CDMA基站基于北斗GPS雙模授時(shí)的試驗(yàn)

1、整理課件CDMACDMA基站基于北斗基站基于北斗/GPS/GPS雙模授時(shí)的原理與應(yīng)用雙模授時(shí)的原理與應(yīng)用整理課件主要內(nèi)容n一、前言n二、北斗系統(tǒng)概況n三、北斗授時(shí)定時(shí)基本原理n四、CDMA基站定時(shí)方案n五、試驗(yàn)原理整理課件一、前言一、前言整理課件1、國(guó)內(nèi)衛(wèi)星授時(shí)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題國(guó)內(nèi)衛(wèi)星授時(shí)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)設(shè)備具有高精度、低成本、覆蓋范圍廣的特衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)設(shè)備具有高精度、低成本、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于通信、電力、交通、宇航、廣播電視、點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于通信、電力、交通、宇航、廣播電視、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域。時(shí)間頻率應(yīng)用和定位計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域。時(shí)間頻率應(yīng)用

2、和定位( (測(cè)量測(cè)量) )應(yīng)用、導(dǎo)航應(yīng)用共同構(gòu)成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三大應(yīng)用方向，應(yīng)用、導(dǎo)航應(yīng)用共同構(gòu)成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三大應(yīng)用方向，具有廣闊的市場(chǎng)前景具有廣闊的市場(chǎng)前景應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域目前，國(guó)內(nèi)各應(yīng)用領(lǐng)域的衛(wèi)星授時(shí)產(chǎn)品均以單目前，國(guó)內(nèi)各應(yīng)用領(lǐng)域的衛(wèi)星授時(shí)產(chǎn)品均以單GPSGPS產(chǎn)品為產(chǎn)品為主，僅有少量的國(guó)產(chǎn)主，僅有少量的國(guó)產(chǎn)GPS/GLONASSGPS/GLONASS雙系統(tǒng)產(chǎn)品、雙系統(tǒng)產(chǎn)品、GPS/GLONASS/GPS/GLONASS/北斗三系統(tǒng)產(chǎn)品和單北斗產(chǎn)品北斗三系統(tǒng)產(chǎn)品和單北斗產(chǎn)品應(yīng)用產(chǎn)品現(xiàn)狀應(yīng)用產(chǎn)品現(xiàn)狀整理課件 1、國(guó)內(nèi)衛(wèi)星授時(shí)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題國(guó)內(nèi)衛(wèi)星授時(shí)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 北斗一號(hào)導(dǎo)

3、航系統(tǒng)投入使用前，通信、電力、交通等基礎(chǔ)行北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)投入使用前，通信、電力、交通等基礎(chǔ)行業(yè)的授時(shí)系統(tǒng)由于沒(méi)有得到自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支撐，被迫形業(yè)的授時(shí)系統(tǒng)由于沒(méi)有得到自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支撐，被迫形成了對(duì)美國(guó)成了對(duì)美國(guó)GPSGPS、俄羅斯、俄羅斯GLONASSGLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完全依賴，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完全依賴，導(dǎo)致其存在潛在的巨大安全隱患，甚至嚴(yán)重影響國(guó)家信息安全導(dǎo)致其存在潛在的巨大安全隱患，甚至嚴(yán)重影響國(guó)家信息安全 主要問(wèn)題二：國(guó)家支持力度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化乏力主要問(wèn)題二：國(guó)家支持力度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化乏力主要問(wèn)題一：對(duì)國(guó)外導(dǎo)航系統(tǒng)依賴性太強(qiáng)，存在嚴(yán)重的安全隱患主要問(wèn)題一：對(duì)國(guó)

4、外導(dǎo)航系統(tǒng)依賴性太強(qiáng)，存在嚴(yán)重的安全隱患 一方面，由于國(guó)家對(duì)北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)民用授時(shí)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)沒(méi)一方面，由于國(guó)家對(duì)北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)民用授時(shí)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)沒(méi)有明確的扶持，導(dǎo)致核心的北斗授時(shí)接收機(jī)的成本與成熟的有明確的扶持，導(dǎo)致核心的北斗授時(shí)接收機(jī)的成本與成熟的GPSGPS授時(shí)接收機(jī)相比還有一定差距，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，國(guó)授時(shí)接收機(jī)相比還有一定差距，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，國(guó)家對(duì)各基礎(chǔ)行業(yè)的安全隱患沒(méi)有嚴(yán)格的強(qiáng)制性控制措施出臺(tái)，各家對(duì)各基礎(chǔ)行業(yè)的安全隱患沒(méi)有嚴(yán)格的強(qiáng)制性控制措施出臺(tái)，各行業(yè)仍傾向于廉價(jià)的行業(yè)仍傾向于廉價(jià)的GPSGPS授時(shí)產(chǎn)品，從而導(dǎo)致投資者對(duì)北斗民用授時(shí)產(chǎn)品，從而導(dǎo)致投資者對(duì)北斗民

