CN114374501B - 一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法和系统。在所述前端数据采集设备侧：在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备。在所述后端信号处理设备侧，接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值。

Description

一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法和系统
技术领域
本发明属于信号传输和处理技术领域，尤其涉及一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法和系统。
背景技术
在基于有线数字传输的通信系统中，一般的系统架构采用的是以时间同步为前提条件的信号采样和信号处理技术。采样后的基带数据通过有线数字传输的方式解决了传统模拟信号传输的功率损耗问题。但是由于采用的是以时间同步为前提条件的信号采样与信号处理流程，在信号采样和信号处理的过程中要求前端采样设备和后端的信号处理设备使用严格同源的时钟。即在时钟同步的方式下进行信号采样、信号传输和信号接收处理，对系统中的各个设备之间的时间同步要求高，对支撑系统进行时间同步处理的时间频率系统依赖大。其缺点是：位于前端的采样设备和位于后端的信号处理设备的时间一旦不同步，就会导致数据传输异常且无法自行恢复，进而导致信号处理出错，最终恶化系统性能指标。
发明内容
为了解决前端采样设备和后端信号处理设备高度依赖同源时钟导致系统不稳定的技术问题，本发明提出了一种确定后端信号处理设备的本地时间的技术方案。
本发明第一方面公开了一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法。所述后端信号处理设备基于由前端数据采集设备传输的数据包来确定所述本地时间。所述方法包括：
在所述前端数据采集设备侧：
在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备；其中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理；其中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号；
在所述后端信号处理设备侧：
接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；
判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
根据本发明第一方面的方法，所述预处理具体包括：通过对所述高频模拟信号进行所述采样处理，获取数字中频信号；通过对所述数字中频信号进行所述数字下变频处理，获取数字基带信号；通过对所述数字基带信号进行所述量化处理，使得经量化后的信号维持在恒定功率；通过对所述经量化后的信号进行所述打包处理，获得所述传输信号。
根据本发明第一方面的方法，所述数据包包括包头部分、数据位部分和校验位部分；其中：所述用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号位于所述包头部分，所述时间信息为周计数信息和周内秒计数信息；所述传输信号位于所述数据位部分；所述校验位部分用于存储校验信息，所述校验信息用于验证所述传输信号的有效性。
根据本发明第一方面的方法，所述校验信息为循环冗余校验码，在判断从所述其他数据包中获取的传输信号的有效性时，获取所述传输信号的m+1个数据位D0-Dm，基于编码长度m+1对数据位D0-Dm之后的数据进行编码，当编码值与所述循环冗余校验码一致时，所述有效性验证通过，否则，所述有效性验证不通过。。
根据本发明第一方面的方法，通过对所述本地时间的初始值和累加的各个固定值进行求和，来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
根据本发明第一方面的方法，设置所述传输信号具有y比特量化及采样率x次/秒，所述数据包为单包m比特，则每个数据包单次累加的固定值为m/(xy)秒。
根据本发明第一方面的方法，在接收到上位机下达的新的授时命令后，再次触发所述秒脉冲检测，以重新检测第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号，从重新检测到的第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的新的初始值，在所述本地时间的新的初始值的基础上进行固定值累加，以更新所述后端信号处理设备的本地时间。
本发明第二方面公开了一种确定后端信号处理设备的本地时间的系统。所述后端信号处理设备基于由前端数据采集设备传输的数据包来确定所述本地时间；所述系统包括：
在所述前端数据采集设备侧的第一处理单元，被配置为：
在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备；其中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理；其中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号；
在所述后端信号处理设备侧的第二处理单元和第三处理单元：
