頻率恢復(fù)模塊180產(chǎn)生的頻率基準(zhǔn)生成本地時間基準(zhǔn)1PPSB_1，并通過雙向時間比對模塊110測量出的時差Tab對生成的時間基準(zhǔn)1PPSB_1進行時差調(diào)整。
[0015]在接收終端節(jié)點中，擴頻碼生成模塊230根據(jù)本地時間基準(zhǔn)IPPSB的相位控制發(fā)射的擴頻碼信號初相，然后利用本地頻率基準(zhǔn)fg控制擴頻碼的速率，并將該擴頻碼輸出至擴頻發(fā)射模塊220及擴頻接收模塊240; 1#光電轉(zhuǎn)換器261將從光纖傳遞鏈路接收的來自傳遞前端節(jié)點的光信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻調(diào)制電信號后輸出給擴頻接收模塊240，擴頻接收模塊240將該模擬中頻調(diào)制電信號進行解調(diào)解擴，并把解調(diào)出來的擴頻碼和本地擴頻碼生成模塊230輸出的擴頻碼進行擴頻偽碼相關(guān)運算，得到本地時間基準(zhǔn)IPPSB與光纖傳遞前時間基準(zhǔn)IPPSA的擴頻偽碼測量時間比對值Tb，并將該值Tb與接收數(shù)據(jù)中恢復(fù)的傳遞前端節(jié)點擴頻偽碼測量時間比對值1送至雙向時間比對模塊210;雙向時間比對模塊210利用接收擴頻接收模塊240傳遞過來的Ta、Tb，求得傳遞前端節(jié)點與接收終端節(jié)點的時差Tba為:Tba= (Ta+Tb)/2，雙向時間比對模塊210將其測量出的時差1^輸出給頻率恢復(fù)模塊280;同時雙向時間比對模塊210將包含Ta、Tb、Tba的通信數(shù)據(jù)輸出給擴頻發(fā)射模塊220;擴頻發(fā)射模塊220接收來自雙向時間對比模塊210輸出的通信數(shù)據(jù)以及擴頻碼生成模塊230輸出的擴頻碼，擴頻發(fā)射模塊220將包含Ta、Tb、Tbd^通信數(shù)據(jù)與擴頻碼生成模塊130輸出的擴頻碼進行異或相加生成擴頻組合碼，再通過BPSK(雙相移位鍵控)調(diào)制方法將擴頻組合碼調(diào)制在本地載波fg上，最終通過1#模擬電光轉(zhuǎn)換器251將中頻調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為光信號后，通過波分復(fù)用器170以及光纖傳遞鏈路播發(fā)給傳遞前端節(jié)點，頻率恢復(fù)模塊280用于恢復(fù)傳遞前端節(jié)點的頻率基準(zhǔn)，2#光電轉(zhuǎn)換器262將從光纖傳遞鏈路接收的來自傳遞前端節(jié)點的光信號轉(zhuǎn)換成模擬中頻電信號后輸出f。—η給頻率恢復(fù)模塊，頻率恢復(fù)模塊280接收雙向時間比對模塊210測量出的時差Tba，并利用時差Tba對恢復(fù)后生成的頻率基準(zhǔn)f。—η進行相位、頻差補償，得到與光纖鏈路傳遞前頻率基準(zhǔn)f。相當(dāng)指標(biāo)的頻率基準(zhǔn)信號f?！埂r間生成與同步模塊290用于恢復(fù)接收終端節(jié)點的時間基準(zhǔn)1PPSA_1，它利用頻率恢復(fù)模塊280產(chǎn)生的頻率基準(zhǔn)生成本地時間基準(zhǔn)1PPSA_1，并通過雙向時間比對模塊210測量出的時差Tab對生成的時間基準(zhǔn)1PPSA_1進行時差調(diào)整。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)針對傳統(tǒng)光纖雙向比對方法對IPPS相位的編碼和恢復(fù)影響比對精度，并且需要另外雙向傳輸比對數(shù)據(jù)導(dǎo)致系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜的問題，提出了一種基于雙向擴頻測距的光纖時間頻率傳遞方法，在提高測距精度的同時避免了額外的比對數(shù)據(jù)傳遞鏈路；