5、用授時(shí)市場(chǎng)信心不足授時(shí)市場(chǎng)信心不足整理課件2、利用北斗一號(hào)授時(shí)的必要性利用北斗一號(hào)授時(shí)的必要性 使用自主的北斗一號(hào)進(jìn)行授時(shí)可擺脫對(duì)美國(guó)使用自主的北斗一號(hào)進(jìn)行授時(shí)可擺脫對(duì)美國(guó)GPSGPS、俄羅、俄羅斯斯GLONASSGLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)的過(guò)分依賴，有效消除各基礎(chǔ)行業(yè)由導(dǎo)航系統(tǒng)的過(guò)分依賴，有效消除各基礎(chǔ)行業(yè)由于其授時(shí)系統(tǒng)所帶來(lái)的巨大安全隱患，保障國(guó)家利益、國(guó)家于其授時(shí)系統(tǒng)所帶來(lái)的巨大安全隱患，保障國(guó)家利益、國(guó)家信息安全信息安全維護(hù)國(guó)家信息安全維護(hù)國(guó)家信息安全 推動(dòng)北斗授時(shí)民用產(chǎn)業(yè)化，可促進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)推動(dòng)北斗授時(shí)民用產(chǎn)業(yè)化，可促進(jìn)我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并可獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益展

6、，并可獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)自有基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進(jìn)自有基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展整理課件二、北斗系統(tǒng)概況二、北斗系統(tǒng)概況整理課件（一）第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗一號(hào) 北斗一號(hào)系統(tǒng)已于2000年12月完成研制建設(shè)，并于2002年1月1日投入試運(yùn)行。它的建成，打破了美、俄在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的壟斷，同時(shí)也標(biāo)志著我國(guó)在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破 整理課件1 1、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)組成空間部分：空間部分：由由3 3顆靜止軌道衛(wèi)星顆靜止軌道衛(wèi)星(2(2顆工作、顆工作、1 1顆備份顆備份) )組成組成 定點(diǎn)位置：東經(jīng)定點(diǎn)位置：東經(jīng)8080度、度、110110度、度、140140度度地面應(yīng)用系統(tǒng)：地面應(yīng)用系統(tǒng)：地面

7、控制中心、標(biāo)校系統(tǒng)和各類用戶機(jī)地面控制中心、標(biāo)校系統(tǒng)和各類用戶機(jī)整理課件2 2、基本性能、基本性能基本功能：基本功能：有源導(dǎo)航定位，雙向簡(jiǎn)短有源導(dǎo)航定位，雙向簡(jiǎn)短 報(bào)文通信、授時(shí)定時(shí)報(bào)文通信、授時(shí)定時(shí)定位精度：定位精度：平面位置平面位置 2020米米 100100米米 高高 程程 1010米米定時(shí)精度：定時(shí)精度：?jiǎn)蜗騿蜗?00100nsns，雙向雙向2020nsns通信能力：通信能力：一次可傳輸一次可傳輸120120個(gè)漢字個(gè)漢字北斗北斗1號(hào)號(hào)導(dǎo)航定位衛(wèi)星外形圖導(dǎo)航定位衛(wèi)星外形圖整理課件北斗北斗1號(hào)系統(tǒng)覆蓋區(qū)域號(hào)系統(tǒng)覆蓋區(qū)域整理課件3 3、系統(tǒng)現(xiàn)狀、系統(tǒng)現(xiàn)狀n20022002年年1 1月月1 1

8、日開(kāi)始試運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在衛(wèi)星定位領(lǐng)日開(kāi)始試運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在衛(wèi)星定位領(lǐng)域新的突破域新的突破n20022002年年1212月完成第三顆備份衛(wèi)星的發(fā)射，保障系統(tǒng)全月完成第三顆備份衛(wèi)星的發(fā)射，保障系統(tǒng)全天候不間斷運(yùn)行。至此，北斗一號(hào)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行天候不間斷運(yùn)行。至此，北斗一號(hào)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行n系統(tǒng)可為陸海空用戶提供定位、定時(shí)和雙向簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)系統(tǒng)可為陸海空用戶提供定位、定時(shí)和雙向簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信服務(wù)，文通信服務(wù)，極大地改善了我國(guó)長(zhǎng)期缺乏自主有效的高極大地改善了我國(guó)長(zhǎng)期缺乏自主有效的高精度實(shí)時(shí)定位定時(shí)等手段的局面，可廣泛應(yīng)用于我軍指精度實(shí)時(shí)定位定時(shí)等手段的局面，可廣泛應(yīng)用于我軍指揮作戰(zhàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)