所述第二处理单元被配置为，接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；
所述第三处理单元被配置为，判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
根据本发明第二方面的系统，所述预处理具体包括：通过对所述高频模拟信号进行所述采样处理，获取数字中频信号；通过对所述数字中频信号进行所述数字下变频处理，获取数字基带信号；通过对所述数字基带信号进行所述量化处理，使得经量化后的信号维持在恒定功率；通过对所述经量化后的信号进行所述打包处理，获得所述传输信号。
根据本发明第二方面的系统，所述数据包包括包头部分、数据位部分和校验位部分；其中：所述用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号位于所述包头部分，所述时间信息为周计数信息和周内秒计数信息；所述传输信号位于所述数据位部分；所述校验位部分用于存储校验信息，所述校验信息用于验证所述传输信号的有效性。
根据本发明第二方面的系统，所述校验信息为循环冗余校验码，在判断从所述其他数据包中获取的传输信号的有效性时，获取所述传输信号的m+1个数据位D0-Dm，基于编码长度m+1对数据位D0-Dm之后的数据进行编码，当编码值与所述循环冗余校验码一致时，所述有效性验证通过，否则，所述有效性验证不通过。。
根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元进一步被配置为，通过对所述本地时间的初始值和累加的各个固定值进行求和，来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元进一步被配置为，设置所述传输信号具有y比特量化及采样率x次/秒，所述数据包为单包m比特，则每个数据包单次累加的固定值为m/(xy)秒。
根据本发明第二方面的系统，所述第二处理单元进一步被配置为，在接收到上位机下达的新的授时命令后，再次触发所述秒脉冲检测，以重新检测第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号，从重新检测到的第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的新的初始值，所述第三处理单元进一步被配置为，在所述本地时间的新的初始值的基础上进行固定值累加，以更新所述后端信号处理设备的本地时间。
本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法中的步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法中的步骤。
综上，本发明的技术方案旨在使得后端信号处理设备在不依赖同源时钟的情况下能够进行信号处理、伪距测量和信息恢复，其大大提高了系统的稳定性，降低了后端设备所在场址的系统设计复杂度，节约系统建设成本，并加快了系统研制建设进度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的数据包的结构示意图；
图3为根据本发明实施例的一种确定后端信号处理设备的本地时间的系统的结构图；
图4为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面公开了一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法。所述后端信号处理设备基于由前端数据采集设备传输的数据包来确定所述本地时间。图1为根据本发明实施例的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法的流程图；如图1所示，在所述前端数据采集设备侧：在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备；其中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理；其中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号；在所述后端信号处理设备侧：接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
首先，在所述前端数据采集设备侧，在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备。
在一些实施例中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理。通过对所述高频模拟信号进行所述采样处理，获取数字中频信号；通过对所述数字中频信号进行所述数字下变频处理，获取数字基带信号；通过对所述数字基带信号进行所述量化处理，使得经量化后的信号维持在恒定功率；通过对所述经量化后的信号进行所述打包处理，获得所述传输信号。
具体地，在所述采样处理中，首先将接收到的高频模拟信号通过模拟下变频，转换成频率较低的模拟中频信号，在该过程中的各级下变频本振信号均为可配置信号，本振配置使得前端采样模块可以适应不同频率的输入信号，最大范围可支撑1-7GHz的信号输入。多级下变频的同时，可逐级进行模拟滤波处理和增益控制，使信号保持在最佳的采样范围。最后通过模数转换器采样将模拟中频信号采样为数字中频信号，同时进行滤波处理。
