CN118041442A - 基于光纤授时***的时间频率信号质量检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，本发明涉及信号检测技术领域，解决了只能单纯确定出其信号存在异常，但却无法及时分析其存在异常的原因，导致后期其信号还是出现同类异常的问题，本发明通过分析其时频信号与振荡器曲线之间的变化情况，来识别本信号是单信号异常还是多信号异常；针对于单信号异常，通过分析其内部曲线对应周期内的数值变化，来确定其振荡器是否出现异常；针对于多信号异常，通过分析其曲线与振荡器曲线之间的变化情况，来确定本信号是否受到了外部信号的干扰，通过逐步分析其异常信号的异常情况，采用不同的分析方式，在质量检测过程中，确认其异常原因，使质量检测的全过程覆盖面更广。

Description

基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，具体为基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***。

背景技术

光纤授时***的工作原理是通过光纤传递时间频率信号，这种传递方式具有非常高的准确度和稳定性；它能够实现远距离的时间同步，时间偏差可以小于100皮秒，频率传递稳定度达到非常高的水平。

时间频率信号是描述信号随时间变化的频率特性的一种信号表示方式。它通常涉及到信号在时间域和频率域的分析，以揭示信号的瞬态特征和频率成分随时间的变化趋势。

其时间频率信号在进行质量检测时，一般根据其时间频率信号与对应发生器之间的频率变化，来确定本时频信号是否存在相关异常，但具体的质量检测过程并不全面，只能单纯确定出其信号存在异常，但却无法及时分析其存在异常的原因，导致后期其信号还是出现同类异常，其质量检测过程并不能彻底解决问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，解决了只能单纯确定出其信号存在异常，但却无法及时分析其存在异常的原因，导致后期其信号还是出现同类异常的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，包括：

频率曲线分析端，对振荡器的振荡数据以及时频信号进行接收，并基于振荡数据的具体变化，生成其振荡变化曲线，再基于时频信号的频率变化数值，生成其时频变化曲线，将振荡变化曲线与时频变化曲线进行结合分析，判定此时频信号是否异常，具体方式为：

依据所确定的振荡变化曲线，将走向趋势相反的线段标定对立线段，并将对立线段之间的转折点位标定为波动点，将初始点位作为第一组波动点，依次确认后续曲线所出现的若干组波动点；

确认相邻波动点之间的若干个时间段以及曲线走向，分析时频变化曲线相同时间段内其曲线走向是否一致，若全部一致，则代表此时频信号为正常信号，不进行任何处理，若部分不一致或全部不一致，则代表此时频信号为异常信号，并将不一致区域标记于时频变化曲线内，并执行频率波形分析端；

频率波形分析端，对确定为异常信号的时频变化曲线进行分析，优先确定本时频信号的规律周期，基于规律周期寻找时频变化曲线内与不一致区域存在规律的规律区域，确定本时频信号是单信号异常还是多信号异常，并基于确定结果，执行后续不同的分析终端，具体方式为：

将时频变化曲线的不一致区域标定为异常区域，故剩下的区域就是正常区域；

从正常区域内随机确定本时频变化曲线相邻波动点之间的一组线段，标定为待寻线段，将此待寻线段往前或往后进行水平平移，从本时频变化曲线内寻找距离本待寻线段最接近的一组重合线段，记录重合线段与本待寻线段的初始点，将两组初始点之间的时间周期标定为规律周期；

基于异常区域的初始时间点，依据规律周期，从正常区域内锁定适配时间点，其适配时间点可以为初始时间点加上若干个规律周期或初始时间点减去若干个规律周期，基于异常区域的具体时长，依据所确定的适配时间点，从正常区域内锁定与异常区域存在规律关系的规律区域；

将异常区域与规律区域进行比对，以初始时间点为校准时刻，往后依次确认不同区域相同时刻的频率值，若相同时刻的频率值相同，不进行任何处理，若相同时刻的频率值不同，则记录不同次数C；

