[发明专利]基于脉冲调制信道的时频同步系统与方法

说明书

本公开提供了一种基于脉冲调制信道的时频同步系统与方法，时频同步系统包括：核心控制模块，用于生成时频同步脉冲信号；信号收发模块，用于接收和发送时频同步脉冲信号；时频综合模块，用于将滤波后的校正钟差T与预设钟差阈值进行比较，判断是否需要调整本地时钟节点的时钟信号；在判断需要调整本地时钟节点的时钟信号的情况下，接收滤波后的校正钟差T，通过时频综合模块中的压控控制频率源，调整本地时钟节点的时钟信号，实现本地时钟节点的时钟信号与预设待同步节点的时钟信号同步。

技术领域

本公开涉及时频同步技术领域，尤其涉及一种基于脉冲调制信道的时频同步系统与方法。

背景技术

无线时频同步技术主要有以下几类：一是基于卫星通信的时频同步方案，包括卫星双向时频传递(TWSTFT)、全球导航卫星系统(GNSS)载波相位时频传递等，此类方案对时精度高，同步网络规模大，但其同步过程依赖卫星作为时频基准或者作为传递途径，因此无法在GNSS拒止条件下为全网各节点提供时频同步服务；二是激光传递方法，即通过激光脉冲在空间的传播来实现地面与卫星时钟或地球上远距离两地时钟的同步，具有很高的准确度和稳定度，其时频同步精度最高可达到5ps～10ps。但此类同步系统成本高，设备复杂，工况条件要求高，且易受天气等条件限制，无法全天候工作；三是基于NTP、PTP协议的无线网络时间同步，此类方案部署方便，成本较低，但同步精度往往只能达到毫秒级，无法满足高精度时频同步要求。

现有技术中，超宽带(UWB)技术由于系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，逐步开始向时间同步领域渗透，业内也出现了利用UWB信道作为载波的无线时钟同步方案。典型方案如授权专利CN107182123B“一种UWB定位系统的同步方法及同步系统”，该专利公开了一种简单的UWB定位系统的同步方法，利用UWB信道实现了节点间时钟粗同步。但该专利只是通过获取相邻节点的时间戳计算出修正因子，没有经过双向时间同步解算、滤波处理与PID控制等操作，同步精度较低。

因此，在实现本公开构思的过程中，发明人发现，相关技术中至少存在如下问题：时频同步系统成本高，设备复杂，工况条件要求高，同步精度较低。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种基于脉冲调制信道的时频同步系统与方法。

本公开的一个方面提供了一种基于脉冲调制信道的时频同步系统，时频同步系统包括：

核心控制模块，用于生成时频同步脉冲信号。

信号收发模块，用于接收和发送时频同步脉冲信号。

信号收发模块包括：

第一收发单元，用于生成并向预设待同步节点发送第一时频同步脉冲信号；接收来自预设待同步节点的第二时频同步脉冲信号。

第二收发单元，用于生成并向预设待同步节点发送第三时频同步脉冲信号；接收来自预设待同步节点的第四时频同步脉冲信号。

第一计算单元，根据发送第一时频同步脉冲信号的时间戳、预设待同步节点接收第一时频同步脉冲信号的时间戳后发送的第一时频同步脉冲信号的时间戳、接收来自预设待同步节点的第二时频同步脉冲信号的时间戳、接收到第二时频同步脉冲信号的时间戳、根据发送第三时频同步脉冲信号的时间戳、预设待同步节点接收第三时频同步脉冲信号的时间戳后发送的第三时频同步脉冲信号的时间戳、接收来自预设待同步节点的第四时频同步脉冲信号的时间戳、接收到第四时频同步脉冲信号的时间戳，利用双向时间同步方法计算校正钟差T；

第二计算单元，用于对校正钟差T进行滤波处理，得到滤波后的校正钟差T。

时频同步系统，还包括：