Но тази революция, има ограничения. За разлика от кабелните системи, където могат да се създават на линиите, стига те да не се наводни цялото небе, всеки безкабелна система изисква свой уникален трафик ограничен радиочестотен спектър. За използването този спектър е физически ограничен трафик на няколко стотин кХц до хиляда или повече мегахерца. За да получите най-пълна степен от разрешения диапазон на радиочестотния спектър, безкабелна система трябва да бъде внимателно и синхронизирано с тактова честота. Това е трудна задача, тъй като времето може да изисква микросекунда точност за базови станции, разположени на много големи географски области.
За щастие, има изключително прост и ценово ефективно решение под формата на "GPS-часа." "GPS-часовник" - комбинация от GPS-приемника и точност осцилатор. GPS се използва за корекция (калибриране) на генератора за премахване на малък честотен офсет генерира. "GPS-часовник" може да се синхронизира като отправна точка време и честота, приемо-предавател и почти безпроблемно. Достатъчно е да се представи на електроенергията, които те генерират сигнали за време, и по този начин никога не се изисква калибриране. Изключително важно е, че сегашната внимание-GPS технология за масово производство на продукти за пазара на навигационни системи на автомобили драстично намаляване на разходите за GPS оборудване. Това дава възможност за интегриране на GPS-приемници в много приложения, изискващи точност времето подсистеми.
Пейджинг дава добър пример за разбирането на това как времето за синхронизация е важна за безжична технология. Повечето от нас някога са изпратени или получени съобщения. Това е проста процедура. Обади се на пейджър компанията, можете да поиска телефонен номер и съобщение, а вие затворите телефона. Съобщението е изпратено, и, с малко късмет, вашите партийни отговори. Зад това се крие факта, че всяка кула система изпраща едно и също послание в същото време. Системата се основава на факта, че сигналът ще достигне приемника там, където той може да бъде в зоната на обслужване, дори и ако приемникът е разположен в задната част на сградата. Вероятно, когато получите съобщението си, че ще стигнете от две или дори три различни кули. Ако на сигналите не са синхронизирани, съобщението може да се получи и обяви два или три пъти.
Точност, изискваща пейджинг кула само за една микросекунда, който лесно се осигурява от GPS. Типичен споразумение за предаване на виртуална платформа използва "умни антена": GPS-приемник и антена в един защитен от климатични влияния блок. доставчици на персонално повикване предпочитат такива антени, защото те са лесни за инсталиране и работа надеждно в трудни условия, RF пейджинг кула.
Разходният (кабел - 75 фута) - 2,931 USD
Пейджинг кули могат да бъдат синхронизирани от всяка секунда сурова синхронизация (PPS), които са стандартни изходни много Приемници. Може да изглежда, че точността на GPS до ± 600 наносекунди е твърде висока за тази молба, но по друг начин да се гарантира безпроблемно и рентабилни времето просто не е там.
Разходният (кабел - 5 m) - 347 USD
За да се гарантира ефективността на тази техника, две мрежови точки трябва да са много точни и надеждни време синхронизирани. Като се има предвид, че скоростта на разпространение, равна на скоростта на светлината, грешка при определяне на времето на една наносекунда съответства на грешка при определяне на местоположение около 30 см. В синхронизация влошаване между кулите, TDOA-измервания стават неточни хипербола "размазване", а грешката локализиране съответно се увеличава. GPS-часовник на всяка мрежа платформа лесно синхронизиране на клетъчна мрежа с точност от 100 наносекунди или 30 m от място.
Най-много потребители мислят за GPS, като средство за определяне на местоположението, но съзвездие от 24 спътника - тя също е отличен източник на времето. Всеки спътник съдържа две двойки цезий и рубидий атомните часовници. Те се контролират от атомните часовници на Земята, и като системата непрекъснато се калибрира за глобалното стандартно време - координирано универсално време (Universal координирано време, UTC). Радио навигационни сигнали, като например тази на GPS, естествено е създаден като сигнал време, така че е доста лесен за използване GPS като "атомните часовници в небето."
Сигналът от всеки спътник е много точна. Точност на измерване - по-добре от една наносекунда. атмосферни грешки при моделирането могат да бъдат до 50 наносекунди в състава на общата грешка. Безспорно най-голям източник на грешки - (. Selective Availability SA) код ограничен. Министерство на отбраната умишлено разгражда точността на GPS, принуждавайки бавно плаващи сателитна тактова честота GPS. В присъствието на SA, във всеки сателитен сигнал се довежда грешка синхронизация равна на приблизително 100 наносекунди (1), и грешка честота равна на приблизително 10 -8. При липса на SA, грешки синхронизация би в най-добрия около 10 наносекунди и грешката честота на почти 10 -10. С добър изглед на небето, мулти GPS-приемник може да бъде средно грешката от SA седем или осем сателити SA намаляване ефект почти три пъти (фигура 2).
