[發(fā)明專利]一種基于時(shí)分復(fù)用的多用戶量子時(shí)間同步方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911066975.3
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110808790B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董瑞芳;陳法喜;項(xiàng)曉;權(quán)潤愛;劉濤;張首剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家授時(shí)中心
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04J3/06;H04J14/08;H04Q11/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

本發(fā)明公開了一種基于時(shí)分復(fù)用的多用戶量子時(shí)間同步方法及系統(tǒng)，包括：時(shí)間頻率源輸出參考頻率信號和參考時(shí)間信號；光纖頻率傳遞發(fā)射機(jī)接收參考頻率信號，并傳遞到n個(gè)用戶端，n為大于等于2的正整數(shù)；通過發(fā)射端的量子雙向比對自動切換模塊接收參考時(shí)間信號，并傳遞到n個(gè)用戶端，通過量子雙向時(shí)間比對的方式得到用戶端i與時(shí)間頻率源的鐘差t_0i；用戶端i的運(yùn)算控制單元i根據(jù)鐘差t_0i調(diào)整可編程延遲器i的調(diào)整量為t_0i；用戶端i得到的頻率信號i輸入分頻器i獲得一個(gè)時(shí)間信號i；將時(shí)間信號i輸入可編程延遲器i進(jìn)行延遲處理，獲得用戶端i的輸出時(shí)間信號i。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶的量子時(shí)間同步，可確保時(shí)間同步的高精度和高可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于時(shí)間頻率技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多站點(diǎn)量子時(shí)間同步方法，特別涉及一種基于時(shí)分復(fù)用的多用戶量子時(shí)間同步方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在航空航天、雷達(dá)同步、尖端武器操控、高速通信、深空探測等領(lǐng)域，都對時(shí)間同步提出了很高的要求。目前的長波授時(shí)只能達(dá)到微秒的同步精度，衛(wèi)星共視只能達(dá)到納秒級的同步精度，光纖時(shí)間同步方法與衛(wèi)星雙向比對法也只能達(dá)到百皮秒的同步精度。量子時(shí)間同步技術(shù)可以把時(shí)間同步精度提高到亞皮秒甚至飛秒量級，故量子時(shí)間同步方法有廣闊的應(yīng)用前景。

時(shí)間應(yīng)用中往往需要實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)間的同步，例如多個(gè)雷達(dá)固定站間的同步，多個(gè)觀察站間的同步等。目前絕大部分時(shí)間同步的方案是級聯(lián)式多站點(diǎn)，需要大量時(shí)間同步校準(zhǔn)設(shè)備；通過沿途接收站一級一級進(jìn)行傳遞，級聯(lián)傳遞過程中會引入誤差；多級級聯(lián)還會有誤差的累積，降低所傳遞時(shí)間信號的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度。

綜上，亟需一種新的基于時(shí)分復(fù)用的多用戶量子時(shí)間同步方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于時(shí)分復(fù)用的多用戶量子時(shí)間同步方法及系統(tǒng)，以解決上述存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。本發(fā)明采用量子光源作為時(shí)間信號的載體，能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶的量子時(shí)間同步，可確保時(shí)間同步的高精度和穩(wěn)定度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種基于時(shí)分復(fù)用的多用戶量子時(shí)間同步方法，包括以下步驟：

通過發(fā)射端的時(shí)間頻率源輸出參考頻率信號和參考時(shí)間信號；

通過發(fā)射端的光纖頻率傳遞發(fā)射機(jī)接收所述參考頻率信號，并通過n個(gè)頻率及數(shù)據(jù)傳輸鏈路分別傳遞到n個(gè)用戶端，n為大于等于2的正整數(shù)；用戶端i得到與發(fā)射端相對相位關(guān)系穩(wěn)定的頻率信號i，1≤i≤n；

通過發(fā)射端的量子雙向比對自動切換模塊接收所述參考時(shí)間信號，并通過n個(gè)量子雙向傳輸鏈路分別傳遞到n個(gè)用戶端，通過量子雙向時(shí)間比對的方式得到用戶端i與時(shí)間頻率源的鐘差t_0i；

用戶端i的運(yùn)算控制單元i根據(jù)鐘差t_0i調(diào)整可編程延遲器i的調(diào)整量為t_0i；

用戶端i得到的頻率信號i輸入分頻器i獲得一個(gè)時(shí)間信號i；將時(shí)間信號i輸入可編程延遲器i進(jìn)行延遲處理，獲得用戶端i的輸出時(shí)間信號i。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述量子雙向比對自動切換模塊采用時(shí)分復(fù)用的方式對n個(gè)用戶端輪循進(jìn)行量子雙向時(shí)間比對。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述量子雙向比對自動切換模塊包括：量子雙向比對發(fā)射端和自動切換電路；每個(gè)用戶端均包括：量子雙向比對接收端；所述量子雙向比對發(fā)射端用于接收參考時(shí)間信號，并通過自動切換電路和量子雙向傳輸鏈路傳遞給每個(gè)用戶端的量子雙向比對接收端。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，時(shí)間頻率源輸出10MHz頻率信號到發(fā)射端的光纖頻率傳遞發(fā)射機(jī)；

n＝3；

在各個(gè)用戶端得到與發(fā)射端相對相位關(guān)系穩(wěn)定的10MHz頻率信號；