将次数C与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，若C≤Y1，则执行单信号异常分析端，若C＞Y1，则执行多信号异常分析端；

单信号异常分析端，接收时频变化曲线，并识别本曲线内所标定的异常区域，并基于异常区域的变化情况，来确定其振荡器是否存在异常，具体方式为：

确认异常区域的存在个数，若只存在一组，则不进行任何处理；

若异常区域存在多组，则将每组异常区域提取出，并将初始时间点作为校准时刻，确认后续相同时刻所产生的频率值是否相同：

若相同时刻所产生的频率值相同，则代表其振荡器存在异常，并生成振荡器异常信号，通过显示端进行显示；

若相同时刻所产生的频率值存在不同的情况，则生成错误信号，通过显示端展示；

多信号异常分析端，接收时频变化曲线，并识别本曲线内所标定的异常区域，并基于异常区域的变化情况，来确定其时频信号是否受到了外部电磁信号的干扰，具体方式为：

基于时频变化曲线所确定的异常区域，从振荡变化曲线确定相同时刻的对比区域；

确认其异常区域内不同时刻所对应的频率值标定为Y_i，将对比区域内不同时刻所对应的频率值标定为D_i，其中i代表不同的时刻；

确认所标定的若干组Y_i是否全部满足：Y_i≥D_i，若全部满足，并直接生成电磁干扰信号，通过显示端进行展示，若不能全部满足，则直接生成错误信号，通过显示端进行展示。

优选的，还包括：

频率调节端，主要针对于时频变化曲线的异常区域，确定其异常频率，再通过调节振荡器的时钟周期，来确定其信号的频率范围；具体方式为：

基于所确定的异常区域，确认此异常区域的最大频率值以及最小频率值，生成异常频率区间；

基于T=1÷F，其中F为信号频率，T为时钟周期，对时钟周期T进行调节，使所确认的信号频率F避开异常频率区间，从而将所确认的时钟周期T的范围作为标准范围，并进行调节。

本发明提供了基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过分析其时频信号与振荡器曲线之间的变化情况，来识别其时频信号是否异常，针对于存在异常的时频信号，再通过确定规律周期，来识别本信号是单信号异常还是多信号异常；

针对于单信号异常，通过分析其内部曲线对应周期内的数值变化，来确定其振荡器是否出现异常；

针对于多信号异常，通过分析其曲线与振荡器曲线之间的变化情况，来确定本信号是否受到了外部信号的干扰，通过逐步分析其异常信号的异常情况，采用不同的分析方式，在质量检测过程中，确认其异常原因，使质量检测的全过程覆盖面更广，所产生的质量检测效果更好；

针对于所确定的异常频率，通过改变其振荡器的时钟周期，来避开信号可能产生的异常频率，从而保障后续所产生的时频信号不会受到相同电磁信号的干扰，保障后续时频信号的整体质量。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，包括频率曲线分析端、频率波形分析端、单信号异常分析端、多信号异常分析端以及频率调节端和显示端；

其中频率曲线分析端与频率波形分析端输入节点电性连接，且频率波形分析端分别与单信号异常分析端以及多信号异常分析端输入节点电性连接，且单信号异常分析端以及多信号异常分析端均与显示端输入节点电性连接，其中频率调节端与多信号异常分析端之间双向连接。

其中，频率曲线分析端，对振荡器的振荡数据以及时频信号进行接收，并基于振荡数据的具体变化，生成其振荡变化曲线，再基于时频信号的频率变化数值，生成其时频变化曲线，将振荡变化曲线与时频变化曲线进行结合分析，判定此时频信号是否异常，具体的，时频信号由振荡器产生，振荡器进行振荡，会产生对应的振荡频率，其振荡频率就是时频信号的传输频率，故基于振荡器在振荡过程中所产生的具体数据，便可辨别所传输的时频信号是否存在异常，进行异常判定；