9、領(lǐng)域揮作戰(zhàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域整理課件應(yīng)用終端已形成體系應(yīng)用終端已形成體系n終端分為：手持型、車終端分為：手持型、車載型、指揮型載型、指揮型n各種型號(hào)的終端已廣泛各種型號(hào)的終端已廣泛應(yīng)用于軍隊(duì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)應(yīng)用于軍隊(duì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域整理課件豐富的用戶機(jī)產(chǎn)品豐富的用戶機(jī)產(chǎn)品加固指揮型用戶機(jī)加固指揮型用戶機(jī)嵌入式用戶機(jī)嵌入式用戶機(jī)便攜式用戶機(jī)便攜式用戶機(jī)手持型用戶機(jī)手持型用戶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1U1U機(jī)箱指揮機(jī)機(jī)箱指揮機(jī)用戶機(jī)用戶機(jī)OEMOEM板板整理課件4、應(yīng)用北斗系統(tǒng)的突出優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用北斗系統(tǒng)的突出優(yōu)勢(shì)n自主系統(tǒng)、高強(qiáng)度加密設(shè)計(jì)，安全、可靠、穩(wěn)定，適合涉自主系統(tǒng)、高強(qiáng)度加密設(shè)計(jì)，安全、可

10、靠、穩(wěn)定，適合涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的關(guān)鍵部門應(yīng)用，擺脫對(duì)國(guó)外系統(tǒng)的依賴及國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的關(guān)鍵部門應(yīng)用，擺脫對(duì)國(guó)外系統(tǒng)的依賴性，降低安全隱患性，降低安全隱患n覆蓋中國(guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)，覆蓋中國(guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)，24小時(shí)全天候服務(wù)，無(wú)信小時(shí)全天候服務(wù)，無(wú)信號(hào)盲區(qū)號(hào)盲區(qū) n同時(shí)具備授時(shí)、定位與通訊功能，無(wú)需其他通訊系統(tǒng)支持同時(shí)具備授時(shí)、定位與通訊功能，無(wú)需其他通訊系統(tǒng)支持 n特別適合集團(tuán)用戶大范圍接收信號(hào)進(jìn)行高精度定時(shí)應(yīng)用特別適合集團(tuán)用戶大范圍接收信號(hào)進(jìn)行高精度定時(shí)應(yīng)用 n國(guó)家發(fā)改委準(zhǔn)備在北斗民用領(lǐng)域加大支持力度，政策扶植國(guó)家發(fā)改委準(zhǔn)備在北斗民用領(lǐng)域加大支持力度，政策扶植民用部門民用部門 整理課件溫總理對(duì)

11、本項(xiàng)目的批示反映了國(guó)家政策對(duì)北斗民用的大力支持整理課件 由于北斗一號(hào)是一個(gè)有源定位系統(tǒng)，在實(shí)時(shí)性和由于北斗一號(hào)是一個(gè)有源定位系統(tǒng)，在實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力方面無(wú)法滿足遠(yuǎn)程武器精確制導(dǎo)的要?jiǎng)討B(tài)適應(yīng)能力方面無(wú)法滿足遠(yuǎn)程武器精確制導(dǎo)的要求。在目前嚴(yán)峻的國(guó)家安全形勢(shì)下，為了滿足求。在目前嚴(yán)峻的國(guó)家安全形勢(shì)下，為了滿足“打打贏贏”的要求，有必要盡快建成我國(guó)自主的第二代無(wú)源的要求，有必要盡快建成我國(guó)自主的第二代無(wú)源導(dǎo)航定位系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)前期論證，基本確定了我國(guó)二代導(dǎo)航定位系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)前期論證，基本確定了我國(guó)二代導(dǎo)航系統(tǒng)的功能、性能、框架和技術(shù)體制導(dǎo)航系統(tǒng)的功能、性能、框架和技術(shù)體制 （二）第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（

12、二）第二代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗二號(hào)北斗二號(hào)整理課件1 1、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)組成空間部分：空間部分：多多顆軌道衛(wèi)星顆軌道衛(wèi)星地面運(yùn)控系統(tǒng)：地面運(yùn)控系統(tǒng)：1 1個(gè)地面運(yùn)行控制中心個(gè)地面運(yùn)行控制中心 若干個(gè)上行注入站若干個(gè)上行注入站 若干基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站若干基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站應(yīng)用系統(tǒng)：應(yīng)用系統(tǒng)：各類用戶機(jī)各類用戶機(jī) 若干應(yīng)用增強(qiáng)系統(tǒng)若干應(yīng)用增強(qiáng)系統(tǒng)整理課件 具有連續(xù)無(wú)源實(shí)時(shí)三維定位、測(cè)速能力具有連續(xù)無(wú)源實(shí)時(shí)三維定位、測(cè)速能力 具有雙向簡(jiǎn)短報(bào)文通信（位置報(bào)告）功能具有雙向簡(jiǎn)短報(bào)文通信（位置報(bào)告）功能 具有高精度授時(shí)功能具有高精度授時(shí)功能 具有一定的抗干擾、保密及防欺騙能力具有一定的抗干擾、保密及防欺騙能力2

