Szinkronizálása a GPS

De ez a forradalom, korlátozások vannak. Ellentétben kábel rendszerek, ahol a vonalak hozhatók létre, ameddig azok nem az árvíz az egész eget, minden, vezeték nélküli rendszer megköveteli a saját egyedi sávszélesség korlátozott rádióspektrum. A gyakorlati felhasználáshoz ezen spektrum fizikailag korlátozott sávszélességgel több száz kHz akár ezer vagy több megahertz. Ahhoz, hogy a legteljesebb mértékben ki a kiosztott rádiófrekvencia tartomány, kábel nélküli rendszer, óvatosan kell szinkronizálni és órajele. Ez egy nehéz feladat, mivel az időzítés előírhatja mikroszekundum pontossággal bázisállomások található egy nagyon nagy földrajzi területeken.

Szerencsére, van egy rendkívül egyszerű és költséghatékony megoldás formájában a „GPS-órát.” „GPS-óra” - kombinációja a GPS-vevő és a precíziós oszcillátor. GPS korrekciójára alkalmazott (kalibrálás) a generátor, hogy megszüntesse a kis frekvencia eltolás keletkezett. „GPS-óra” lehet szinkronizálni, mint egy időben referencia és egy frekvencia adóvevő és gyakorlatilag hibamentes. Ez elég ahhoz, hogy nyújtsa be a villamos energiát generálnak órajeleket, és így soha nem igényelnek újrakalibrálással. Rendkívül fontos, hogy a jelenlegi figyelem-GPS technológia tömegtermelése termékek piacán autós navigációs rendszerek drasztikusan csökkenti a költségeket GPS-berendezéssel. Ez lehetővé teszi, hogy az integráció a GPS-vevők sok igénylő precíziós időmérő alrendszereket.

Személyhívó jó példája annak megértéséhez, hogy a szinkronizációs időzítés fontos a vezeték nélküli technológia. A legtöbben már valaha küldött vagy fogadott üzenetek. Ez egy egyszerű eljárás. Akkor hívja a pager cég, akkor kérjen egy telefonszámot, és egy üzenetet, és leteszi a telefont. Az üzenet elküldése és a szerencse, a párt választ. Emögött az a tény, hogy minden torony rendszer elküldi ugyanazt az üzenetet egyidejűleg. A rendszer alapja az a tény, hogy a jel eléri a vevőt, ahol ő lehet a szolgáltatási területen, akkor is, ha a vevő hátulján található az épület. Valószínűleg, amikor átveszi az üzenetet, akkor érhetik el a két vagy akár három különböző tornyok. Ha a jelek nincsenek szinkronizálva, az üzenet lehet venni, és kijelentette, két vagy három alkalommal.

Pontosság igénylő lapozás torony csak körülbelül egy mikroszekundum, amely könnyen biztosítja a GPS. Egy tipikus elrendezés továbbítására lapozás rig használ egy „intelligens antenna”: GPS-vevő és antenna egyetlen védett klimatikus hatásoknak blokk. Személyhívó szolgáltatók inkább az ilyen antennák, mert könnyen telepíthető és megbízhatóan működjön a kihívást jelentő rádiófrekvenciás körülmények, lapozás torony.

A költség (kábel - 75 láb) - 2,931 USD

Személyhívó tornyok szinkronizálni lehet minden másodpercben nyers sync (PPS), amelyek a szabványos kimenetre sok GPS-vevőkészülékek. Úgy tűnhet, hogy a GPS pontosság ± 600 ns túl magas ez az alkalmazás, hanem egy másik módja annak, hogy hibamentes és költséghatékony időzítés csak nincs ott.

