WWVB - WWVB
 WWVB anteni ve destek kuleleri
| |
| Tip | zaman istasyonu |
|---|---|
| Ülke | Amerika Birleşik Devletleri |
| Mülkiyet | |
| Sahip | Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü |
| Tarih | |
| Lansman tarihi | Temmuz 1956 (deneysel lisans KK2XEI altında) 4 Temmuz 1963 (WWVB olarak) |
| Kapsam | |
| kullanılabilirlik | Kanada, Amerika Birleşik Devletleri, Meksika |
| Bağlantılar | |
| İnternet sitesi | "WWVB ana sayfası" . |
WWVB , Fort Collins, Colorado yakınlarındaki bir zaman sinyali radyo istasyonudur ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) tarafından işletilmektedir . Kuzey Amerika'daki çoğu radyo kontrollü saat , doğru zamanı ayarlamak için WWVB'nin yayınlarını kullanır. WWVB'den iletilen 70 kW ERP sinyali , frekansı verici yerinde bulunan bir dizi atomik saatten türetilen ve 10 12'de 1 kısımdan daha az bir frekans belirsizliği veren sürekli bir 60 kHz taşıyıcı dalgadır . IRIG "H" zaman kodu formatına dayanan ve aynı atomik saat setinden türetilen saniyede bir bitlik bir zaman kodu, daha sonra darbe genişlik modülasyonu ve genlik kaydırmalı anahtarlama kullanılarak taşıyıcı dalga üzerinde modüle edilir. . Tek bir tam zaman kodu çerçevesi, her dakikanın başında başlar, bir dakika sürer ve dakikanın başından itibaren yılı, yılın gününü, saati, dakikayı ve diğer bilgileri iletir.
WWVB, birden fazla kısa dalga radyo frekansında hem ses hem de zaman kodunda yayın yapan bir zaman sinyali istasyonu olan WWV ile birlikte bulunur .
Çoğu zaman sinyali, yayın yapan ülkenin yerel saatini kodlarken, Amerika Birleşik Devletleri birden fazla saat dilimine yayılmıştır , bu nedenle WWVB, saati Eşgüdümlü Evrensel Saat'te (UTC) yayınlar . Radyo kontrollü saatler, yerel saati görüntülemek için gerektiğinde saat dilimi ve gün ışığından yararlanma saati ofsetlerini uygulayabilir . Yayında kullanılan zaman, UTC(NIST) olarak bilinen NIST Zaman Ölçeği tarafından belirlenir. Bu zaman ölçeği, kendileri NIST-F1 ve NIST-F2 sezyum çeşmesi atomik saatleri tarafından kalibre edilen bir grup ana saatin hesaplanan ortalama zamanıdır .
2011'de NIST , bir WWVB alıcısıyla donatılmış radyolu saatlerin ve kol saatlerinin sayısının 50 milyonun üzerinde olduğunu tahmin etti .
WWVB, NIST'in kısa dalga zaman kodu ve duyuru istasyonları WWV ve WWVH ile birlikte, 2019 NIST bütçesinde fonun kaldırılması ve ortadan kaldırılması için önerildi. Ancak, son 2019 NIST bütçesi, üç istasyon için fon sağladı.
| istasyon | hizmet yılı |
Hizmet dışı yıl |
radyo frekansları |
ses frekansları |
Müzik perdesi |
Zaman aralıkları |
zaman sinyalleri |
UT2 düzeltmesi |
Yayılım tahminleri |
Jeofizik uyarılar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WWV | 1923 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| WWVH | 1948 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ||
| WWVB | 1963 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||||
| WWVL | 1963 | 1972 | ✔ |
Tarih
LF ve VLF (çok düşük frekans) yayınları uzun zamandır zaman ve frekans standartlarını dağıtmak için kullanılmaktadır. 1904 gibi erken bir tarihte, Amerika Birleşik Devletleri Deniz Gözlemevi (USNO), navigasyona yardımcı olmak için Boston şehrinden zaman sinyalleri yayınlıyordu. Bu deney ve benzerleri, LF ve VLF sinyallerinin nispeten düşük bir güç kullanarak geniş bir alanı kapsayabileceğini açıkça ortaya koydu. 1923 yılına gelindiğinde, NIST radyo istasyonu WWV, 75 ila 2.000 kHz arasında değişen frekanslarda halka standart taşıyıcı sinyaller yayınlamaya başlamıştı.
