單風(fēng)云



摘要:傳統(tǒng)的被動(dòng)式定位,時(shí)鐘同步采用空口同步技術(shù),這樣在小區(qū)信號(hào)覆蓋不好或者同頻干擾嚴(yán)重的地方,同步性能急劇惡化,導(dǎo)致定位效率大大降低。基于5G的無(wú)線定位時(shí)間同步系統(tǒng),為了克服上述場(chǎng)景的缺陷,將空口同步技術(shù)與GNSS授時(shí)技術(shù)相結(jié)合,借助無(wú)線通信模塊,將室內(nèi)定位系統(tǒng)與室外定位系統(tǒng)同步組網(wǎng),協(xié)同定位,提升了在復(fù)雜場(chǎng)景的定位效率。
關(guān)鍵詞: 無(wú)線定位; 同步; 衛(wèi)星授時(shí); 無(wú)線數(shù)傳
中圖分類號(hào):TN929.531? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-3044(2021)06-0032-03
Abstract:In the traditional passive positioning, the clock synchronization adopts the air port synchronization technology. In this way, when the cell signal coverage is not good or the same frequency interference is serious, the synchronization performance deteriorates rapidly, which leads to the greatly reduced positioning efficiency. Based on 5g wireless positioning time synchronization system, in order to overcome the defects of the above scenarios, the air port synchronization technology and GNSS time service technology are combined. With the help of wireless communication module, the indoor positioning system and outdoor positioning system are synchronized to form a network and coordinate positioning, which improves the positioning efficiency in complex scenes.
Key words:wireless location; synchronization; satellite time service; wireless data transmission
1 引言
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速增加,人們對(duì)定位與導(dǎo)航的需求日益增大,尤其在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境,如機(jī)場(chǎng)大廳、商場(chǎng)、圖書館、地下停車場(chǎng)、礦井、火災(zāi)等環(huán)境中,常常需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)施與物品在室內(nèi)的位置信息。從1G到4G都有定位技術(shù),但是現(xiàn)有的通信網(wǎng)設(shè)計(jì)原則、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、信號(hào)的檢測(cè)都只能滿足通信需要,其中的很多原則都是和與定位需求是不一致的,本質(zhì)上無(wú)法提供亞米級(jí)室內(nèi)定位的能力。為了適應(yīng)高精度室內(nèi)定位的需求,5G是首次將定位服務(wù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)之一的移動(dòng)通信系統(tǒng)。5G定位系統(tǒng)將是一個(gè)包含廣域覆蓋網(wǎng)、超密集組網(wǎng)(UDN)、專有無(wú)線系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)等多種定位網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的異構(gòu)定位系統(tǒng),因此5G高精度室內(nèi)定位技術(shù)架構(gòu)必然是一個(gè)異構(gòu)定位架構(gòu)。本文主要探討基于5G的室內(nèi)人員被動(dòng)式定位系統(tǒng)場(chǎng)景中,通過(guò)將多種定位技術(shù)融合在一起的、全面的、系統(tǒng)的、層次化的融合定位時(shí)鐘同步系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)。
