121.gsm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
全球移动通信系统
122.http
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
超文本传输协议
123.iot
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
物联网
124.lte
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
长期演进
125.m2m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机器对机器
126.mce
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
消息类扩展
127.mib
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
主信息块
128.mtc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机器类型通信
129.nfc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
近场通信
130.nr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
新无线电
131.pbch
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
物理广播信道
132.pc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
个人计算机
133.ran
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
无线电接入网络
134.rat
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
无线电接入技术
135.rrc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
无线电资源控制
136.sfn
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
系统帧号
137.sib
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
系统信息块
138.sim
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
订户身份模块
139.srs
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
探测参考信号
140.ssb
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
同步信号块
141.ta
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定时提前
142.txco
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度控制晶体振荡器
143.ue
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
用户装备
144.ui
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
用户接口
145.uicc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通用集成电路卡
146.usb
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通用串行总线
147.wcdma
ꢀꢀꢀꢀꢀ
宽带码分多址附图标记列表
148.110ue115，125，135接口120bs130核心网300-370图3的装置的结构410-430图4中的第一方法的阶段510-530图5中的第二方法的阶段