[0018](2)由于采用了光纖有線傳遞及擴頻偽碼測量技術(shù)，且光纖傳遞信號時的載噪比很高，而擴頻偽碼的碼環(huán)測量誤差源主要包括熱噪聲所致的碼相位抖動和動態(tài)應(yīng)力誤差兩部分，在本發(fā)明的應(yīng)用場景中屬于靜態(tài)的偽距測量，不存在動態(tài)應(yīng)力誤差，所以熱噪聲所致的碼相位抖動可以做到很低，可以做到亞皮秒以下時間比對測量，有利于較大提升遠程時間同步精度。
[0019]為了更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明和附圖，然而所附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0020 ]圖1圖解說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框圖；
[0021]圖2圖解說明本發(fā)明的實現(xiàn)流程；
[0022]圖3圖解說明本發(fā)明的實施例與性能驗證測試系統(tǒng)連接圖；
[0023]圖4圖解說明本發(fā)明實施例中的單向時間比對值Ta、Tb測試結(jié)果；
[0024]圖5圖解說明本發(fā)明實施例雙向比對計算的時差Tab測試結(jié)果；
[0025]圖6圖解說明本發(fā)明實施例傳遞前端節(jié)點1MHz基準(zhǔn)的頻率穩(wěn)定度；
[0026]圖7圖解說明本發(fā)明實施例接收終端節(jié)點1MHz基準(zhǔn)的頻率穩(wěn)定度；
[0027]圖8圖解說明本發(fā)明實施例傳遞前端節(jié)點1MHz基準(zhǔn)的單邊帶相位噪聲；
[0028]圖9圖解說明本發(fā)明實施例接收終端節(jié)點1MHz基準(zhǔn)的單邊帶相位噪聲。
【具體實施方式】
[0029]一種基于雙向擴頻測距的光纖時間頻率傳遞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示，它包括傳遞前端節(jié)點和接收終端節(jié)點以及連接在傳遞前端節(jié)點和接收終端節(jié)點之間的一條光纖傳遞鏈路。
[0030]所述傳遞前端節(jié)點主要作用為:①實現(xiàn)傳遞前端節(jié)點向接收終端節(jié)點的頻率基準(zhǔn)傳遞;②實現(xiàn)接收終端節(jié)點光纖傳遞后的頻率基準(zhǔn)信號恢復(fù);③實現(xiàn)傳遞前端節(jié)點到接收終端節(jié)點的時間基準(zhǔn)傳遞與比對測量、數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào);④獲取接收終端節(jié)點的時間比對測量值，并通過雙向時間比對，求取與接收終端節(jié)點的時差。
[0031]所述接收終端節(jié)點主要作用為:①實現(xiàn)接收終端節(jié)點向傳遞前端節(jié)點的頻率基準(zhǔn)傳遞;②實現(xiàn)傳遞前端節(jié)點光纖傳遞后的頻率基準(zhǔn)信號恢復(fù);③實現(xiàn)接收終端節(jié)點到傳遞前端節(jié)點的時間基準(zhǔn)傳遞與比對測量、數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào);④獲取傳遞前端節(jié)點的時間比對測量值，并通過雙向時間比對，求取與傳遞前端節(jié)點的時差;⑤實現(xiàn)接收終端節(jié)點時間基準(zhǔn)生成與同步。所述光纖傳遞鏈路為一條單芯雙向傳遞鏈路，主要用于時間基準(zhǔn)、頻率基準(zhǔn)及比對數(shù)據(jù)的雙向傳遞。