Bu sinyaller, daha fazla istasyonun faaliyete geçmesiyle giderek daha önemli hale gelen radyo ekipmanını kalibre etmek için kullanıldı. Yıllar boyunca, birçok radyo navigasyon sistemi, LF ve VLF bantlarında yayınlanan sabit zaman ve frekans sinyalleri kullanılarak tasarlandı. Bu navigasyon sistemlerinin en bilineni, birden fazla vericiden yayınlanan 100 kHz sinyallerin alınması yoluyla gemilerin ve uçakların gezinmesine izin veren , artık kullanılmayan Loran-C idi .
Şimdi WWVB olan şey, Temmuz 1956'da KK2XEI radyo istasyonu olarak başladı. Verici Boulder, Colorado'da bulunuyordu ve etkin yayılan güç (ERP) sadece 1,4 watt idi. Öyle olsa bile, sinyal ve kontrol edilmesi başardı Harvard University in Massachusetts . Bu deneysel iletimin amacı, radyo yolunun kararlı olduğunu ve düşük frekanslarda frekans hatasının küçük olduğunu göstermekti.
1962'de, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) olarak bilinen Ulusal Standartlar Bürosu (NBS) , Colorado, Fort Collins yakınlarındaki bir alanda yeni bir tesis inşa etmeye başladı. Bu site, Boulder'un batısındaki dağlardan taşınan 20 kHz'lik bir istasyon olan WWVB ve WWVL'nin evi oldu.
Site, birkaç nedenden dolayı çekiciydi; bunlardan biri, toprağın yüksek alkalinitesinden kaynaklanan olağanüstü yüksek toprak iletkenliğiydi. Ayrıca Boulder'a oldukça yakındı (yaklaşık 50 mil veya 80 kilometre), bu da personel ve yönetimi kolaylaştırdı, ancak dağlardan çok daha uzaktaydı, bu da onu çok yönlü bir sinyal yayınlamak için daha iyi bir seçim haline getirdi.
WWVB, 4 Temmuz 1963'te (5 Temmuz 00:00 UTC'de) yayına girdi ve 60 kHz'de 5 kW ERP sinyali yayınladı. WWVL, ertesi ay, veri göndermek için 20 kHz'den 26 kHz'e geçerek, frekans kaydırmalı anahtarlamayı kullanarak 20 kHz'de 0,5 kW'lık bir ERP sinyali iletmeye başladı . WWVL yayını Temmuz 1972'de durduruldu, WWVB ise ülkenin altyapısının kalıcı bir parçası oldu.
1 Temmuz 1965'te WWVB'ye bir zaman kodu eklendi. Bu, sinyalleri alabilen, kodunu çözebilen ve ardından kendi kendini otomatik olarak senkronize edebilen saatlerin tasarlanmasını mümkün kıldı. Zaman kodu formatı 1965'ten bu yana sadece biraz değişti; her basamağı ikili kodlu ondalık (BCD) olarak göndermek için dört ikili bit kullanarak bir ondalık zaman kodu gönderir .
WWVB'nin ERP'si birkaç kez artırıldı. Öncesinde 7 kW'a ve ardından 13 kW ERP'ye yükseltildi. 1998'deki büyük bir yükseltme, gücü 1999'da 50 kW'a ve nihayet 2005'te 70 kW'a yükseltene kadar uzun yıllar orada kaldı. Güç artışı, kapsama alanını çok daha büyük hale getirdi ve basit antenli küçük alıcıların iletişim kurmasını kolaylaştırdı. sinyali alın. Bu, NIST zamanı ile aynı fikirde olmak için "kendilerini ayarlayan" birçok yeni düşük maliyetli radyo kontrollü saatin piyasaya sürülmesiyle sonuçlandı.