其中，判定此时频信号是否异常的具体方式为：

依据所确定的振荡变化曲线，将走向趋势相反的线段标定对立线段，并将对立线段之间的转折点位标定为波动点，将初始点位作为第一组波动点，依次确认后续曲线所出现的若干组波动点，其振荡变化曲线横向坐标为时间参数，其竖向坐标为频率参数，其时频变化曲线也一样，所谓波动点，也就是对应曲线内部的转折点，其中一端曲线整体走向处于爬升状时，其曲线的后续曲线整体走向处于下降状，故二者曲线之间的点位就是对应的波动点；

确认相邻波动点之间的若干个时间段以及曲线走向，分析时频变化曲线相同时间段内其曲线走向是否一致，若全部一致，则代表此时频信号为正常信号，不进行任何处理，若部分不一致或全部不一致，则代表此时频信号为异常信号，并将不一致区域标记于时频变化曲线内，并执行频率波形分析端；

具体的，其时频信号与振荡器的频率曲线存在异常时，那么其时频信号在变化时，便与振荡器不相同，其内部的频率便发生了改变，就会导致其对应的时频信号存在问题，故可以通过分析其频率的变化曲线，来确定其时频信号是否存在异常，并执行后续的分析操作。

其中，频率波形分析端，对确定为异常信号的时频变化曲线进行分析，优先确定本时频信号的规律周期，基于规律周期寻找时频变化曲线内与不一致区域存在规律的规律区域，确定本时频信号是单信号异常还是多信号异常，并基于确定结果，执行后续不同的分析终端，其中，进行确定的具体子步骤包括：

将时频变化曲线的不一致区域标定为异常区域，故剩下的区域就是正常区域；

从正常区域内随机确定本时频变化曲线相邻波动点之间的一组线段，标定为待寻线段，将此待寻线段往前或往后进行水平平移，从本时频变化曲线内寻找距离本待寻线段最接近的一组重合线段，记录重合线段与本待寻线段的初始点，将两组初始点之间的时间周期标定为规律周期，具体的，其时频信号在传输过程中，其波形之间是存在规律的，并不是单调的波形，故可以通过所确定的线段，来确定本时频信号在多长时间内重复一次，也就是对应的规律周期；

基于异常区域的初始时间点，依据规律周期，从正常区域内锁定适配时间点，其适配时间点可以为初始时间点加上若干个规律周期或初始时间点减去若干个规律周期，基于异常区域的具体时长，依据所确定的适配时间点，从正常区域内锁定与异常区域存在规律关系的规律区域，具体的，所谓异常区域以及规律区域，可以理解为异常线段以及规律线段，之所以取名为区域，是因为线段涵盖对应的频率以及时间，故确定为区域；

将异常区域与规律区域进行比对，以初始时间点为校准时刻（也就是时刻0），往后依次确认不同区域相同时刻的频率值（也就是后续的“1时刻”，在不同区域内所存在的对应频率值，可能在异常区域内其频率值为3，在规律区域内其频率值为4），若相同时刻的频率值相同，不进行任何处理，若相同时刻的频率值不同，则记录不同次数C，例：若存在一组频率值不同，那么次数C就是1，若存在五组频率值不同，那么次数就是5；

将次数C与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y1一般取值3，若C≤Y1，则执行单信号异常分析端（执行本分析端，主要是辨别本信号是否因振荡器振荡异常所引起，此处并非多此一举，其振荡器的振荡数据为预设数据，并不是实际工作数据，故此处还需要分析其振荡器是否存在振荡异常的情况，若振荡器在振荡时，虽然按照预设数据进行工作，但内部器件存在不适配或其他情况，也会出现振荡异常的情况，从而导致所产生的时频信号出现异常），若C＞Y1，则执行多信号异常分析端，此种情况一般不是振荡器引起，若振荡器持续异常，其振荡器内部的自检***会发现本振荡其未按照其预设数据进行运行，会直接锁定处振荡器异常，故就需要本时频信号在传输过程中，是否受到了外部电磁信号的干扰，所以需要执行多信号异常分析端。