2 現(xiàn)有的時(shí)間同步方案
被動(dòng)式目標(biāo)定位(passive objective positioning)是在進(jìn)行目標(biāo)定位時(shí),利用基站或者手機(jī)終端發(fā)射的信號(hào),而不需在測(cè)量地區(qū)范圍內(nèi)自行布設(shè)偽基站,進(jìn)行目標(biāo)定位的方法。在定位配套的軟件中嵌入的2D/3D地圖上可以查看被定位目標(biāo)的實(shí)時(shí)位置、移動(dòng)軌跡、進(jìn)出某區(qū)域的時(shí)間、停留時(shí)間等數(shù)據(jù),從而為消防救援、應(yīng)急疏散、抗震救災(zāi)提供重要的信息。在歷代的移動(dòng)通信系統(tǒng)中,所有的被動(dòng)式定位設(shè)備,由于無(wú)法接入骨干網(wǎng)或者回程網(wǎng),5G基站通用的傳輸1588V2高精度信號(hào)的時(shí)間同步方案不可采用。基于TD-LTE的授時(shí)信號(hào)從基站的空口發(fā)出,只要LTE被動(dòng)式定位設(shè)備在基站無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)便可獲得LTE的授時(shí)信號(hào)。被動(dòng)式定位設(shè)備在和基站同步過(guò)程中,首先完成幀邊界的同步,然后解調(diào)物理廣播信道的信息,找出第1個(gè)無(wú)線幀,恢復(fù)出1-PPS信號(hào),并從基站得到發(fā)射提前量參數(shù),利用該參數(shù)補(bǔ)償信道傳輸?shù)臅r(shí)延,從而完成精確的時(shí)間同步過(guò)程。其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步方式,與TDD-LTE的原理大致類似。
3 被動(dòng)式時(shí)間同步方案設(shè)計(jì)
3.1 傳統(tǒng)被動(dòng)式定位系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)
在傳統(tǒng)的被動(dòng)式定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,室外定位設(shè)備與室內(nèi)定位設(shè)備獨(dú)立作業(yè),互不共享信息。被動(dòng)式定位設(shè)備,既不需要和基站、終端進(jìn)行信息交互,也不需要解析業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù),因而從同步精度、實(shí)時(shí)性方面要求低點(diǎn)。2G/3G/4G被動(dòng)式定位設(shè)備,平均作業(yè)時(shí)間短,頻率低,時(shí)鐘頻率漂移對(duì)定位系統(tǒng)影響不大。傳統(tǒng)的時(shí)鐘同步設(shè)計(jì),采用空口同步方案:即使用普通的恒溫晶振分頻得到FPGA的采樣時(shí)鐘,F(xiàn)PGA采集空口的基帶數(shù)據(jù),然后通過(guò)RapidIO接口傳輸給DSP,DSP利用自己的高速運(yùn)算優(yōu)勢(shì),完成相關(guān)同步算法的定點(diǎn)實(shí)現(xiàn),搜索到無(wú)線幀頭位置;接著,被動(dòng)式定位系統(tǒng)完成廣播消息和系統(tǒng)消息的解析,如果物理層的比特流crc校驗(yàn)通過(guò),可確定同步成功;后期,通過(guò)跟蹤算法對(duì)獲取的同步進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù),在中高信噪比的環(huán)境中,保持穩(wěn)定同步,在低信噪比中,同步可維持幾十個(gè)子幀的時(shí)間。傳統(tǒng)的時(shí)鐘設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單獨(dú)立,可以滿足大部分場(chǎng)景對(duì)定位的需求。但對(duì)于終端處于室外無(wú)線網(wǎng)與室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)交匯處,或者無(wú)線信號(hào)質(zhì)量低下會(huì)出現(xiàn)由于同步跟蹤丟失,從而定位效率大大降低的情況,因此優(yōu)化時(shí)鐘設(shè)計(jì)顯得意義重大。
3.2 改進(jìn)的被動(dòng)式定位系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)
5G信號(hào)頻率較高,衰減較大,穿透能力較差,導(dǎo)致室外宏站覆蓋距離近,室內(nèi)采用小基站進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋。5G使用的毫米波,采樣時(shí)鐘對(duì)頻率更敏感,從而要求本地時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘偏差不超過(guò)一定范圍,如果不能保證精準(zhǔn)的時(shí)鐘同步,將導(dǎo)致嚴(yán)重的互干擾,甚至影響定位系統(tǒng)的正常工作。目前eMBB的5G網(wǎng)絡(luò)是TDD系統(tǒng),采用時(shí)分復(fù)用技術(shù),是嚴(yán)格的時(shí)鐘同步系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件,本文提出了基于5G的室內(nèi)外定位設(shè)備切實(shí)可行的時(shí)鐘同步方案。
