[发明专利]一种高精度时间频率传递编码方法及系统

说明书

本发明公开了一种高精度时间频率传递编码方法及系统，利用脉冲信号的占空比不同来编码数据位，脉冲信号所代表的状态分为三种状态：空码、0、1,每次非空数据位起始沿指示时刻，后继非空数据位标识相关时刻信息，将时间频率相关数据叠加，并采用特殊的编码实现帧控制，采用脉宽调制方式进行信号传递；接收端从链路中脉冲信号的起始沿进行鉴相，恢复出时钟；本发明利用脉冲信号的占空比不同来传输有效数据位，实现频率传递的同时，可对任意时刻进行精确传递和标识。

技术领域：

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种高精度时间频率传递编码方法及系统。

背景技术：

时间频率传递及同步技术广泛应用于天文观测、航天试验、高速通信等领域，在一些现代工程领域的分布式应用中也起着关键作用。

时间频率传递需要包含两部分，一是频率传递，二是表征绝对时刻信息的时间传递。常用的时间频率传递方法包括NTP、IEEE1588、WhiteRabbit 、IRIG-B等。其中NTP、IEEE1588利用以太网数据包交互的方式实现的时间同步，能够实现网络中连接的设备系统时间保持一致；WhiteRabbit 在综合了同步以太网技术（SyncE）、精密时间同步协议（IEEE1588-2008即PTPv2）的基础上，采用相位返回和全数字鉴相技术，实现主从节点的频率锁定和时间戳同步，能够完成频率同步和时间同步；IRIG-B是将时间同步信号和秒、分、时、天等时间码信息加载到频率为1kHz的信号载体中，实现频率同步和时间同步。

但是，NTP、IEEE1588等技术仅仅实现了时间传递，并没有实现高精度的频率传递；WhiteRabbit实现了频率同步和时间同步，在10B8B编码中，根据底层传输机制分析，需要传递10bit一组才能标识有效PPS脉冲，且必须在专用的同步以太网环境下使用，同时在节点增加WhiteRabbit专用设备；IRIG-B只能实现同步的时钟脉冲输出，且难以实现频率传递。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：进行频率传递的同时，可对任意时刻进行精确传递和标识。

为解决上述技术问题，本申请提供的一种技术方案是：提供一种高精度时间频率传递编码方法：

利用脉冲信号的占空比不同来编码数据位，脉冲信号所代表的状态分为三种状态：空码、0、1,每次非空数据位起始沿指示时刻，后继非空数据位标识相关时刻信息，将时间频率相关数据叠加，并采用特殊的编码实现帧控制，采用脉宽调制方式进行信号传递；

接收端从链路中脉冲信号的起始沿进行鉴相，恢复出时钟，起始沿为上升沿或下降沿。

进一步的，每个脉冲信号周期内，根据脉冲信号的占空比区间不同，把传递数据位分为三种状态：空码、0和1；数据位的三种状态所对应的脉冲信号的占空比区间可以灵活设定且不重叠。

进一步的，无时刻或数据传递时，持续发送空码，其起始沿与要传输的频率锁定；数据传递时，每个数据位的起始沿都同样和要传输的频率锁定；

任意时刻传递时，非空的第一个数据的起始沿指示该时刻，并与传输频率同步，利用后继数据指示该时刻的时刻信息。

为解决上述技术问题，本申请提供的另一种技术方案是：提供一种高精度时间频率传递编码系统，其特征是：包括通过链路连接的时间频率源端和时间频率接收端，其中：

时间频率源端：空状态脉冲信号和非空状态脉冲信号的起始沿与要传输的频率同步，非空状态脉冲信号的起始沿指示该脉冲信号产生的时刻，后继数据位指示该时刻的时刻信息；以空状态脉冲信号和非空状态脉冲信号的占空比不同来编码数据位，三种状态的脉冲信号占空比区间可以灵活设定且区间不重叠，进行脉宽调制后发送到链路上；

时间频率接收端：接收链路上传输的脉冲信号；通过脉冲信号起始沿进行鉴相，从链路中恢复出时钟；以第一个非空状态的脉冲信号的起始沿为脉冲信号产生的时刻脉冲，并对非空数据进行串行解码，获取传递的时刻信息。