Hizmet iyileştirme planları
WWVB'nin Colorado konumu, kentsel yoğunluğun da önemli parazit ürettiği ABD'nin doğu kıyısında sinyali en zayıf hale getiriyor . 2009'da NIST, doğu kıyısındaki sinyal alımını iyileştirmek ve hava koşulları veya diğer nedenlerin bir verici alanını çalışmaz hale getirmesi durumunda genel sisteme belirli bir miktarda sağlamlık sağlamak için doğu kıyısında ikinci bir zaman kodu vericisi ekleme olasılığını artırdı. Böyle bir verici aynı zaman kodunu ancak farklı bir frekansı kullanır.
40 kHz'in kullanılması , Japon JJY vericileri için halihazırda üretilmiş çift frekanslı zaman kodu alıcılarının kullanımına izin verecektir . 75 kHz'de İsviçre uzun dalga zaman istasyonu HBG'nin hizmet dışı bırakılmasıyla , bu frekans potansiyel olarak da kullanılabilir.
Planlar gerekçesiyle verici kurmaktır yapılmıştır Redstone Arsenal içinde Huntsville, Alabama , ancak Marshall Uzay Uçuş Merkezi onların operasyonlarına kadar yakın böyle bir yüksek güç verici sahip itiraz etti. 2009 ARRA "teşvik tasarısının" bir parçası olarak tahsis edilen fon, çıkmaz çözülmeden önce sona erdi ve şimdi inşa edilmesi pek mümkün değil.
NIST, 2012'de başka iki fikir daha keşfetti. Bunlardan biri, mevcut verici sahasına ikinci bir iletim frekansı eklemekti. Sinyal gücüne yardımcı olmayacak olsa da, girişim ve (frekansa bağlı) çok yollu sönümlenme olayını azaltacaktı.
İkinci bir verici için fikirlerin hiçbiri uygulanmadı.
Bunun yerine NIST , 2012'de WWVB taşıyıcısına faz modülasyonu ekleyerek ikinci fikri hayata geçirdi. Bu, ek verici veya anten gerektirmez ve faz modülasyonu, Alman DCF77 ve Fransız TDF zaman sinyalleri tarafından zaten başarıyla kullanılmıştır . Faz modülasyonunun kodunu çözen bir alıcı , PWM / ASK zaman kodundan daha düşük bir alınan sinyal-gürültü oranında kullanılabilir alıma izin vererek daha büyük işlem kazancına sahip olabilir . Yöntem, bu makalenin ilerleyen bölümlerinde daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır .
Antenler
| WWVB anten sarmal ev koordinatları ( WGS84 ) | |
|---|---|
| Kuzey | 40°40′50.6″K 105°03′01,7″G / 40.680722°K 105.050472°B |
| Güneş ışığı | 40°40′28.9″K 105°02′42.3″G / 40.674694°K 105.045083°B |
Koordinatlar : 40°40′41″K 105°02′49″W / 40.67806°K 105.04694°B
WWVB sinyali , biri daha önce WWVL için kullanılan, 2810 fit (857 m) aralıklı , iki özdeş anten sisteminden oluşan aşamalı bir dizi aracılığıyla iletilir . Her biri, yatay bir düzlemde birkaç kablonun elmas şeklindeki bir "ağ"ından (bir kapasitif " ) oluşan bir "üstten yüklemeli monopolü" ( T-anten ) askıya almak için kullanılan dört adet 400 fit (122 m) kuleden oluşur. top-hat" ) kuleler tarafından desteklenir ve ortada silindiri yerdeki bir " sarmal eve " bağlayan bir downlead (dikey kablo) bulunur. Bu konfigürasyonda, downlead, antenin ışıma elemanıdır. Her sarmal ev, anten sistemini maksimum ışıma verimliliğinde tutmak için bir geri besleme döngüsü aracılığıyla vericiyle otomatik olarak eşleşen çift sabit değişkenli bir endüktör sistemi içerir. Downlead ve top-hat kombinasyonu , 60 kHz'de, pratik olmayan 1.250 m yüksekliğinde olması gereken tek bir çeyrek dalga boylu antenin yerini alacak şekilde tasarlanmıştır .
