[发明专利]一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输系统及方法

权利要求书

1.一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输系统，其特征在于：包括依次连接的发射端、光信道、接收端；发射端包括锁相环模块、分频模块、编码模块、电光转换模块，锁相环模块分别与分频模块、编码模块连接，分频模块与编码模块连接，编码模块与电光转换模块连接，电光转换模块与光信道连接；接收端包括光电转换模块、锁相环模块、解码模块，光信道与光电转换模块连接，光电转换模块、锁相环模块分别与解码模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输系统，其特征在于：所述发射端的锁相环模块、分频模块、编码模块采用FPGA实现。

3.根据权利要求1或2所述的一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输系统，其特征在于：所述接收端的锁相环模块、解码模块采用FPGA实现。

4.一种利用权利要求1所述的系统进行数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、将低频率的时钟信号输入到锁相环模块，锁相环模块将时钟信号倍频到适合光信道传输的高频率的编码时钟信号，高频率的编码时钟信号进入分频模块，分频模块产生与高频率的编码时钟信号上升沿严格同步、且与同步脉冲信号频率相同的方波信号；

步骤2、高频率的编码时钟信号和方波信号进入编码模块，编码模块对这两个信号进行编码，编码后输出同步脉冲信号和已编码的高频率同步脉冲信号； 

步骤3、已编码的高频率同步脉冲信号进入电光转换模块，电光转换模块将同步脉冲信号由电信号转换为光信号，进入光信道传输；

步骤4、光电转换模块接收光信道中的光信号，将光信号转换为电信号；

步骤5、电信号进入解码模块，时钟信号进入接收端的锁相环模块产生解调时钟信号，电信号和解调时钟信号进入解码模块，解码后输出同步脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输方法，其特征在于：所述编码模块的编码方法包括，

步骤2.1、在方波信号的低电平期间用编码时钟的下降沿计数，计数寄存器为Count，在方波信号的高电平期间Count为0，设在方波信号一个周期中整个低电平Count最大值为M；

步骤2.2、Count计数值小于(M-n) 时，高频率同步脉冲信号与编码时钟相同，所有标志位清零；

步骤2.3、Count计数计到(M-n)时，高频率同步脉冲信号的开始标志置1

，高频率同步脉冲信号输出开始低电平；

步骤2.4、Count计数计到(M - n/2 - 2)时，高频率同步脉冲信号的校验标志

置1；

步骤2.5、Count计数计到(M - n/2 - 1)时，高频率同步脉冲信号的开始标

志清零，在编码时钟的上升沿处判断校验标志位，标志位为1时，高频率同步脉冲信号输出校验高电平； 

步骤2.6、Count计数计到(M - 2)时，高频率同步脉冲信号的同步脉冲标志置1，高频率同步脉冲信号直接复制方波信号，同时同步脉冲信号也直接复制方波信号；

步骤2.7、在检测到方波信号的上升沿后，高频率同步脉冲信号的脉宽

标志位置1，脉宽标志位清零，根据脉宽的要求设置脉宽保持时间，在脉宽标志位为1时，高频率同步脉冲信号为高电平；同时同步脉冲信号也为高电平。

6.根据权利要求4或5所述的一种数字同步脉冲信号皮秒级抖动传输方法，其特征在于：所述解码模块的解码方法包括，

步骤5.1、解码模块用解调时钟对接收到的高频率同步脉冲信号的高低电平分别计数，计数寄存器分别为Cnt_high和Cnt_low，设在没有误码的情况下，312段解调时钟计数值Cnt_low为a，313段解调时钟计数值Cnt_high为b；

步骤5.2、当Cnt_low计数值在(a-3，a+3)范围内时，同步脉冲信号的开始标志位置1，否则清零；

步骤5.3、在开始标志位为1的条件下，Cnt_high计数值也在(b-3，b+3)范围内，同步脉冲信号的同步脉冲标志位置1，否则清零；

步骤5.4、当同步脉冲信号的同步脉冲标志位为1时，同步脉冲信号复制高频率同步脉冲信号，同时检测高频率同步脉冲上升沿；

步骤5.5、检测到高频率同步脉冲上升沿时，恢复同步脉冲宽度标志位置1，根据脉宽的要求设置脉宽保持时间，在恢复同步脉冲宽度标志位为1时，同步脉冲信号为高电平，其他时间，同步脉冲信号为低电平。