Горната точността отговаря на тайминга на микросекунда точност искане в пейджинг индустрия, като се използват стандартните GPS-приемници с изходните данни един път в секунда. От друга страна, изискването, че на "реликва" CDMA технологията е много по-трудно технически спецификации за точност. Това изисква не само висока степен на точност на относителното време, но също така и много точно калибриране честота генератор, който свежда до минимум дрифт по време на дълги периоди от не-GPS сигнали. Първото поколение на GPS-часовник използват скъпи рубидиеви генератори, за да отговаря на това изискване. Рубидий генератори с конкурентна цена се продава за около $ 3000 и изискват редовна поддръжка и подмяна. Тъй като CDMA технологията бори AMPS и TDMA технологии за широката пазарен дял, като всеки блок, който е включен в базовата станция CDMA трябва да бъде най-конкурентни възможното.
В присъствието на SA, GPS сигнал е беден източник на референтната честота. Дори в отсъствието на SA, GPS своята същност е достатъчно стабилна, за да се осигури референтната честота за CDMA технология. Ядрени генератори и дори много кристални осцилатори предоставят на кратки интервали по-стабилен процент от GPS. Въпреки това, всички осцилатори дрейф, някои по-малко по-малко от другите. В крайна сметка, дори и сложен цезий осцилатор ще дрейф от UTC. За разлика от това, GPS, както те се държат изкъсо, и докато процедури се извършват къси назад и напред в дългосрочен план, системата е винаги калибриран за няколкостотин наносекунди спрямо UTC.
GPS-часовник използва GPS и дългосрочна стабилност комбинирани с добро качество кратък период стабилност на кварц (ХО) или Рубидий (RB) генератори. Както бе споменато по-горе, тези генератори на сигнали са с много високо качество в кратък интервал от време, но ще са склонни да се грижат за по-дълъг период от време. Care може да бъде контролирана чрез генератор на меката контрол GPS (Фигура 3). Висока честота на генератора в определен интервал от време може да бъде измерена чрез GPS. Точността на това измерване е точността на GPS позоваване време (SA, 100 наносекунди, 1s), разделена на интервал осредняване време. За период от няколко минути от времето, това измерение е толкова грубо, че не може да се калибрира осцилатора точно. По-дълги интервали средно представляващо около 1000 секунди, точността на калибриране приближава 10 -10 (100 наносекунди / 1000). За точно калибриране, генераторът трябва да бъде стабилна, т.е. честотата компенсира трябва да е относително постоянна при интервал на измерване.
В присъствието на GPS-приемник, контролиране на дългосрочна поддръжка, относително евтин) специален генератор производство (ovenized, OCXO) се постига високо ниво на краткосрочен и дългосрочна стабилност. Неотдавна, производителите на кристални осцилатор отговорили претенция CDMA системи, разработени стабилен осцилатор OCXO- технология (двойно-фурна). Този генератор, при условие, че тя периодично се коригира чрез GPS, е в състояние да поддържа честотата, с дълги интервали от време, дори при липса на GPS сигнали. Цената му е по-ниска от рубидий осцилатор, тя има много по-широк температурен диапазон и значително по-дълъг експлоатационен живот.
Този генератор по себестойност зареди второто поколение на по-прости и по-евтини GPS-часа. Намаляване на разходите и подобряване на надеждността е от изключително значение за успеха на CDMA системи на пазара. Без икономически кули начин за синхронизация в цялата страна и в света CDMA-единствената система, щеше да остане една експериментална технология.
Подобно на първото поколение GPS-часовник, второто поколение часовник употреба самостоятелен GPS-приемник, който изпраща сигнал, веднъж в секунда (PPS). Това PPS-сигнал се сравнява с PPS-сигналът, получен от изходната OCXO и разликата от сравнителен фаза се използва от микропроцесора да контролира OCXO (Фигура 4). Това е - в състояние на проекта, но има по-добър начин за изграждане на този "капан".
Третото поколение GPS-часовник продължава тенденцията на намаление на цената. Дизайнът на трето поколение, показано на фигура 5, OCXO и GPS-приемник е сега неподвижно свързано с печатна платка единична. 10 MHz честота на специално (двойно-фурна) кварцов генератор се използва директно като източник на времето за цифров сигнален процесор GPS чип и на етап въвеждане на радио честота (RF преден край чип). Освен това, микропроцесор изпълнява функциите и на GPS-приемник и управление на часовника. Развитието на първо и второ поколение, точността на PPS-изходния сигнал е 40 до 100 наносекунди, което ограничава точността на GPS-часовник. Развитието на третото поколение, генераторът е пряко сравнение с GPS сигнал, без да използвате ППС продукция, което позволява по-близо до граници теоретични точност.
третото поколение на GPS-часовник е идеален за позициониране в системата E911. Така няма специални изисквания в CDMA-използване, така че може да се използва по-евтин специализиран кварцов осцилатор (единична фурна). Въпреки това, все още е много важно надеждност на системата. В основни бенефициенти GPS-часовник е третото поколение на висока надеждност, станало възможно благодарение на високата степен на интеграция.