1990'ların sonlarında WWVB modernizasyon programının bir parçası olarak, hizmet dışı bırakılan WWVL anteni yenilendi ve mevcut aşamalı diziye dahil edildi. Her iki antenin aynı anda kullanılması, 50 kW (daha sonra 70 kW) ERP'ye bir artışla sonuçlandı. İstasyon ayrıca 27 kW'lık bir ERP ile bir anten üzerinde çalışabilirken, mühendisler diğerinde bakım yapabilir hale geldi.
modülasyon formatı
WWVB, verileri saniyede bir bit ile iletir ve bir yüzyıl içinde günün geçerli saatini ve tarihi göndermesi 60 saniye sürer. Bu amaçla kullanılan iki bağımsız zaman kodu vardır: 1962'den beri küçük değişikliklerle kullanılmakta olan genlik modülasyonlu bir zaman kodu ve 2012'nin sonlarında eklenen faz modülasyonlu bir zaman kodu.
genlik modülasyonu
Normal ERP değeri 70 kW olan WWVB 60 kHz taşıyıcı, her UTC saniyesinin başlangıcında güçte 17 dB (1,4 kW ERP'ye) düşürülür . Saniye sırasında bir süre tam güce geri yüklenir. Azaltılmış gücün süresi, üç sembolden birini kodlar:
- Güç, saniyenin beşte biri (0,2 s) için azaltılırsa, bu, sıfır değerine sahip bir veri bitidir.
- Güç bir saniyenin yarısı (0,5 s) için azaltılırsa, bu bir değere sahip bir veri bitidir.
- Güç, saniyenin beşte dördü (0,8 s) için azaltılırsa, bu, çerçeveleme için kullanılan özel bir veri olmayan "işaretleyicidir".
Her dakika, yedi işaretçi, alıcının dakikanın başlangıcını ve dolayısıyla veri bitlerinin doğru çerçevelenmesini belirlemesine olanak tanıyan düzenli bir düzende iletilir. Diğer 53 saniye, geçerli saati, tarihi ve ilgili bilgileri kodlayan veri bitlerini sağlar.
12 Temmuz 2005'ten önce, WWVB'nin maksimum ERP'si 50 kW iken, güç azalması 10 dB idi ve bu da 5 kW'lık bir sinyale neden oluyordu. Daha büyük modülasyon derinliğine yapılan değişiklik, verici gücünü artırmadan kapsama alanını artırmaya yönelik bir dizi deneyin parçasıydı.
Faz modülasyonu
WWVB taşıyıcısının ikili faz kaydırma anahtarlaması ile bağımsız bir zaman kodu iletilir . 1 bit, taşıyıcının fazını (180° faz kayması) bir saniyeliğine tersine çevirerek kodlanır. Normal taşıyıcı faz ile bir 0 bit iletilir. Faz kayması, karşılık gelen UTC saniyesinden 0.1 s sonra başlar, böylece geçiş, taşıyıcı genliği düşükken gerçekleşir.
Faz kaydırmalı anahtarlamanın kullanılması, daha karmaşık (ancak modern elektronik standartlarına göre hala çok basit) bir alıcının 0 ve 1 bitleri çok daha net bir şekilde ayırt etmesine olanak tanır ve WWVB sinyal seviyesinin zayıf olduğu Amerika Birleşik Devletleri'nin Doğu Kıyısında daha iyi alıma izin verir. , radyo frekansı gürültüsü yüksektir ve Birleşik Krallık'tan gelen MSF zaman sinyali zaman zaman karışır.