13、2、主要功能和性能要求、主要功能和性能要求（1 1）主要功能）主要功能整理課件（2 2）主要性能）主要性能服務(wù)范圍：服務(wù)范圍：較之北斗一號(hào)有顯著擴(kuò)展較之北斗一號(hào)有顯著擴(kuò)展定位精度：定位精度：與與GPSGPS相當(dāng)相當(dāng)授時(shí)精度：授時(shí)精度：保留單、雙向定時(shí)功能，且精度上比保留單、雙向定時(shí)功能，且精度上比北斗一號(hào)有進(jìn)一步提高北斗一號(hào)有進(jìn)一步提高短電文通信：短電文通信：滿足導(dǎo)航定位信息交換要求滿足導(dǎo)航定位信息交換要求用戶設(shè)備：用戶設(shè)備：體積小、重量輕、功耗低，滿足手持體積小、重量輕、功耗低，滿足手持和其它各種載體需要和其它各種載體需要 整理課件 二代導(dǎo)航區(qū)域系統(tǒng)建成后，可基本滿足我軍民用戶二代導(dǎo)航區(qū)域系

14、統(tǒng)建成后，可基本滿足我軍民用戶對(duì)無(wú)源導(dǎo)航定位的需求，與近期我軍武器裝備的發(fā)展水對(duì)無(wú)源導(dǎo)航定位的需求，與近期我軍武器裝備的發(fā)展水平也相匹配，同時(shí)，也與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航平也相匹配，同時(shí)，也與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位的需求相適應(yīng)。而且，系統(tǒng)很好地繼承了一代的功定位的需求相適應(yīng)。而且，系統(tǒng)很好地繼承了一代的功能，用戶利益得到了有效的保護(hù)能，用戶利益得到了有效的保護(hù)整理課件三、北斗授時(shí)定時(shí)基本原理三、北斗授時(shí)定時(shí)基本原理整理課件授時(shí)定時(shí)基本原理授時(shí)定時(shí)基本原理nBD-1采用超幀周期幀結(jié)構(gòu)形式向用戶播發(fā)詢問(wèn)信號(hào)，每一超幀采用超幀周期幀結(jié)構(gòu)形式向用戶播發(fā)詢問(wèn)信號(hào)，每一超幀的起始幀定為發(fā)播時(shí)間

15、幀，可為用戶提供授時(shí)定時(shí)服務(wù)的起始幀定為發(fā)播時(shí)間幀，可為用戶提供授時(shí)定時(shí)服務(wù)nBD-1每臺(tái)用戶機(jī)啟用前均需在中心控制系統(tǒng)完成一系列的測(cè)試，每臺(tái)用戶機(jī)啟用前均需在中心控制系統(tǒng)完成一系列的測(cè)試，其中包括設(shè)備的零值測(cè)試。設(shè)備零值測(cè)試主要測(cè)量單向設(shè)備時(shí)其中包括設(shè)備的零值測(cè)試。設(shè)備零值測(cè)試主要測(cè)量單向設(shè)備時(shí)延和雙向設(shè)備時(shí)延延和雙向設(shè)備時(shí)延n單向設(shè)備時(shí)延單向設(shè)備時(shí)延t設(shè)備單設(shè)備單是指信號(hào)在正向傳播（中心控制系統(tǒng)是指信號(hào)在正向傳播（中心控制系統(tǒng)衛(wèi)衛(wèi)星星用戶機(jī)）過(guò)程中所經(jīng)設(shè)備的總時(shí)延用戶機(jī)）過(guò)程中所經(jīng)設(shè)備的總時(shí)延n雙向設(shè)備時(shí)延雙向設(shè)備時(shí)延t設(shè)備雙設(shè)備雙是指信號(hào)在正反向傳播（中心控制系統(tǒng)是指信號(hào)在正反向傳播（中