A költség (kábel - 5 m) - 347 USD

Annak érdekében, hogy a hatékonyság ezt a technikát, két hálózati pont van, hogy nagyon pontos és megbízható időszinkronizáltak. Tekintettel arra, hogy a terjedési sebessége egyenlő a fénysebességgel, hiba meghatározásában idő egy nanoszekundum megfelel egy hiba, ami meghatározza a helyét körülbelül 30 cm. A romlás közötti szinkronizálást tornyok, TDOA-mérések pontatlanná válnak hiperbola „homályos”, és a hiba helyének megfelelően nő. GPS-nappal minden egyes hálózati telep egyszerűen szinkronizálhatja mobilhálózat pontossággal 100 ns vagy 30 m helyre.

A legtöbb felhasználó úgy gondolja, a GPS, mint azt, hogy hol, hanem egy csillagkép 24 műhold - ez is egy kiváló idő esetére. Minden egyes műhold tartalmaz két pár cézium és rubídium atomórák. Ezek kiküszöbölésére atomórák a Földön, és a rendszer folyamatosan kalibrálva a globális idő szabvány - világidő (univerzális idõtõl, UTC). Rádiónavigációs jelek, mint például a GPS, természetesen létre, időjel így elég könnyű használni a GPS-t „atomórák az égen.”

A jelet a Minden műhold nagyon pontos. A mérési pontosság - jobb, mint egy nanoszekundum. légköri modellezési hibák lehet akár 50 ns a készítményben a teljes hiba. Kétségtelen, hogy a legnagyobb hibaforrás - kód letiltva (Selective Availability SA.). Honvédelmi Minisztérium szándékosan rontja a pontosságot a GPS, arra kényszerítve lassan sodródó műholdas órajel frekvencia GPS. Jelenlétében SA, minden műholdas jel hozzuk szinkronizálási hiba egyenlő körülbelül 100 ns (1s), és egy frekvencia hiba megközelítőleg 10 -8. Ennek hiányában SA, szinkronizáció hiba lenne a legjobb, körülbelül 10 ns és frekvenciahibánál közel 10 -10. A jó kilátás az ég, több GPS-vevő átlagosan a hibát SA hét vagy nyolc műhold SA csökkentő hatása csaknem háromszorosa (2. ábra).

A fenti pontosság megfelel az mikroszekundum pontossággal kérés időzítését a személyhívó ipar, a standard GPS-vevőkészülékek adatkimenettel másodpercenként egyszer. Másrészt, az a követelmény, hogy a „ereklye” CDMA technológia sokkal nehezebb műszaki előírásokat a pontosság. Ez nem csupán a magas fokú pontosság a referencia idő, hanem egy nagyon pontos kalibráció frekvenciájú generátor, ami minimalizálja sodródás, ha hosszabb ideig nem GPS jeleket. Az első generációs GPS-nappal használható drága rubidium generátorok, hogy megfeleljen ennek a követelménynek. Rubídium generátorok versenyképes áron eladott körülbelül $ 3000 és rendszeres karbantartást igényelnek és a csere. Mivel CDMA technológia küzd AMPS és TDMA technológiák általános piaci részesedés, az egyes blokkok, hogy benne van a CDMA bázisállomás kell a leginkább versenyképes lehet.

Jelenlétében SA, GPS jel gyenge forrás referencia frekvencia. Még hiányában SA, GPS eredendően stabil ahhoz, hogy a referencia frekvencia CDMA technológia. Nukleáris generátorok és még sok kristály oszcillátor biztosítja rövid időközönként stabilabb aránya, mint a GPS. Azonban minden oszcillátor sodródás, néhány néhány kisebb, mint mások. Végül, még egy bonyolult cézium oszcillátor drift UTC. Ezzel szemben a GPS, mint azt tartják rövid pórázon, és bár kezeléseket végezni rövid oda-vissza, hogy hosszú távon, a rendszer mindig kalibrálva néhány száz ns képest UTC.