具体地，在所述数字下变频处理中，将模数转换器采样后的数字中频信号进行数字下变频和滤波处理，转换为数字基带信号。数字下变频的各级本振信号均可通过处理器以控制字的方式进行重配置。数字下变频具体实现方案为：首先将输入信号与本地数控振荡器进行混频，然后通过低通滤波器，得到数字基带信号，再进行抽取输出，低通滤波器前后数据位宽不同，需要进行量化处理，使得前后位宽保持一致。
具体地，在所述量化处理中，在尽可能减少信噪比的情况下，对数据进行量化，量化的目的是使量化的输出结果在一个恒定的功率。
具体地，在所述打包处理中，将量化后的数据通过打包处理放入数据包中，随后输出给后端信号处理设备进行数据处理。
在一些实施例中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号。
在一些实施例中，所述数据包包括包头部分、数据位部分和校验位部分；如图2所示，其中：所述用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号(1PPS)位于所述包头部分，所述时间信息为周计数信息和周内秒计数信息；所述传输信号位于所述数据位部分(D0-Dm)；所述校验位部分(CRC)用于存储校验信息，所述校验信息用于验证所述传输信号的有效性。
在所述后端信号处理设备侧，接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
具体地，接收来自前端采样设备传输过来的数据包，经过包头剥离、异步传输的位宽转换等操作后，对收到的数据进行解析，分别输出原始采样数据和时间信息，供后级使用，实现利用时间信息和原始采样数据实现整机的授时和计时功能，授时使用的初始值是包头包含的时间信息，计时功能由有效采样数据来保证。由于后端信号处理设备没有独立的时间频率信号输入，而后端的信号处理与时隙控制有很强的相关性，故需要将输出的采样数据转换为时间尺度，用以保证信号处理有准确的时间尺度来衡量。在有准确的本地时间保障下，对原始采样数据进行一系列采样率转换处理，完成捕获、跟踪及相关信号处理。在实现采样率转换的同时，需保证传输带宽不受影响。
在一些实施例中，所述校验信息为循环冗余校验码，在判断从所述其他数据包中获取的传输信号的有效性时，获取所述传输信号的m+1个数据位D0-Dm，基于编码长度m+1对数据位D0-Dm之后的数据进行编码，当编码值与所述循环冗余校验码一致时，所述有效性验证通过，否则，所述有效性验证不通过。
具体地，根据数据包中等间隔的CRC(即循环冗余校验码，Cyclic RedundancyCheck)，判断数据是否有效，数据有效的判断标准是：按照多项式，在数据D0位到Dm位之后，按照编码长度(m+1)进行编码，如果编码值与读取出的CRC校验位的数值相等，则校验通过。数据无效的判断标准是：按照多项式，在数据D0位到Dm位之后，按照编码长度(m+1)进行编码，如果编码值与读取出的CRC校验位的数值相不等，则校验不通过，该包数据丢弃并上报丢包告警，丢包计数器加1。
在一些实施例中，通过对所述本地时间的初始值和累加的各个固定值进行求和，来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
在一些实施例中，设置所述传输信号具有y比特量化及采样率x次/秒，所述数据包为单包m比特，则每个数据包单次累加的固定值为m/(xy)秒。
具体地，前端采样设备输出信号可以是采样率在10-400MSps(Million Samplesper second)范围内的采样信号，通过多比特量化后输出。假设采样率为x Sps(Samplesper second)，对应每个采样点数据对应的时间尺度为1/x秒，采样数据为y bit(比特)量化，则输出数据速率为xy bit/s(比特每秒)。数据包为单包m bit，在该采样率下，每秒共有xy/m包数据，每包数据对应时间尺度为m/(xy)秒。因此，后端信号处理设备通过接收到的数据包、数据采样点的时间尺度，可以恢复出采样时间参考信息。
具体地，后端信号处理设备由FPGA(Field Programmable Gate Array)和处理器构成，FPGA负责解析数据包，恢复出本地时间，实现授时、计时功能。处理器负责配置相应的寄存器，对授时流程、计时流程进行控制，记录结果并上报。
后端信号处理设备本地时间恢复的计时功能描述如下：本地时间恢复时，每当数据包到来时，将触发FPGA的数据有效信号为高电平，依据数据有效信号可将输出的采样数据转换为时间尺度。即数字接收单元每收到一个有效数据采样点，代表时间进位1/x秒；每收到1个数据包，代表时间进位m/(xy)秒；每收到xy/m个数据包，代表时间进位1秒。以此类推，不断累加时间，完成计时功能。
后端信号处理设备本地时间恢复的授时功能描述如下：本地时间恢复时，由授时指令寄存器控制，授时指令寄存器为1时，开始授时。首先，处理器将授时指令寄存器写1，FPGA等到下一个1PPS信号到达时，提取包头中包含的时间信息作为时间初值，进行本地时间设置。设置完成后，FPGA将授时指令寄存器清0，表示授时流程完成。授时完成后，由FPGA依据数据有效信号自动执行计时功能，从授时设置的时间初值开始累加本地时间。授时完成后，计时过程与包头中的时间信息和1PPS信号无关，只与数据包中的有效数据采样点有关。
后端信号处理设备恢复本地时间涉及两种功能，分别为计时功能和授时功能。上电完成配置初始化后，只要检测到有有效数据包到来，自收到第1个数据包开始，FPGA即自动执行计时功能，从0开始累加本地时间，实时存储时间信息，可由处理器读出。
