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)絡系統(tǒng)對其微基站時鐘的準確度和穩(wěn)定度的要求越來越高。由于當?shù)氐臅r鐘頻率源，恒溫晶振，雖然在短期能輸出的時鐘穩(wěn)定，但由于其頻率會隨著時間和溫度變化等因素產(chǎn)生漂移現(xiàn)象，這導致其無法保證輸出時鐘的精準度。而GPS接收機產(chǎn)生的1PPS信號卻具有良好的頻率準確度，但其短期穩(wěn)定度差。基于上述原因，本文設計了一種基于馴服和保持技術的時鐘同步系統(tǒng)，對本地時鐘頻率源采用數(shù)字鎖相環(huán)跟蹤GPS的1PPS信號對其進行馴服校準

2、，并且使用自由振蕩模型訓練它的頻率漂移特性。當系統(tǒng)在GPS信號由于意外情況短時間丟失的情況下，根據(jù)自由振蕩模型前期的訓練得到的模型去預測它的頻率漂移趨勢，使用預測值繼續(xù)調(diào)節(jié)本地時鐘源的輸出直至GPS信號恢復。然后以此方案搭建硬件平臺并且對其進行調(diào)試，使同步系統(tǒng)的輸出準確度能達到910?量級，而穩(wěn)定度達到1110?量級。
　　本文首先闡述了該時鐘同步系統(tǒng)對比其他時鐘同步系統(tǒng)的優(yōu)點和實用價值。接著對時鐘同步系統(tǒng)做總體的設計，包括設計指

3、標、系統(tǒng)設計方案、設計中所用到相應技術的原理和背景以及系統(tǒng)方案中各個模塊的算法設計和仿真。然后介紹了在系統(tǒng)在基于FPGA的硬件平臺上的具體實現(xiàn)過程：在馴服模式下，通過數(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閉環(huán)系統(tǒng)，輸出精確的時鐘。當GPS信號丟失后，數(shù)字鎖相環(huán)中失去參考輸入信號導致其環(huán)路無法工作，恒溫晶振的漂移特性將通過輸出呈現(xiàn)出來。此時系統(tǒng)切換到保持模式的工作狀態(tài)下，自由振蕩模型通過Kalman濾波算法前期對此漂