cdma2000-1x系統中GPS時(shí)鐘算法

2.參數選取分析
　　對本文的GPS時(shí)鐘自動(dòng)機狀態(tài)數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)數計數器，設置初始狀態(tài)S0，重新定位標準輸入/輸出，使與串口脫離，從而避免標準輸入將輸入的東西截走，此操作一般需60 ns左右；
　　(2)打開(kāi)GPS時(shí)鐘，設置串口信息，此操作一般需30 ns左右。設串口速率為9 600 bit/s，從串口讀時(shí)鐘送到緩沖區大約需50 ms；
　　(3)從緩沖區讀GPS時(shí)鐘，計算并設置當前時(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，并將標準輸入/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，因此我們取GPS時(shí)鐘自動(dòng)機狀態(tài)數n為4。由于自動(dòng)機在終態(tài)S4的開(kāi)銷(xiāo)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)隨機變量X的數學(xué)期望值EX為1/±1×10-10 =±1×1010。但在GPS設備的使用過(guò)程中時(shí)鐘精度會(huì )隨設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。我們假設最壞情況下值q∈ (±1×10-11,±1×10-8)范圍內，總時(shí)間為T(mén)w（Tw與q之間確定的參數m值見(jiàn)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(xiàn)，隨時(shí)間的增加時(shí)鐘誤差呈線(xiàn)性增長(cháng)，在一定的時(shí)間范圍內（如1天），參數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，因為此時(shí)cdma2000-1x系統處于閑時(shí)），根據本文提供的算法，GPS時(shí)鐘的誤差范圍能控制在較小的范圍內，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(wèn)題
　　本文提出的GPS時(shí)鐘算法能夠為cdma2000-1x系統提供高精度的GPS軟件時(shí)鐘，但也存在若干問(wèn)題，其中最大問(wèn)題是此時(shí)鐘算法過(guò)分依賴(lài)于GPS提供的1.25ms中斷與2S中斷，若中斷信號嚴重錯誤，本文提出的算法將不能正常工作。

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