基于5G的被動(dòng)式定位時(shí)鐘設(shè)計(jì)系統(tǒng)有如下兩點(diǎn)變化:一是將室外定位設(shè)備與室內(nèi)定位設(shè)備當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)處理,協(xié)作定位。協(xié)作定位利用位置未知節(jié)點(diǎn)間的測(cè)量信息獲得節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置信息,相鄰節(jié)點(diǎn)之間都可以相互通信并且能夠提供有效的參數(shù),充分利用節(jié)點(diǎn)資源,擴(kuò)大定位范圍。二是將空口同步方案與內(nèi)置GNSS同步方案有機(jī)結(jié)合。單獨(dú)采用空口同步技術(shù),當(dāng)信號(hào)質(zhì)量比較好的時(shí)候,系統(tǒng)可以維持穩(wěn)定的同步狀態(tài),當(dāng)信號(hào)質(zhì)量稍微惡化,或者處于小區(qū)邊界信道變化劇烈時(shí),系統(tǒng)就會(huì)陷入同步失步的死循環(huán)中,無(wú)法正常定位。單獨(dú)采取GNSS信號(hào)授時(shí),對(duì)于室內(nèi)覆蓋這樣的場(chǎng)景,由于衛(wèi)星信號(hào)較弱,輸出的1-pps信號(hào)跳變劇烈,晶振只依賴秒脈沖信號(hào)分頻,整個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。因此,無(wú)線定位技術(shù)與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合,室內(nèi)外定位設(shè)備當(dāng)作一個(gè)整體,同步信息共享既可以提供較好的精度和響應(yīng)速度,又可以覆蓋較廣的范圍,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的、精確的定位。
3.2.1 空口同步技術(shù)與GNSS授時(shí)技術(shù)相結(jié)合方案
將空口同步技術(shù)與GNSS授時(shí)技術(shù)相結(jié)合的原理如下圖:主要有GPS接收模塊或者北斗接收模塊、FPGA采集控制模塊、DSP基帶運(yùn)算模塊、D/A模塊和壓控晶振模塊五個(gè)塊組成。GPS接收模塊或者北斗接收模塊用于輸出標(biāo)準(zhǔn)的1-pps脈沖信號(hào),F(xiàn)PGA采集控制模塊使用本地晶振分頻100Khz的信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)比,從而調(diào)整100Khz以上的頻偏,同時(shí)FPGA采集控制模塊將采集的基帶數(shù)據(jù)傳輸給DSP基帶運(yùn)算模塊,DSP運(yùn)用自己的高速運(yùn)算能力,采用同步信號(hào)或者參考信號(hào)計(jì)算100Khz以內(nèi)的頻偏,并將頻率調(diào)整值傳遞給FPGA采集控制模塊,F(xiàn)PGA采集控制模塊將頻率粗調(diào)制或精調(diào)值傳遞給D/A轉(zhuǎn)換模塊, 最后D/A轉(zhuǎn)換模塊將得到的結(jié)果去修正本地晶振頻率的控制電壓,從而克服隨著時(shí)間的漂移而產(chǎn)生的頻率漂移。
DSP基帶運(yùn)算模塊,在完成小區(qū)搜索以后,可通過(guò)小區(qū)參考信號(hào)來(lái)做頻率的微調(diào)。在進(jìn)行頻率調(diào)整時(shí),可以通過(guò)多個(gè)無(wú)線幀,平滑濾波,剔除抖動(dòng)較大的樣本,避免干擾帶來(lái)的誤測(cè)。同時(shí),在控制調(diào)整晶振的時(shí)間間隔方面,可結(jié)合多種策略,綜合考慮。比如,頻率偏移值不大時(shí),可累計(jì)到下個(gè)時(shí)鐘調(diào)整周期,頻率偏移值過(guò)大時(shí),不應(yīng)一步到位,可采取最大的頻率偏移值,多次分步調(diào)整,逐漸趨近計(jì)算值。同時(shí),當(dāng)GPS信號(hào)覆蓋較弱,時(shí)鐘抖動(dòng)加大時(shí),而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)質(zhì)時(shí),可通過(guò)同步信號(hào)進(jìn)行頻率的粗調(diào),接著再用參考信號(hào)進(jìn)行微調(diào)。總之, 空口同步技術(shù)與GNSS授時(shí)技術(shù)相結(jié)合同步方案,在FPGA和DSP上實(shí)現(xiàn),集成度高,系統(tǒng)體積小,而且提高了測(cè)量分辨率。與單一的同步授時(shí)同步方案對(duì)比,衛(wèi)星授時(shí)和空口同步相結(jié)合的方案,波對(duì)時(shí)鐘抖動(dòng)和較大的跳變點(diǎn)都有很好的抑制作用。
