警用微基站同步系統(tǒng)的研究.pdf

1、在電子通信飛速發(fā)展的情形下，警用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)其微基站時(shí)鐘的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的要求越來(lái)越高。由于當(dāng)?shù)氐臅r(shí)鐘頻率源，恒溫晶振，雖然在短期能輸出的時(shí)鐘穩(wěn)定，但由于其頻率會(huì)隨著時(shí)間和溫度變化等因素產(chǎn)生漂移現(xiàn)象，這導(dǎo)致其無(wú)法保證輸出時(shí)鐘的精準(zhǔn)度。而GPS接收機(jī)產(chǎn)生的1PPS信號(hào)卻具有良好的頻率準(zhǔn)確度，但其短期穩(wěn)定度差?；谏鲜鲈?，本文設(shè)計(jì)了一種基于馴服和保持技術(shù)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，對(duì)本地時(shí)鐘頻率源采用數(shù)字鎖相環(huán)跟蹤GPS的1PPS信號(hào)對(duì)其進(jìn)行馴服校準(zhǔn)

2、，并且使用自由振蕩模型訓(xùn)練它的頻率漂移特性。當(dāng)系統(tǒng)在GPS信號(hào)由于意外情況短時(shí)間丟失的情況下，根據(jù)自由振蕩模型前期的訓(xùn)練得到的模型去預(yù)測(cè)它的頻率漂移趨勢(shì)，使用預(yù)測(cè)值繼續(xù)調(diào)節(jié)本地時(shí)鐘源的輸出直至GPS信號(hào)恢復(fù)。然后以此方案搭建硬件平臺(tái)并且對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，使同步系統(tǒng)的輸出準(zhǔn)確度能達(dá)到910?量級(jí)，而穩(wěn)定度達(dá)到1110?量級(jí)。
　　本文首先闡述了該時(shí)鐘同步系統(tǒng)對(duì)比其他時(shí)鐘同步系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用價(jià)值。接著對(duì)時(shí)鐘同步系統(tǒng)做總體的設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)指

3、標(biāo)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)中所用到相應(yīng)技術(shù)的原理和背景以及系統(tǒng)方案中各個(gè)模塊的算法設(shè)計(jì)和仿真。然后介紹了在系統(tǒng)在基于FPGA的硬件平臺(tái)上的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程：在馴服模式下，通過(guò)數(shù)字鎖相環(huán)內(nèi)部的鑒相、環(huán)路調(diào)節(jié)，頻率合成以及反饋分頻形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，輸出精確的時(shí)鐘。當(dāng)GPS信號(hào)丟失后，數(shù)字鎖相環(huán)中失去參考輸入信號(hào)導(dǎo)致其環(huán)路無(wú)法工作，恒溫晶振的漂移特性將通過(guò)輸出呈現(xiàn)出來(lái)。此時(shí)系統(tǒng)切換到保持模式的工作狀態(tài)下，自由振蕩模型通過(guò)Kalman濾波算法前期對(duì)此漂