当上位机下发授时指令时，处理器将授时指令寄存器写1，FPGA即开始执行授时功能，授时完成时，授时设置的时间初值将更新计时累加的本地时间。授时完成后，FPGA继续自动执行计时功能，从授时设置的时间初值开始累加本地时间。
在一些实施例中，在接收到上位机下达的新的授时命令后，再次触发所述秒脉冲检测，以重新检测第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号，从重新检测到的第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的新的初始值，在所述本地时间的新的初始值的基础上进行固定值累加，以更新所述后端信号处理设备的本地时间。
由此可见，计时功能是FPGA依据数据有效信号自动执行的，授时功能由外部指令控制执行，授时功能的优先级高于计时功能。执行完授时功能后，在此之前由计时功能累加的本地时间失效，授时设置的时间信息将更新在此之前由计时功能累加的本地时间。
本发明第二方面公开了一种确定后端信号处理设备的本地时间的系统。所述后端信号处理设备基于由前端数据采集设备传输的数据包来确定所述本地时间；图3为根据本发明实施例的一种确定后端信号处理设备的本地时间的系统的结构图；如图3所示，所述系统包括：
在所述前端数据采集设备侧的第一处理单元301，被配置为：
在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备；其中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理；其中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号；
在所述后端信号处理设备侧的第二处理单元302和第三处理单元303：
所述第二处理单元302被配置为，接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；
所述第三处理单元303被配置为，判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
根据本发明第二方面的系统，所述预处理具体包括：通过对所述高频模拟信号进行所述采样处理，获取数字中频信号；通过对所述数字中频信号进行所述数字下变频处理，获取数字基带信号；通过对所述数字基带信号进行所述量化处理，使得经量化后的信号维持在恒定功率；通过对所述经量化后的信号进行所述打包处理，获得所述传输信号。
根据本发明第二方面的系统，所述数据包包括包头部分、数据位部分和校验位部分；其中：所述用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号位于所述包头部分，所述时间信息为周计数信息和周内秒计数信息；所述传输信号位于所述数据位部分；所述校验位部分用于存储校验信息，所述校验信息用于验证所述传输信号的有效性。
根据本发明第二方面的系统，所述校验信息为循环冗余校验码，在判断从所述其他数据包中获取的传输信号的有效性时，获取所述传输信号的m+1个数据位D0-Dm，基于编码长度m+1对数据位D0-Dm之后的数据进行编码，当编码值与所述循环冗余校验码一致时，所述有效性验证通过，否则，所述有效性验证不通过。。
根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元303进一步被配置为，通过对所述本地时间的初始值和累加的各个固定值进行求和，来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元303进一步被配置为，设置所述传输信号具有y比特量化及采样率x次/秒，所述数据包为单包m比特，则每个数据包单次累加的固定值为m/(xy)秒。
根据本发明第二方面的系统，所述第二处理单元302进一步被配置为，在接收到上位机下达的新的授时命令后，再次触发所述秒脉冲检测，以重新检测第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号，从重新检测到的第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的新的初始值，所述第三处理单元303进一步被配置为，在所述本地时间的新的初始值的基础上进行固定值累加，以更新所述后端信号处理设备的本地时间。
本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法中的步骤。
图4为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图；如图4所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信(NFC)或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明第一方面所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法中的步骤。
综上，本发明的技术方案旨在使得后端信号处理设备在不依赖同源时钟的情况下能够进行信号处理、伪距测量和信息恢复，其大大提高了系统的稳定性，降低了后端设备所在场址的系统设计复杂度，节约系统建设成本，并加快了系统研制建设进度。前端采样设备和后端信号处理设备之间不用另接时间频率电缆线，后端信号处理设备解析前端采样设备发送过来的数据包，恢复出本地时间，实现整机的授时和计时功能。使得后端设备所在机房无需时间频率系统支撑，其中的所有数字终端单元也无需额外独立的时间频率系统维持，仅需要自己内部的晶振时间维持，后端设备所在机房的系统布线更加简单，前端设备与后端设备的数据传输损耗更低，传输效率更高。