其中，单信号异常分析端，接收时频变化曲线，并识别本曲线内所标定的异常区域，并基于异常区域的变化情况，来确定其振荡器是否存在异常，其确定方式为：

确认异常区域的存在个数，若只存在一组，则不进行任何处理，此种情况代表可能存在某次数值波动，造成时频信号存在异常区域，但是并不影响其整个时频信号的整体质量，不影响对应信号的传输；

若异常区域存在多组，则将每组异常区域提取出，并将初始时间点作为校准时刻（也就是时刻0），确认后续相同时刻所产生的频率值是否相同：

若相同时刻所产生的频率值相同，则代表其振荡器存在异常，并生成振荡器异常信号，通过显示端进行显示；

若相同时刻所产生的频率值存在不同的情况，则生成错误信号，通过显示端展示，代表此类时频信号的异常情况无法识别出，需操作人员人为介入来确定其信号的异常情况。

其中，多信号异常分析端，接收时频变化曲线，并识别本曲线内所标定的异常区域，并基于异常区域的变化情况，来确定其时频信号是否受到了外部电磁信号的干扰，其具体的确定方式包括：

基于时频变化曲线所确定的异常区域，从振荡变化曲线确定相同时刻的对比区域；

确认其异常区域内不同时刻所对应的频率值标定为Y_i，将对比区域内不同时刻所对应的频率值标定为D_i，其中i代表不同的时刻；

确认所标定的若干组Y_i是否全部满足：Y_i≥D_i，若全部满足，则代表此时频信号受到了增强，受到了外部电磁信号的干扰，并直接生成电磁干扰信号，通过显示端进行展示，若不能全部满足，则直接生成错误信号，通过显示端进行展示，代表此类时频信号的异常情况无法识别出，需操作人员人为介入来确定其信号的异常情况。

实施例二

本实施例在具体实施过程中，相比于上述实施例，本实施例主要针对于其光纤授时***的频率调节过程，来确保后续所产生的时频信号不会受到电磁信号的干扰；

其频率调节端，主要针对于时频变化曲线的异常区域，确定其异常频率，再通过调节振荡器的时钟周期，来确定其信号的频率范围，以此完成整个时频信号的频率调节工作；

其具体调节方式为：

基于所确定的异常区域，确认此异常区域的最大频率值以及最小频率值，生成异常频率区间；

基于T=1÷F，其中F为信号频率，T为时钟周期，对时钟周期T进行调节，使所确认的信号频率F避开异常频率区间，从而将所确认的时钟周期T的范围作为标准范围，并进行调节；

具体的，在进行调节处理时，其时钟周期与振荡频率存在对应的换算关系，故通过时频变化曲线内的异常区域，基于对应的频率值，可确定其异常频率区间，其外部电磁信号会对异常频率区间的频率产生干扰，便就需要在产生对应的时频信号时，避开此频率，那么就需要改变其时钟周期的原始范围，以此来改变其信号频率；

综上所述，在进行时频信号的质量检测时，优先确定其信号是否异常，并基于异常情况，进行异常分析，来确定本信号是受到了什么类型的干扰以及具体问题，并基于所确定的结果，作出不同的处理措施，保障后续所产生的时频信号质量达标。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，包括：

频率曲线分析端，对振荡器的振荡数据以及时频信号进行接收，并基于振荡数据的具体变化，生成其振荡变化曲线，再基于时频信号的频率变化数值，生成其时频变化曲线，将振荡变化曲线与时频变化曲线进行结合分析，判定此时频信号是否异常；

频率波形分析端，对确定为异常信号的时频变化曲线进行分析，优先确定本时频信号的规律周期，基于规律周期寻找时频变化曲线内与不一致区域存在规律的规律区域，确定本时频信号是单信号异常还是多信号异常，并基于确定结果，执行后续不同的分析终端；