16、心控制系統(tǒng)衛(wèi)星衛(wèi)星用戶機(jī)用戶機(jī)衛(wèi)星衛(wèi)星中心控制系統(tǒng)）過(guò)程中所經(jīng)設(shè)備的總時(shí)中心控制系統(tǒng)）過(guò)程中所經(jīng)設(shè)備的總時(shí)延延n按照戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，系統(tǒng)的定時(shí)精度為按照戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，系統(tǒng)的定時(shí)精度為20ns、100ns兩檔，兩檔，前者采用雙向定時(shí)法，后者采用單向定時(shí)法前者采用雙向定時(shí)法，后者采用單向定時(shí)法整理課件單向定時(shí)基本原理（單向定時(shí)基本原理（100ns檔）檔） 單向定時(shí)的基本方法是：假設(shè)用戶位于衛(wèi)星單向定時(shí)的基本方法是：假設(shè)用戶位于衛(wèi)星1 1的下行波束覆蓋的下行波束覆蓋區(qū)，用戶接收中心控制系統(tǒng)播發(fā)的時(shí)間幀詢問(wèn)信號(hào)，同時(shí)以區(qū)，用戶接收中心控制系統(tǒng)播發(fā)的時(shí)間幀詢問(wèn)信號(hào)，同時(shí)以本地鐘秒信號(hào)本地鐘秒信號(hào)1

17、 1脈沖脈沖/s/s作開(kāi)門脈沖，以詢問(wèn)信號(hào)相關(guān)峰作關(guān)門作開(kāi)門脈沖，以詢問(wèn)信號(hào)相關(guān)峰作關(guān)門脈沖，測(cè)得脈沖，測(cè)得11： 地面中心地面中心1脈沖脈沖/s n幀幀1脈沖脈沖/s1脈沖脈沖/s1脈沖脈沖/s用戶用戶nt 1單向定時(shí)原理單向定時(shí)原理整理課件則由下式即可求得用戶鐘與中心控制系統(tǒng)時(shí)鐘的鐘差則由下式即可求得用戶鐘與中心控制系統(tǒng)時(shí)鐘的鐘差： =1-nt 式中：式中：nt為幀號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，為幀號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，nt=n31.25(ms)，為信號(hào)的正向傳為信號(hào)的正向傳播時(shí)延：播時(shí)延： =t設(shè)備單設(shè)備單+tR01+tRU1 其中其中t設(shè)備單設(shè)備單值存儲(chǔ)在用戶機(jī)中，其中值存儲(chǔ)在用戶機(jī)中，其中tR01為地面中心

18、至北斗衛(wèi)星的傳輸為地面中心至北斗衛(wèi)星的傳輸時(shí)延，可在北斗衛(wèi)星下行信號(hào)中提取，時(shí)延，可在北斗衛(wèi)星下行信號(hào)中提取，tRU1為北斗衛(wèi)星至用戶終端的傳輸時(shí)為北斗衛(wèi)星至用戶終端的傳輸時(shí)延，需要在用戶端計(jì)算獲得，因此衛(wèi)星星歷誤差、電離層對(duì)流層修正誤差、延，需要在用戶端計(jì)算獲得，因此衛(wèi)星星歷誤差、電離層對(duì)流層修正誤差、以及用戶位置誤差成為制約單向定時(shí)精度的主要誤差源。因衛(wèi)星星歷和傳播以及用戶位置誤差成為制約單向定時(shí)精度的主要誤差源。因衛(wèi)星星歷和傳播修正模型由系統(tǒng)即時(shí)提供，精度較高，因此用戶的修正模型由系統(tǒng)即時(shí)提供，精度較高，因此用戶的位置誤差位置誤差成為單向定時(shí)最成為單向定時(shí)最主要的誤差源。當(dāng)位置誤差小于主

19、要的誤差源。當(dāng)位置誤差小于50米時(shí)，單向定時(shí)精度可優(yōu)于米時(shí)，單向定時(shí)精度可優(yōu)于100ns。整理課件雙向定時(shí)基本原理（雙向定時(shí)基本原理（20ns檔）檔） 雙向定時(shí)的基本方法是：假設(shè)用戶位于衛(wèi)星雙向定時(shí)的基本方法是：假設(shè)用戶位于衛(wèi)星1的下行波束覆蓋的下行波束覆蓋區(qū)，用戶接收中心控制系統(tǒng)播發(fā)的時(shí)間幀詢問(wèn)信號(hào)，然后一方面區(qū)，用戶接收中心控制系統(tǒng)播發(fā)的時(shí)間幀詢問(wèn)信號(hào)，然后一方面測(cè)出第測(cè)出第n幀詢問(wèn)信號(hào)相關(guān)峰到本地鐘整秒信號(hào)幀詢問(wèn)信號(hào)相關(guān)峰到本地鐘整秒信號(hào)1脈沖脈沖/s的時(shí)間間隔的時(shí)間間隔1值，另一方面向中心控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)信號(hào)，由中心控制系統(tǒng)值，另一方面向中心控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)信號(hào)，由中心控制系統(tǒng)測(cè)出信號(hào)