[0032]所述傳遞前端節(jié)點包括雙向時間比對模塊110、擴頻發(fā)射模塊120、擴頻碼生成模塊130、擴頻接收模塊140、I#模擬電光轉(zhuǎn)換器151、2#模擬電光轉(zhuǎn)換器152、I#模擬光電轉(zhuǎn)換器161、2#模擬光電轉(zhuǎn)換器162、波分復(fù)用器170、頻率恢復(fù)模塊180和時間生成與同步模塊190;擴頻碼生成模塊130接收本地時間基準(zhǔn)IPPSA和本地頻率基準(zhǔn)f。，擴頻碼生成模塊130的輸出端分別與擴頻發(fā)射模塊120和擴頻接收模塊140連接，擴頻接收模塊140的輸入端連接擴頻碼生成模塊130和1#光電轉(zhuǎn)換器161，雙向時間比對模塊110的輸入端與擴頻接收模塊140連接，所述雙向時間比對模塊110有兩個輸出端，其中一個輸出端與擴頻發(fā)射模塊120連接，另一個輸出端與頻率恢復(fù)模塊180連接，擴頻發(fā)射模塊120的輸入端與雙向時間對比模塊110和擴頻碼生成模塊130連接，擴頻發(fā)射模塊120的輸出端與I #模擬電光轉(zhuǎn)換器151連接，波分復(fù)用器170與1#模擬電光轉(zhuǎn)換器151、2#模擬電光轉(zhuǎn)換器152、1#光電轉(zhuǎn)換器161和2#光電轉(zhuǎn)換器162連接，頻率恢復(fù)模塊180的輸入端連接雙向時間比對模塊110和2#光電轉(zhuǎn)換器162，頻率恢復(fù)模塊180的輸出端連接時間生成與同步模塊190。
[0033]所述接收終端節(jié)點包括雙向時間比對模塊210、擴頻發(fā)射模塊220、擴頻碼生成模塊230、擴頻接收模塊240、1#模擬電光轉(zhuǎn)換器251、2#模擬電光轉(zhuǎn)換器252、1#模擬光電轉(zhuǎn)換器261、2#模擬光電轉(zhuǎn)換器261、波分復(fù)用器270、頻率恢復(fù)模塊280和時間生成與同步模塊290。擴頻碼生成模塊230接收本地時間基準(zhǔn)IPPSB和本地頻率基準(zhǔn)&，擴頻碼生成模塊230的輸出端分別與擴頻發(fā)射模塊220和擴頻接收模塊240連接，擴頻接收模塊240的輸入端連接擴頻碼生成模塊230和1#光電轉(zhuǎn)換器261，雙向時間比對模塊210的輸入端與擴頻接收模塊240連接，所述雙向時間比對模塊210有兩個輸出端，其中一個輸出端與擴頻發(fā)射模塊220連接，另一個輸出端與頻率恢復(fù)模塊280連接，擴頻發(fā)射模塊220的輸入端與雙向時間對比模塊210和擴頻碼生成模塊230連接，擴頻發(fā)射模塊220的輸出端與1#模擬電光轉(zhuǎn)換器251連接，波分復(fù)用器270與1#模擬電光轉(zhuǎn)換器251、2#模擬電光轉(zhuǎn)換器252、1#光電轉(zhuǎn)換器261和2#光電轉(zhuǎn)換器262連接，頻率恢復(fù)模塊280的輸入端連接雙向時間比對模塊210和2#光電轉(zhuǎn)換器262，頻率恢復(fù)模塊280的輸出端連接時間生成與同步模塊290。
[0034]從裝置的功能及結(jié)構(gòu)來看，傳遞前端節(jié)點和接收終端節(jié)點完全對稱。
[0035]參照圖1，在傳遞前端節(jié)點中，所述雙向時間比對模塊110的輸入端與擴頻接收模塊140連接，所述雙向時間比對模塊110有兩個輸出端，其中一個輸出端與擴頻發(fā)射模塊120連接，另一個輸出端與頻率恢復(fù)模塊180連接，雙向時間比對模塊110利用接收擴頻接收模塊140傳遞過來的Ta、Tb，，然后根據(jù)光纖雙向時間頻率傳遞比對法中雙向鏈路對稱傳輸延時相同的特點，可求得接收終端節(jié)點與傳遞前端節(jié)點的時差Tab為:Tab = Tba= ( Ta+Tb ) /2，雙向時間比對模塊110將其測量出的時差Tab輸出給頻率恢復(fù)模塊180;同時雙向時間比對模塊110將包含Ta、Tb、Tab的通信數(shù)據(jù)輸出給擴頻發(fā)射模塊120。
[0036]在傳遞前端節(jié)點中，所述擴