单信号异常分析端，接收时频变化曲线，并识别本曲线内所标定的异常区域，并基于异常区域的变化情况，来确定其振荡器是否存在异常；

多信号异常分析端，接收时频变化曲线，并识别本曲线内所标定的异常区域，并基于异常区域的变化情况，来确定其时频信号是否受到了外部电磁信号的干扰。

2.根据权利要求1所述的基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，所述频率曲线分析端，判定此时频信号是否异常的具体方式为：

依据所确定的振荡变化曲线，将走向趋势相反的线段标定对立线段，并将对立线段之间的转折点位标定为波动点，将初始点位作为第一组波动点，依次确认后续曲线所出现的若干组波动点；

确认相邻波动点之间的若干个时间段以及曲线走向，分析时频变化曲线相同时间段内其曲线走向是否一致，若全部一致，则代表此时频信号为正常信号，不进行任何处理，若部分不一致或全部不一致，则代表此时频信号为异常信号，并将不一致区域标记于时频变化曲线内，并执行频率波形分析端。

3.根据权利要求1所述的基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，所述频率波形分析端，确定本时频信号是单信号异常还是多信号异常的具体方式为：

将时频变化曲线的不一致区域标定为异常区域，故剩下的区域就是正常区域；

从正常区域内随机确定本时频变化曲线相邻波动点之间的一组线段，标定为待寻线段，将此待寻线段往前或往后进行水平平移，从本时频变化曲线内寻找距离本待寻线段最接近的一组重合线段，记录重合线段与本待寻线段的初始点，将两组初始点之间的时间周期标定为规律周期；

基于异常区域的初始时间点，依据规律周期，从正常区域内锁定适配时间点，其适配时间点可以为初始时间点加上若干个规律周期或初始时间点减去若干个规律周期，基于异常区域的具体时长，依据所确定的适配时间点，从正常区域内锁定与异常区域存在规律关系的规律区域；

将异常区域与规律区域进行比对，以初始时间点为校准时刻，往后依次确认不同区域相同时刻的频率值，若相同时刻的频率值相同，不进行任何处理，若相同时刻的频率值不同，则记录不同次数C；

将次数C与预设值Y1进行比对，其中Y1为预设值，若C≤Y1，则执行单信号异常分析端，若C＞Y1，则执行多信号异常分析端。

4.根据权利要求3所述的基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，所述单信号异常分析端，确定其振荡器是否存在异常的具体方式为：

确认异常区域的存在个数，若只存在一组，则不进行任何处理；

若异常区域存在多组，则将每组异常区域提取出，并将初始时间点作为校准时刻，确认后续相同时刻所产生的频率值是否相同：

若相同时刻所产生的频率值相同，则代表其振荡器存在异常，并生成振荡器异常信号，通过显示端进行显示；

若相同时刻所产生的频率值存在不同的情况，则生成错误信号，通过显示端展示。

5.根据权利要求3所述的基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，所述多信号异常分析端，确定其时频信号是否受到了外部电磁信号的干扰的具体方式为：

基于时频变化曲线所确定的异常区域，从振荡变化曲线确定相同时刻的对比区域；

确认其异常区域内不同时刻所对应的频率值标定为Y_i，将对比区域内不同时刻所对应的频率值标定为D_i，其中i代表不同的时刻；

确认所标定的若干组Y_i是否全部满足：Y_i≥D_i，若全部满足，并直接生成电磁干扰信号，通过显示端进行展示，若不能全部满足，则直接生成错误信号，通过显示端进行展示。

6.根据权利要求1所述的基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，还包括：

频率调节端，主要针对于时频变化曲线的异常区域，确定其异常频率，再通过调节振荡器的时钟周期，来确定其信号的频率范围。

7.根据权利要求6所述的基于光纤授时***的时间频率信号质量检测***，其特征在于，所述频率调节端，调节振荡器的时钟周期的具体方式为：

基于所确定的异常区域，确认此异常区域的最大频率值以及最小频率值，生成异常频率区间；

基于T=1÷F，其中F为信号频率，T为时钟周期，对时钟周期T进行调节，使所确认的信号频率F避开异常频率区间，从而将所确认的时钟周期T的范围作为标准范围，并进行调节。