cdma2000-1x系統(tǒng)中GPS時鐘算法

2.參數(shù)選取分析
　　對本文的GPS時鐘自動機狀態(tài)數(shù)n進行討論。我們以MPC 860處理器為例，一個時鐘周期大約為20 ns。計算GPS時鐘時間可能要有以下步驟：
　　(1)清空2S中斷中20ms中斷個數(shù)計數(shù)器，設(shè)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GPS時鐘，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，從串口讀時鐘送到緩沖區(qū)大約需50 ms；
　　(3)從緩沖區(qū)讀GPS時鐘，計算并設(shè)置當前時間，此操作一般需1μs左右；
　　(4)校正GPS時鐘，關(guān)閉GPS時鐘，并將標準輸入/輸出重新定向，此操作一般需60 ns左右。
　　以上任意兩個步驟是不能并行完成的，因此我們?nèi)PS時鐘自動機狀態(tài)數(shù)n為4。由于自動機在終態(tài)S4的開銷時間為60 ns（即中斷處理時間Δ），此時我們的時鐘誤差重新校正為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，此時隨機變量X的數(shù)學期望值EX為1/±1×10-10 =±1×1010。但在GPS設(shè)備的使用過程中時鐘精度會隨設(shè)備的老化或其他因素而進行漂移，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)，總時間為Tw（Tw與q之間確定的參數(shù)m值見表1）,則時間t（單位為天）與時鐘誤差ΔT的關(guān)系如圖7。

根據(jù)圖7我們可以看到時鐘誤差ΔT在q值不同的條件下，將得到不同的時鐘誤差曲線，隨時間的增加時鐘誤差呈線性增長，在一定的時間范圍內(nèi)（如1天），參數(shù)m通常取值為0，時鐘誤差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時鐘的校正周期為1天（一般在凌晨0：00校正時鐘，因為此時cdma2000-1x系統(tǒng)處于閑時），根據(jù)本文提供的算法，GPS時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GPS時鐘的誤差范圍為ΔT∈ (60 ns,90 ns)。

四、存在的問題
　　本文提出的GPS時鐘算法能夠為cdma2000-1x系統(tǒng)提供高精度的GPS軟件時鐘，但也存在若干問題，其中最大問題是此時鐘算法過分依賴于GPS提供的1.25ms中斷與2S中斷，若中斷信號嚴重錯誤，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)定因素而增大時鐘誤差的缺點。根據(jù)本算法，利用2S中斷和20ms中斷相互校正GPS時鐘，可大大提高系統(tǒng)的時鐘精度，增強系統(tǒng)時鐘的抗誤差能力。本文提出的算法正是基于此目的。所得的數(shù)據(jù)表明，當選定時鐘的校正周期為1天時，不管GPS時鐘穩(wěn)定度參數(shù)q值為多少，時鐘誤差均能控制在100 ns范圍內(nèi)，此時鐘精度已滿足cdma000-1x系統(tǒng)時鐘的精度需求。