20、的往返時(shí)間測(cè)出信號(hào)的往返時(shí)間2值，并算出該信號(hào)由中心發(fā)出至用戶機(jī)收值，并算出該信號(hào)由中心發(fā)出至用戶機(jī)收到的正向傳播時(shí)延值到的正向傳播時(shí)延值，再發(fā)送給該用戶作為雙向定時(shí)時(shí)延修正，再發(fā)送給該用戶作為雙向定時(shí)時(shí)延修正值：值：地面中心地面中心1脈沖脈沖/sn幀幀1脈沖脈沖/s1脈沖脈沖/s1脈沖脈沖/s用戶用戶nt1雙向定時(shí)原理雙向定時(shí)原理整理課件則用戶可根據(jù)下式求得用戶鐘與中心控制系統(tǒng)時(shí)鐘的鐘差則用戶可根據(jù)下式求得用戶鐘與中心控制系統(tǒng)時(shí)鐘的鐘差： =1-1-nt 式中：式中： 1為用戶定時(shí)終端實(shí)測(cè)值，為用戶定時(shí)終端實(shí)測(cè)值，nt為幀號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)為幀號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間，間，nt=n31.25(ms)，為信號(hào)的正

21、向傳播時(shí)延為信號(hào)的正向傳播時(shí)延 =t設(shè)備單設(shè)備單-（t設(shè)備雙設(shè)備雙-2-t正傳正傳1+t返傳返傳1）/2 其中其中t設(shè)備單、設(shè)備單、t設(shè)備雙均設(shè)備雙均值存儲(chǔ)在北斗地面中心，值存儲(chǔ)在北斗地面中心， t正傳正傳1為信為信號(hào)的正向傳輸時(shí)延，號(hào)的正向傳輸時(shí)延， t返傳返傳1為信號(hào)的返向傳輸時(shí)延。為信號(hào)的返向傳輸時(shí)延。由地面中心算由地面中心算得鐘差得鐘差并發(fā)送給用戶。并發(fā)送給用戶。 因雙向時(shí)延可實(shí)測(cè)獲得，所有修正在中心計(jì)算，因此雙因雙向時(shí)延可實(shí)測(cè)獲得，所有修正在中心計(jì)算，因此雙向定時(shí)可獲得優(yōu)于向定時(shí)可獲得優(yōu)于20ns的定時(shí)精度。的定時(shí)精度。整理課件四、四、CDMA基站定時(shí)方案概要基站定時(shí)方案概要整理課件

22、系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述nCDMA基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSS）的重要功能之一是保持頻率和時(shí)間標(biāo)）的重要功能之一是保持頻率和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，完成時(shí)間和頻率的協(xié)同，提供系統(tǒng)所必需的頻率基準(zhǔn)、精確準(zhǔn)，完成時(shí)間和頻率的協(xié)同，提供系統(tǒng)所必需的頻率基準(zhǔn)、精確定時(shí)、同步基準(zhǔn)和系統(tǒng)時(shí)鐘。定時(shí)、同步基準(zhǔn)和系統(tǒng)時(shí)鐘。n目前國(guó)內(nèi)目前國(guó)內(nèi)CDMA基站的時(shí)間頻率保持標(biāo)準(zhǔn)基本都采用基站的時(shí)間頻率保持標(biāo)準(zhǔn)基本都采用GPS系統(tǒng)來(lái)系統(tǒng)來(lái)定時(shí)，而保持主要靠高穩(wěn)晶振和銣原子鐘。定時(shí)，而保持主要靠高穩(wěn)晶振和銣原子鐘。n在在CDMA建站初期國(guó)外建站初期國(guó)外GPS/GLONASS比較成熟，我國(guó)的授時(shí)導(dǎo)比較成熟，我國(guó)的授時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)正在建設(shè)中，自航系

23、統(tǒng)正在建設(shè)中，自2003年以來(lái)我國(guó)自主的北斗系統(tǒng)投入穩(wěn)年以來(lái)我國(guó)自主的北斗系統(tǒng)投入穩(wěn)定可靠運(yùn)行，各科研院所研發(fā)了一系列授時(shí)、定時(shí)用戶終端，但定可靠運(yùn)行，各科研院所研發(fā)了一系列授時(shí)、定時(shí)用戶終端，但沒(méi)有專門用于沒(méi)有專門用于CDMA基站的授時(shí)設(shè)備?；镜氖跁r(shí)設(shè)備。n2005年年3月航天科技集團(tuán)公司與中國(guó)聯(lián)通公司高層就研發(fā)和裝備月航天科技集團(tuán)公司與中國(guó)聯(lián)通公司高層就研發(fā)和裝備北斗北斗CDMA基站定時(shí)系統(tǒng)達(dá)成一致。基站定時(shí)系統(tǒng)達(dá)成一致。n2005年年4月航天科技集團(tuán)公司責(zé)成航天四創(chuàng)迅速啟動(dòng)該項(xiàng)目。月航天科技集團(tuán)公司責(zé)成航天四創(chuàng)迅速啟動(dòng)該項(xiàng)目。整理課件系統(tǒng)任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)n北斗用于北斗用于CDMA站間時(shí)間同

