cdma2000-1x系統(tǒng)中GPS時(shí)鐘算法

2.參數(shù)選取分析
　　對(duì)本文的GPS時(shí)鐘自動(dòng)機(jī)狀態(tài)數(shù)n進(jìn)行討論。我們以MPC 860處理器為例，一個(gè)時(shí)鐘周期大約為20 ns。計(jì)算GPS時(shí)鐘時(shí)間可能要有以下步驟：
　　(1)清空2S中斷中20ms中斷個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器，設(shè)置初始狀態(tài)S0，重新定位標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出，使與串口脫離，從而避免標(biāo)準(zhǔn)輸入將輸入的東西截走，此操作一般需60 ns左右；
　　(2)打開GPS時(shí)鐘，設(shè)置串口信息，此操作一般需30 ns左右。設(shè)串口速率為9 600 bit/s，從串口讀時(shí)鐘送到緩沖區(qū)大約需50 ms；
　　(3)從緩沖區(qū)讀GPS時(shí)鐘，計(jì)算并設(shè)置當(dāng)前時(shí)間，此操作一般需1μs左右；
　　(4)校正GPS時(shí)鐘，關(guān)閉GPS時(shí)鐘，并將標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出重新定向，此操作一般需60 ns左右。
　　以上任意兩個(gè)步驟是不能并行完成的，因此我們?nèi)PS時(shí)鐘自動(dòng)機(jī)狀態(tài)數(shù)n為4。由于自動(dòng)機(jī)在終態(tài)S4的開銷時(shí)間為60 ns（即中斷處理時(shí)間Δ），此時(shí)我們的時(shí)鐘誤差重新校正為ΔT ∈(-1.25 ms×m+60 ns,1.25 ms×m+20 ns+10 ns+60 ns)，即ΔT ∈ (-1.25 ms×m+60 ns, 1.25 ms×m+90 ns)。
　　通常情況下q的理論值在±1×10-10，此時(shí)隨機(jī)變量X的數(shù)學(xué)期望值EX為1/±1×10-10 =±1×1010。但在GPS設(shè)備的使用過程中時(shí)鐘精度會(huì)隨設(shè)備的老化或其他因素而進(jìn)行漂移，這是我們必須要考慮的因素。我們假設(shè)最壞情況下值q∈ (±1×10-11,±1×10-8)范圍內(nèi)，總時(shí)間為Tw（Tw與q之間確定的參數(shù)m值見表1）,則時(shí)間t（單位為天）與時(shí)鐘誤差ΔT的關(guān)系如圖7。

根據(jù)圖7我們可以看到時(shí)鐘誤差ΔT在q值不同的條件下，將得到不同的時(shí)鐘誤差曲線，隨時(shí)間的增加時(shí)鐘誤差呈線性增長，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)（如1天），參數(shù)m通常取值為0，時(shí)鐘誤差ΔT在不同的q值下均能保持很小。從此規(guī)律中我們可以選定GPS時(shí)鐘的校正周期為1天（一般在凌晨0：00校正時(shí)鐘，因?yàn)榇藭r(shí)cdma2000-1x系統(tǒng)處于閑時(shí)），根據(jù)本文提供的算法，GPS時(shí)鐘的誤差范圍能控制在較小的范圍內(nèi)，具有非常高的精度。此時(shí)GPS時(shí)鐘的誤差范圍為ΔT∈ (60 ns,90 ns)。

四、存在的問題
　　本文提出的GPS時(shí)鐘算法能夠?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/cdma2000-1x">cdma2000-1x系統(tǒng)提供高精度的GPS軟件時(shí)鐘，但也存在若干問題，其中最大問題是此時(shí)鐘算法過分依賴于GPS提供的1.25ms中斷與2S中斷，若中斷信號(hào)嚴(yán)重錯(cuò)誤，本文提出的算法將不能正常工作。

五、結(jié)束語
　　本文提出了一種新的GPS時(shí)鐘算法，該算法克服了由于GPS硬件中斷的不穩(wěn)定因素而增大時(shí)鐘誤差的缺點(diǎn)。根據(jù)本算法，利用2S中斷和20ms中斷相互校正GPS時(shí)鐘，可大大提高系統(tǒng)的時(shí)鐘精度，增強(qiáng)系統(tǒng)時(shí)鐘的抗誤差能力。本文提出的算法正是基于此目的。所得的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)選定時(shí)鐘的校正周期為1天時(shí)，不管GPS時(shí)鐘穩(wěn)定度參數(shù)q值為多少，時(shí)鐘誤差均能控制在100 ns范圍內(nèi)，此時(shí)鐘精度已滿足cdma000-1x系統(tǒng)時(shí)鐘的精度需求。