3.2.2 室內(nèi)外定位系統(tǒng)協(xié)同工作方案
室內(nèi)外定位系統(tǒng)協(xié)同工作方案是在室外定位設(shè)備與室內(nèi)定位設(shè)備之間交換數(shù)據(jù),減輕不同定位設(shè)備之間由于多徑、建筑物阻擋而產(chǎn)生的無(wú)線信號(hào)差異較大的影響,使得室內(nèi)外定位設(shè)備即使在其中一個(gè)設(shè)備信號(hào)很弱甚至丟失的條件下,也可實(shí)現(xiàn)較高的同步精度,提升定位效率。具體原理圖如圖2。
首先,室內(nèi)定位設(shè)備與室外定位設(shè)備,同時(shí)引入GNSS信號(hào)。系統(tǒng)中室內(nèi)外定位設(shè)備均各自獨(dú)立地接收GPS衛(wèi)星信號(hào), 提取出定時(shí)時(shí)刻基準(zhǔn)和頻率基準(zhǔn)信號(hào);另外,室內(nèi)外定位設(shè)備采集空口基站信號(hào),提取同步信號(hào),完成無(wú)線幀同步。其次,室外定位設(shè)備引入網(wǎng)口,通過(guò)以太網(wǎng)接口與NTP服務(wù)器對(duì)接,完成UTC時(shí)間同步。最后,室內(nèi)外定位設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙,數(shù)傳,移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)三種模式進(jìn)行無(wú)線組網(wǎng)。室內(nèi)外定位系統(tǒng)的核心要點(diǎn)主要是三個(gè)方面。
1)GNSS與空口同步信息融合
GNSS與空口同步信息融合可從兩個(gè)維度進(jìn)行考慮:其一,對(duì)于單獨(dú)的某一個(gè)定位設(shè)備而言,對(duì)于同一個(gè)基站的所有小區(qū),選擇信號(hào)質(zhì)量最優(yōu)的小區(qū),然后參照GNSS的信號(hào)對(duì)晶振進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于信號(hào)質(zhì)量較差或者信號(hào)劇烈跳變的小區(qū),僅僅依賴空口信號(hào)維持同步,信息量不夠。可記錄每一個(gè)GPS測(cè)量時(shí)刻,各個(gè)小區(qū)的傳輸幀頭位置,并統(tǒng)計(jì)出每個(gè)頻點(diǎn)的鄰小區(qū)與主小區(qū)的同步點(diǎn)偏差,在信號(hào)質(zhì)量較好的時(shí)候,統(tǒng)計(jì)同一個(gè)基站的每個(gè)小區(qū)的同步點(diǎn)變化規(guī)律,當(dāng)小區(qū)信號(hào)惡化時(shí),可以根據(jù)推算的模型,智能估算出同步點(diǎn)調(diào)整幅度,從而保持較長(zhǎng)時(shí)間的下行同步。
其二:對(duì)于室內(nèi)外組成的一體化網(wǎng)絡(luò),室內(nèi)定位設(shè)備GNSS信號(hào)較弱,室內(nèi)覆蓋較室外覆蓋,一般弱化很多。鑒于此,室內(nèi)定位設(shè)備為了保持較高的定位效率,室外定位設(shè)備可將GPS的接收時(shí)刻某個(gè)小區(qū)無(wú)線幀號(hào)和子幀號(hào)、同步點(diǎn)記錄下來(lái),并將此信息打包通過(guò)無(wú)線通道傳輸給室內(nèi)設(shè)備,室內(nèi)定位設(shè)備可以保存一張列表,記錄最近的所有小區(qū)的無(wú)線幀號(hào),子幀號(hào)及其同步點(diǎn)。當(dāng)接收到室外設(shè)備的信息時(shí),從小區(qū)信息記錄表中查找相同小區(qū),相同的無(wú)線幀號(hào)的同步點(diǎn),并經(jīng)過(guò)訓(xùn)練算法,得出室內(nèi)小區(qū)相對(duì)于室外相同小區(qū)的變化曲線,后期,室內(nèi)小區(qū)惡化時(shí),可參考室外小區(qū)進(jìn)行同步點(diǎn)調(diào)整。
2)NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間模塊引入
由于定位設(shè)備相互之間共享定位信息,定位信息需要攜帶時(shí)間戳,這樣才能淘汰落后的信息,使用最新的信息。同時(shí),系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,需要記錄各種日志,記錄定位系統(tǒng)各部件的運(yùn)行情況,通過(guò)它可以檢查錯(cuò)誤發(fā)生的原因,復(fù)原現(xiàn)場(chǎng),從而輔助開(kāi)發(fā)者解決系統(tǒng)問(wèn)題。室外定位設(shè)備可以通過(guò)GNSS或者精度較高的NTP的服務(wù)器,獲取UTC時(shí)間,同時(shí)也作為NTP服務(wù)器,為室內(nèi)定位設(shè)備授時(shí)。