24、步包括無(wú)線同步和傳輸站間時(shí)間同步包括無(wú)線同步和傳輸（網(wǎng)絡(luò)）同步（網(wǎng)絡(luò)）同步n無(wú)線同步要求：無(wú)線同步要求：nCDMA系統(tǒng)對(duì)無(wú)線定時(shí)要求十分嚴(yán)格：同一信道碼序列時(shí)間系統(tǒng)對(duì)無(wú)線定時(shí)要求十分嚴(yán)格：同一信道碼序列時(shí)間誤差小于誤差小于50nsn同一基站內(nèi)不同信道發(fā)射時(shí)間小于同一基站內(nèi)不同信道發(fā)射時(shí)間小于1usn不同基站導(dǎo)頻發(fā)射時(shí)間小于不同基站導(dǎo)頻發(fā)射時(shí)間小于10usn傳輸（網(wǎng)絡(luò)）同步要求傳輸（網(wǎng)絡(luò)）同步要求n數(shù)據(jù)同步，以高精度北斗授時(shí)系統(tǒng)作為時(shí)鐘基準(zhǔn)，同時(shí)以公數(shù)據(jù)同步，以高精度北斗授時(shí)系統(tǒng)作為時(shí)鐘基準(zhǔn)，同時(shí)以公用數(shù)字同步網(wǎng)的同步基準(zhǔn)作為備用時(shí)鐘基準(zhǔn)用數(shù)字同步網(wǎng)的同步基準(zhǔn)作為備用時(shí)鐘基準(zhǔn) n每個(gè)基站都需使用

25、高精度的時(shí)間基準(zhǔn)參考源每個(gè)基站都需使用高精度的時(shí)間基準(zhǔn)參考源整理課件系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能n北斗用于北斗用于CDMA站間時(shí)間同步主要是給基站提供穩(wěn)定、站間時(shí)間同步主要是給基站提供穩(wěn)定、可靠的時(shí)間頻率基準(zhǔn)?？煽康臅r(shí)間頻率基準(zhǔn)。n接收接收BD廣播的定時(shí)信號(hào)，提取秒信號(hào)并進(jìn)行校正，對(duì)廣播的定時(shí)信號(hào)，提取秒信號(hào)并進(jìn)行校正，對(duì)高穩(wěn)晶振進(jìn)行馴服和時(shí)間保持，利用頻率綜合器產(chǎn)生高穩(wěn)晶振進(jìn)行馴服和時(shí)間保持，利用頻率綜合器產(chǎn)生CDMA所需的各種同源頻率信號(hào)。所需的各種同源頻率信號(hào)。n同時(shí)兼容同時(shí)兼容BD和和GPS兩個(gè)授時(shí)系統(tǒng)，自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)精度兩個(gè)授時(shí)系統(tǒng)，自動(dòng)進(jìn)行信號(hào)精度分析和備份切換分析和備份切換整理課件系統(tǒng)性能指標(biāo)

26、系統(tǒng)性能指標(biāo)nGPS/BD雙模接收天線采用蘑菇頭形式，饋線雙模接收天線采用蘑菇頭形式，饋線30m（可選）；（可選）；n19”1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，同時(shí)兼容標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，同時(shí)兼容BD/GPS兩個(gè)系統(tǒng)；兩個(gè)系統(tǒng)；n輸出信號(hào)頻率準(zhǔn)確度：輸出信號(hào)頻率準(zhǔn)確度：n優(yōu)于優(yōu)于2E-12（高穩(wěn)晶振連續(xù)馴服（高穩(wěn)晶振連續(xù)馴服24h后平均頻率準(zhǔn)后平均頻率準(zhǔn)確度）；確度）；n優(yōu)于優(yōu)于1E-10（高穩(wěn)晶振連續(xù)馴服（高穩(wěn)晶振連續(xù)馴服24h后斷開(kāi)后斷開(kāi)GPS/BD信號(hào)，自動(dòng)保持信號(hào)，自動(dòng)保持24h平均頻率準(zhǔn)確度）平均頻率準(zhǔn)確度）n時(shí)域短期頻率穩(wěn)定度（時(shí)域短期頻率穩(wěn)定度（10MHz）n5E-10/Sn1E-12/Day整理課件系統(tǒng)性能指