GPS-nappal a GPS és a hosszú távú stabilitást kombinálva a jó minőségű, rövid periódusú stabilitását a kvarc (XO) vagy Rubídium (Rb) generátorok. Mint már említettük, ezek a jelgenerátorok többsége nagyon jó minőségű rövid időintervallum, de hajlamos arra, hogy érdekel hosszabb idő alatt. Care is lehet szabályozni a generátor a GPS puha kontroll (3. ábra). Nagyfrekvenciás generátor egy bizonyos időintervallum lehet mérni GPS. A pontosság ez a mérés pontosságát GPS időreferenciához (SA, 100 ns, 1s) osztva az időintervallum átlagolása. Egy időszak néhány percnyi időt, ez a méret annyira durva, hogy nem lehet beállítani az oszcillátor pontosan. Hosszabb időközönként átlagosan alkotó körülbelül 1000 másodperc, a kalibrációs pontosság közeledő 10 -10 (100 ns / 1000). A pontos kalibrálás, a generátor stabilnak kell lennie, vagyis a frekvencia eltolás legyen viszonylag állandó mérési intervallumban.

Jelenlétében a GPS-vevő, szabályozására hosszú távú fenntartását, viszonylag olcsó) különleges gyártási generátor (ovenized, OCXO) ér el a magas szintű mind rövid, mind a hosszú távú stabilitást. A közelmúltban, a kristály oszcillátor gyártók reagáltak igénypont CDMA rendszerek kifejlesztett stabil oszcillátor OCXO- technológia (dupla sütő). Ez a generátor, feltéve, hogy időszakonként be kell állítani a GPS által képes fenntartani azt a frekvenciát, hosszú időközönként hiányában is a GPS-jelek. Az ára alacsonyabb, mint a rubídium oszcillátor, van egy sokkal szélesebb hőmérséklet-tartományban, és lényegesen hosszabb élettartam.

Ez a generátor bekerülési szült a második generációs egyszerűbb és olcsóbb GPS-óráig. A költségek csökkentése és megbízhatóságának javítása rendkívül fontos a sikeres CDMA-rendszer a piacon. Anélkül, gazdaságos szinkronizálás tornyok az egész ország és a világ CDMA-rendszer csak maradt volna egy kísérleti technológia.

Hasonlóan az első generációs GPS-óra, a második órajel előállító használható önálló GPS-vevő, mely olyan jelet másodpercenként (PPS). Ez a PPS-jelet összehasonlítjuk a PPS-jelet kapott a kimeneti OCXO, és a különbség a fázis komparátor által használt mikroprocesszor, hogy ellenőrizzék a OCXO (4. ábra). Ez - képes a projekt, de van egy jobb módja annak, hogy építeni ezt a „csapda”.

A harmadik generációs GPS-nappal folytatódik a trend az árcsökkentésre. A harmadik generációs tervezés, az 5. ábrán látható, OCXO és a GPS-vevő most mereven csatlakoztatott nyomtatott áramköri lap egyetlen. 10 MHz-es frekvencia a különleges (dupla sütő) kvarc oszcillátor közvetlenül használjuk forrásként időzítés a digitális GPS jelfeldolgozó chip és a bemeneti fokozata egy rádiófrekvenciás (RF front end chip). Sőt, egy mikroprocesszor látja el, és a GPS-vevő, és egy óra vezetés. A fejlesztés az első és a második generáció, a pontosság PPS-kimeneti jel 40-100 ns, ami korlátozza a GPS-óra pontossága. A fejlesztés a harmadik generációs, a generátor közvetlenül összehasonlítani a GPS-jel használata nélkül PPS-kimenet, így közelebb elméleti pontosság határértékeket.

A harmadik generációs GPS-karóra is tökéletes elhelyezése a E911 rendszerben. Így nincsenek speciális követelmények a CDMA-használat, így fel lehet használni a kevésbé drága speciális kvarc oszcillátor (egyszeres sütő). Ennek ellenére még mindig nagyon fontos a rendszer megbízhatóságát. B fő kedvezményezettjei GPS-nappal a harmadik generációs nagy megbízhatóságú, lehetővé tette a magas fokú integráció.