GNSS BDS/GPS雙模接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)并輸出NMEA0183協(xié)議語(yǔ)句和秒脈沖(PPS)信號(hào),F(xiàn)PGA模塊利用衛(wèi)星輸出的秒脈沖信號(hào)提取定時(shí)時(shí)刻的基準(zhǔn), ARM模塊上面移植開(kāi)源的NTP的C軟件,將NMEA0183語(yǔ)句的時(shí)間信息作為基準(zhǔn),并利用FPGA傳遞過(guò)來(lái)的PPS信號(hào)減小時(shí)間誤差。FPGA模塊上面掛載網(wǎng)口驅(qū)動(dòng),這樣NTP的報(bào)文可以通過(guò)ARM傳遞到FPGA,F(xiàn)PGA通過(guò)網(wǎng)口與外界的以太網(wǎng)互聯(lián)。
3)室內(nèi)外定位設(shè)備組網(wǎng)特點(diǎn)
在室內(nèi)網(wǎng)與室外網(wǎng)相交區(qū)域,可能因?yàn)榻K端不停地切換小區(qū),導(dǎo)致定位能量上報(bào)不連續(xù)。此時(shí),可以通過(guò)室內(nèi)外定位設(shè)備交換下行解析信息,補(bǔ)償信號(hào)被遮擋而丟失的信息,仍然保證高精度的下行時(shí)間同步;室內(nèi)外定位設(shè)備只能通過(guò)無(wú)線通道傳遞信息,無(wú)線傳輸?shù)姆绞娇刹捎萌缦氯N:藍(lán)牙、數(shù)傳或者移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),如圖4所示。
設(shè)計(jì)三個(gè)通道,互為備用。近距離,遮擋比較少的,信號(hào)可直達(dá),藍(lán)牙傳輸就可以滿足需求。而中距離,建筑物遮擋比較嚴(yán)重,無(wú)線信號(hào)衰減較快,可以采用數(shù)傳模塊;遠(yuǎn)距離,超過(guò)了數(shù)傳的極限傳輸距離,此時(shí)可采用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量來(lái)共享信息。總之,當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不夠好的地方,有數(shù)傳或者藍(lán)牙進(jìn)行信息的補(bǔ)充覆蓋。三者完美結(jié)合,互為主備。
3.2.3 優(yōu)化場(chǎng)景提升
室內(nèi)外定位設(shè)備共享下行小區(qū)同步的信息包括頻點(diǎn)、小區(qū)ID、無(wú)線幀號(hào)、子幀號(hào)、同步點(diǎn)的位置;上行終端導(dǎo)頻發(fā)射的同步點(diǎn)位置信息包括頻點(diǎn)、小區(qū)ID、無(wú)線幀號(hào)、子幀號(hào)。這些共享信息可以做到如下場(chǎng)景的定位:
場(chǎng)景一:對(duì)于時(shí)分系統(tǒng)同頻小區(qū),室外小區(qū)A,由于GPS信號(hào)和信道質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì),從而同步效果好,下行同步點(diǎn)穩(wěn)定。對(duì)于室內(nèi)定位設(shè)備,小區(qū)B是小區(qū)A的同頻鄰區(qū),GPS信號(hào)較好,但是無(wú)線信道質(zhì)量較差,但是定位終端駐留在小區(qū)B上。小區(qū)B可以通過(guò)空口同步技術(shù),在信號(hào)質(zhì)量好的一段時(shí)間內(nèi)同步上,后面同步跟蹤時(shí),可以結(jié)合小區(qū)A的同步點(diǎn)變化規(guī)律粗調(diào)小區(qū)B的同步點(diǎn)位置,然后通過(guò)小區(qū)B的GPS秒脈沖信號(hào)和小區(qū)A的GPS秒脈沖信號(hào)的相對(duì)時(shí)間差,換算成定位系統(tǒng)的時(shí)域同步點(diǎn)偏差,然后精確調(diào)整小區(qū)B的同步點(diǎn)位置。一旦,小區(qū)B同步上了,后面就算信道質(zhì)量變化惡劣,定位系統(tǒng)也可以在半個(gè)小時(shí)以內(nèi)保持較高的同步跟蹤,從而為終端定位奠定基礎(chǔ)。
場(chǎng)景二:對(duì)于同頻小區(qū),室外小區(qū)A,GPS信號(hào)和無(wú)線信道質(zhì)量?jī)?yōu)異,定位終端在室內(nèi),但駐留在小區(qū)A上。室內(nèi)定位設(shè)備從室外移動(dòng)到室內(nèi),由于室內(nèi)是小區(qū)A覆蓋的邊緣位置,信號(hào)強(qiáng)度低,所以進(jìn)入室內(nèi)后,室內(nèi)定位設(shè)備在GPS信號(hào)的輔助下,可以維持一段時(shí)間同步,這樣定位系統(tǒng)就可以維持上行同步點(diǎn)的位置。室內(nèi)定位設(shè)備由于信道質(zhì)量差,無(wú)法解析基站給目標(biāo)分配的上行資源,但室外定位設(shè)備可以解析基站給目標(biāo)分配的資源。室外定位設(shè)備,通過(guò)藍(lán)牙,數(shù)傳,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)給室內(nèi)定位設(shè)備,這樣室內(nèi)定位設(shè)備就算下行解析失敗,也不影響室內(nèi)定位。