27、標(biāo)系統(tǒng)性能指標(biāo)n輸出信號(hào)輸出信號(hào)：n1PPS：TTL電平，電平，50歐姆正極性，脈寬歐姆正極性，脈寬1ms，上升沿上升沿20ns，鎖定狀態(tài)相對(duì)與，鎖定狀態(tài)相對(duì)與UTC精度優(yōu)于精度優(yōu)于100ns，驅(qū)動(dòng)能力，驅(qū)動(dòng)能力10m；nTOD時(shí)間碼信號(hào)：時(shí)間碼信號(hào)：RS232接口，接口，9600-8-N-1，輸，輸出年月日時(shí)分秒及出年月日時(shí)分秒及GPS/BD鎖定信息。鎖定信息。n環(huán)境要求：環(huán)境要求：n電源：交流電源：交流220V/50Hz，DC48Vn工作溫度：工作溫度：-1040 n存放溫度：存放溫度：-1055 整理課件CDMA站間時(shí)間同步總體方案站間時(shí)間同步總體方案n各站獨(dú)立接收衛(wèi)星授時(shí)信號(hào)，自動(dòng)同步

28、到同一時(shí)間基準(zhǔn)，有效控制各站獨(dú)立接收衛(wèi)星授時(shí)信號(hào)，自動(dòng)同步到同一時(shí)間基準(zhǔn)，有效控制時(shí)間精度和保持精度。時(shí)間精度和保持精度。n基站定時(shí)原理基站定時(shí)原理n同時(shí)接收同時(shí)接收GPS和北斗時(shí)，得到時(shí)間基準(zhǔn)和北斗時(shí)，得到時(shí)間基準(zhǔn)1pps信號(hào)信號(hào)n對(duì)對(duì)BD時(shí)和時(shí)和GPS時(shí)進(jìn)行性能選優(yōu)，確定輸出信號(hào)基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)進(jìn)行性能選優(yōu)，確定輸出信號(hào)基準(zhǔn)時(shí)間n根據(jù)根據(jù)1pps信號(hào)用頻率綜合模塊產(chǎn)生同精度的頻率信號(hào)：信號(hào)用頻率綜合模塊產(chǎn)生同精度的頻率信號(hào)：1ppsGPS接收機(jī)接收機(jī)BD接收機(jī)接收機(jī)1pps性能性能選優(yōu)選優(yōu)頻率頻率綜合綜合pp2s19.6608ME1時(shí)鐘時(shí)鐘10.0M整理課件CDMA基站時(shí)間系統(tǒng)方案基站時(shí)間系統(tǒng)方

29、案n采用采用19”1U機(jī)箱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局圖機(jī)箱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局圖（前面（前面板顯示，所有信號(hào)從后面板輸出）板顯示，所有信號(hào)從后面板輸出）接口接口選件選件BD接收機(jī)接收機(jī)GPS接收機(jī)接收機(jī)擴(kuò)展時(shí)鐘擴(kuò)展時(shí)鐘模塊模塊時(shí)鐘性能分析與頻率綜合模塊時(shí)鐘性能分析與頻率綜合模塊前面板前面板整理課件影響定時(shí)精度的關(guān)鍵因素及對(duì)策影響定時(shí)精度的關(guān)鍵因素及對(duì)策n北斗接收天線位置測(cè)量精度北斗接收天線位置測(cè)量精度n基站基站BD天線位置越準(zhǔn)確授時(shí)精度越高，一般情況下天線位天線位置越準(zhǔn)確授時(shí)精度越高，一般情況下天線位置精度置精度10m，定時(shí)精度優(yōu)于，定時(shí)精度優(yōu)于30ns；n基站位置的精確測(cè)量可以利用大地測(cè)量型的基站位置的精確測(cè)

30、量可以利用大地測(cè)量型的GPS接收機(jī)來(lái)接收機(jī)來(lái)完成精確測(cè)量完成精確測(cè)量n時(shí)延校正技術(shù)時(shí)延校正技術(shù)n空中時(shí)延：電離層、對(duì)流層，從衛(wèi)星廣播信息電文中獲得空中時(shí)延：電離層、對(duì)流層，從衛(wèi)星廣播信息電文中獲得并作為參數(shù)進(jìn)行修正并作為參數(shù)進(jìn)行修正n鐘差：從衛(wèi)星廣播信息電文中獲得并作為參數(shù)進(jìn)行改正鐘差：從衛(wèi)星廣播信息電文中獲得并作為參數(shù)進(jìn)行改正n多普勒頻差：系統(tǒng)計(jì)算多普勒多普勒頻差：系統(tǒng)計(jì)算多普勒(包括本地鐘差包括本地鐘差)偏差并進(jìn)行改偏差并進(jìn)行改正正整理課件五、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)原理五、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)原理整理課件外部時(shí)鐘輸入外部時(shí)鐘輸入n目前大部分廠家的目前大部分廠家的BTS都具有外部時(shí)鐘都具有外部時(shí)鐘輸入接口，通過(guò)設(shè)置或自動(dòng)切換，可以輸入接口，通過(guò)設(shè)置或自動(dòng)切換，可以工作在外部時(shí)鐘模式；工作在外部時(shí)鐘模式；整理課件以朗訊公司以朗訊公司BTS為例為例n目前朗訊公