Genlik modülasyonlu zaman kodunda olduğu gibi hiçbir işaret yoktur. Dakika çerçeveleme bunun yerine, her dakikanın son saniyesinde ve bir sonrakinin ilk 13 saniyesinde iletilen sabit bir veri biti modeli tarafından sağlanır. Genlik modülasyonlu işaretleyiciler yalnızca 0,2 s tam güçlü taşıyıcı sağladığından, faz modülasyonlarının kodunu çözmek daha zordur. Bu nedenle faz modülasyonlu zaman kodu, önemli bilgiler için bu bit konumlarını dakika içinde kullanmaktan kaçınır.
Taşıyıcı faz izleme alıcıları için ödenek
2012'nin sonlarında eklenen bu faz modülasyonunun, yalnızca taşıyıcının genliğini dikkate alan, ancak taşıyıcı fazını izleyen (nadir) alıcıları sakat bırakacak olan popüler radyo kontrollü saatler üzerinde hiçbir etkisi yoktur.
Faz izleme alıcılarının kullanıcılarının zamanı ayarlamasına izin vermek için, faz modülasyonlu zaman kodu başlangıçta, Dağ Standart saatiyle (07:00 ve 19:00 UTC) öğlen ve gece yarısından başlayarak 30 dakika boyunca günde iki kez çıkarıldı. Bu, bir alıcının WWVB taşıyıcı aşamasına kilitlenmesi için yeterli fırsat sağladı. Bu ödenek 21 Mart 2013 tarihinden itibaren kaldırılmıştır.
İstasyon Kimliği
Faz modülasyonlu zaman kodunun eklenmesinden önce, WWVB taşıyıcı dalgasının fazını saati on dakika geçe 45° ilerleterek ve beş dakika sonra normale döndürerek (-45° kayma) kendini tanımladı. Bu faz adımı, 60 kHz'lik bir taşıyıcı çevrimin 1 ⁄ 8'inin veya yaklaşık 2.08 μsn "kesme ve yapıştırma" işlemine eşdeğerdi .
Bu istasyon kimliği yöntemi, diğer araya giren faktörlerin normal çağrı mektupları iletme yöntemlerini engellediği VLF ve LF bantlarındaki dar bantlı yüksek güçlü vericiler için yaygındı.
2012 sonlarında faz modülasyon zaman kodu eklendiğinde, bu istasyon tanımlaması ortadan kaldırılmıştır; zaman kodu formatının kendisi istasyon tanımlama işlevi görür.
Genlik modülasyonlu zaman kodu
Her dakika, WWVB geçerli saati ikili kodlu ondalık biçimde yayınlar. Bu, IRIG zaman kodunu temel alırken , bit kodlaması ve iletilen bitlerin sırası, herhangi bir mevcut veya geçmiş IRIG zaman dağıtım standardından farklıdır.
- İşaretçiler her dakikanın 0, 9, 19, 29, 39, 49 ve 59. saniyelerinde gönderilir. Böylece, iki ardışık işaretçiden ikincisinin başlangıcı, dakikanın başını gösterir ve bir sonraki zaman kodu çerçevesi için zamanında işaretçisi olarak hizmet eder. İşaretçiler, alıcıların zaman kodunu uygun şekilde çerçevelemesine izin vermek için önemlidir.
- Artık saniyeler sırasında da bir işaret gönderilir . Bu istisnai durumda, art arda üç işaret iletilecektir: biri saniye 59'da, bir saniye 60'ta ve bir saniye 0'da. Üçüncü işaretçinin başlangıcı dakikanın başlangıcını gösterir.
- İkili 0 olarak iletilen 11 kullanılmayan bit vardır.
- Kalan 42 bit, sıfırlar ve birler, ikili zaman kodunu ve diğer bilgileri taşır.