请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，所述后端信号处理设备基于由前端数据采集设备传输的数据包来确定所述本地时间；所述方法包括：
在所述前端数据采集设备侧：
在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备；
其中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理；
其中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号；
在所述后端信号处理设备侧：
接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；
判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
2.根据权利要求1所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，所述预处理具体包括：
通过对所述高频模拟信号进行所述采样处理，获取数字中频信号；
通过对所述数字中频信号进行所述数字下变频处理，获取数字基带信号；
通过对所述数字基带信号进行所述量化处理，使得经量化后的信号维持在恒定功率；
通过对所述经量化后的信号进行所述打包处理，获得所述传输信号。
3.根据权利要求2所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，所述数据包包括包头部分、数据位部分和校验位部分；其中：
所述用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号位于所述包头部分，所述时间信息为周计数信息和周内秒计数信息；
所述传输信号位于所述数据位部分；
所述校验位部分用于存储校验信息，所述校验信息用于验证所述传输信号的有效性。
4.根据权利要求3所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，所述校验信息为循环冗余校验码，在判断从所述其他数据包中获取的传输信号的有效性时，获取所述传输信号的m+1个数据位D0-Dm，基于编码长度m+1对数据位D0-Dm之后的数据进行编码，当编码值与所述循环冗余校验码一致时，所述有效性验证通过，否则，所述有效性验证不通过。
5.根据权利要求4所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，通过对所述本地时间的初始值和累加的各个固定值进行求和，来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
6.根据权利要求5所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，设置所述传输信号具有y比特量化及采样率x次/秒，所述数据包为单包m比特，则每个数据包单次累加的固定值为m/(xy)秒。
7.根据权利要求6所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法，其特征在于，在接收到上位机下达的新的授时命令后，再次触发所述秒脉冲检测，以重新检测第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号，从重新检测到的第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的新的初始值，在所述本地时间的新的初始值的基础上进行固定值累加，以更新所述后端信号处理设备的本地时间。
8.一种确定后端信号处理设备的本地时间的系统，其特征在于，所述后端信号处理设备基于由前端数据采集设备传输的数据包来确定所述本地时间；所述系统包括：
在所述前端数据采集设备侧的第一处理单元，被配置为：
在每个固定时间间隔内，对采集到的高频模拟信号进行预处理以获取传输信号，所述传输信号以数据包的形式被传输至所述后端信号处理设备；
其中，所述预处理包括采样处理、数字下变频处理、量化处理、打包处理；
其中，所述数据包除所述传输信号外，还包含用于恢复所述后端信号处理设备的本地时间的时间信息和秒脉冲信号；
在所述后端信号处理设备侧的第二处理单元和第三处理单元：
所述第二处理单元被配置为，接收到上位机下达的授时命令后，触发秒脉冲检测，当检测到第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号时，从所述第一个到达所述后端信号处理设备的秒脉冲信号所在的第一数据包中提取出其中的时间信息作为所述后端信号处理设备的本地时间的初始值；
所述第三处理单元被配置为，判断从所述第一数据包后陆续接收到的其他数据包中获取的传输信号的有效性，所述有效性成立时，在所述本地时间的初始值的基础上累加固定值，基于所述本地时间的初始值和不断累加的固定值来确定所述后端信号处理设备的本地时间。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，权利要求1至7中任一项所述的一种确定后端信号处理设备的本地时间的方法中的步骤。
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