場(chǎng)景三:5G上行是SC-FDMA波形,那么通過(guò)RSS算法計(jì)算終端導(dǎo)頻能量時(shí),同頻干擾的情況偶爾出現(xiàn),對(duì)定位造成誤導(dǎo)。室內(nèi)外定位設(shè)備協(xié)同工作時(shí),可以通過(guò)頻域的資源索引位置,相互參照,從而排除同頻干擾的情況。對(duì)于終端處于在多個(gè)小區(qū)跳變的場(chǎng)景,室內(nèi)外相互共享下行解析的信息,增大下行捕獲的概率,從而提高定位的效率。
4 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)的基于5G無(wú)線定位系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步系統(tǒng)設(shè)計(jì),在原有的定位設(shè)備上,增加了GNSS的接收模塊,給本地晶振提供一個(gè)高精度的時(shí)鐘源,通過(guò)DSP從基帶數(shù)據(jù)中估算出頻率偏差,引入時(shí)延補(bǔ)償機(jī)制,以修正無(wú)線傳播多路徑造成的時(shí)延偏差,提高授時(shí)精度。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與無(wú)線定位技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮各自的優(yōu)長(zhǎng),則既可以提供較好的精度和響應(yīng)速度,又可以覆蓋較廣的范圍,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的、精確的定位。引入NTP模塊,通過(guò)5G移動(dòng)通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)式的與NTP服務(wù)器進(jìn)行時(shí)間同步,可在任意時(shí)間地點(diǎn)與NTP服務(wù)器進(jìn)行同步,具有便攜、低成本的特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 程飛,章平,陳新泉,等.5G移動(dòng)通信系統(tǒng)中協(xié)作定位技術(shù)展望[J].天津理工大學(xué)學(xué)報(bào),2020,36(2):45-51.
[2] 胡昌軍,呂博,繆新育.5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)探析[J].信息通信技術(shù)與政策,2020(4):36-40.
[3] 潘黨飛,劉文學(xué),袁洪,等.基于GNSS的5G基站高精度時(shí)間同步組網(wǎng)算法[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù),2020,42(9):2107-2115.
[4] 何承恩,王忠,岳佳欣.基于NTP的跨平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步模塊設(shè)計(jì)[J/OL].計(jì)算機(jī)仿真:1-10[2020-10-06].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3724.TP.20191114.1211.084.html.
[5] 孫粲,徐剛.基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的NTP服務(wù)器設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù)與信息化,2019(9):137-139.
[6] 張宇,龍波,黃徐瑞晗,等.基于4G移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù),2019,46(7):3-4.
[7] 郭秋陽(yáng).5G下行信號(hào)的同步與檢測(cè)技術(shù)研究[D].電子科技大學(xué),2019.
[8] 楊輝,蔚保國(guó),王正勇,等.空間信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步技術(shù)研究[J].無(wú)線電工程,2018,48(3):173-177 .
[9] 劉娟. LTE-A系統(tǒng)時(shí)間和頻率同步技術(shù)的研究[D].武漢理工大學(xué),2013.
[10] 盧祥弘,陳儒軍,何展翔.基于FPGA的恒溫晶振頻率校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2010,36(7):101-104.
[11] 黃建,丁國(guó)榮,徐寧,等.一種LTE基站GPS定位的方法及系統(tǒng)[P].中國(guó): 110536413A,2019-12-03.
【通聯(lián)編輯:代影】