随着科学技术的不断进步,全球化之间的交流越来越频繁,对远程时间同步的精度提出了越来越高的要求。现在用于实现全球的远距离时间同步手段主要有有线通信、无线通信和卫星通信。传统的授时方法已经难以满足各方面的要求,双向时间比对系统由于其实时性好,授时精度高的优点在现在得到了广泛的应用,并且技术也越来越成熟。本文就是以双向时间比对算法为基础,设计完成了QPSK通信链路,在QPSK通信链路的基础上搭建完成了双向时间比对时间同步系统的FPGA程序模型。本文首先介绍了双向时间比对算法的算法原理,并建立了数学模型阐述了其算法原理。基于双向时间比对算法原理阐述了双向时间比对系统的设计,重点阐述了总体系统的设计、中心站与外站的时间帧设计、组帧逻辑设计、时间同步间隔的讨论等。接下来本文阐述了QPSK链路的原理和设计要点,包括有成型滤波、定时同步和载波恢复、加扰与解扰、卷积编码与差分编码等设计要点,重点阐述了全数字锁相环的原理和设计要点。其次,本文在QPSK链路基础上完成了其它模块的设计与实现,包括有时间数据处理模块、组帧模块,时间补偿模块等。最后对于整个系统进行了系统测试以查看其性能优劣。对于接收机进行了接收灵敏度测试,查看接收机的性能;对于整个时间同步系统测试了其时间同步精度,借助于示波器测量了两站的秒脉冲误差,以此来查看时间同步系统的同步效果。