Zaman kodunun tanımladığı tam an olan zamanında işaretçisi, çerçeve referans işaretçisinin ön (negatif) kenarıdır. Böylece zaman kodu her zaman temsil ettiği andan hemen sonraki dakika içinde iletilir ve bir saatin UTC'de o anda göstermesi gereken günün saat ve dakikalarıyla eşleşir (herhangi bir saat dilimi veya gün ışığından yararlanma ofsetleri uygulanmadan önce) .
Aşağıdaki şemada, camgöbeği (0 dBr) blokları tam mukavemetli taşıyıcıyı ve koyu mavi (-17 dBr) blokları azaltılmış mukavemetli taşıyıcıyı gösterir. En geniş koyu mavi bloklar — azaltılmış taşıyıcı kuvvetinin en uzun aralıkları (0,8 s) — 0, 9, 19, 29, 39, 49 ve 59. saniyelerde meydana gelen işaretlerdir. Kalan koyu mavi bloklardan en dar olanı temsil eder. 0,2 saniye süreli azaltılmış taşıyıcı gücü, dolayısıyla sıfır değerindeki veri bitleri. Orta genişlikte olanlar (örneğin, saniye :02 ve :03), 0,5 saniye süreli azaltılmış taşıyıcı gücünü, dolayısıyla bir değerdeki veri bitlerini temsil eder.
Yukarıdaki örnek aşağıdakileri kodlar:
- 2008 yılının 66. günü (6 Mart)
- 07:30:00 UTC'de başlayan dakika için
- DUT1 -0,3 saniyedir (bu nedenle UT1 07:29:59.7'dir)
- DST bugün yürürlükte değil ve yürürlüğe girmiyor
- Orada hiçbir sıçrama ikinci bekleyen, ancak mevcut yıl olduğu olduğu artık yıl
Aşağıdaki tablo bunu daha ayrıntılı olarak göstermektedir, "Ör" sütunu yukarıdaki örnekteki bitlerdir:
| Biraz | Ağırlık | Anlam | Eski | Biraz | Ağırlık | Anlam | Eski | Biraz | Ağırlık | Anlam | Eski | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| :00 | FRM | Çerçeve referans işaretçisi | m | :20 | 0 | Kullanılmamış, her zaman 0. | 0 | :40 | 0,8 | DUT1 değeri (0–0.9 s). DUT1 = UT1 -UTC. Örnek:0.3 |
0 | ||
| :01 | 40 | Dakika (00–59) Örnek: 30 |
0 | :21 | 0 | 0 | :41 | 0,4 | 0 | ||||
| :02 | 20 | 1 | :22 | 200 |
Yılın günü 1=1 Ocak 365=31 Aralık (artık yıl ise 366) Örnek: 66 (6 Mart) |
0 | :42 | 0,2 | 1 | ||||
| :03 | 10 | 1 | :23 | 100 | 0 | :43 | 0.1 | 1 | |||||
| :04 | 0 | 0 | :24 | 0 | 0 | :44 | 0 | Kullanılmamış, her zaman 0. | 0 | ||||
| :05 | 8 | 0 | :25 | 80 | 0 | :45 | 80 | Yıl (00–99) Örnek: 08 |
0 | ||||
| :06 | 4 | 0 | :26 | 40 | 1 | :46 | 40 | 0 | |||||
| :07 | 2 | 0 | :27 | 20 | 1 | :47 | 20 | 0 | |||||
| :08 | 1 | 0 | :28 | 10 | 0 | :48 | 10 | 0 | |||||
| :09 | P1 | İşaretleyici | m | :29 | P3 | m | :49 | P5 | m | ||||
| :10 | 0 | Kullanılmamış, her zaman 0. | 0 | :30 | 8 | 0 | :50 | 8 | 1 | ||||
| :11 | 0 | 0 | :31 | 4 | 1 | :51 | 4 | 0 | |||||
| :12 | 20 | Saat (00–23) Örnek: 07 |
0 | :32 | 2 | 1 | :52 | 2 | 0 | ||||
| :13 | 10 | 0 | :33 | 1 | 0 | :53 | 1 | 0 | |||||
| :14 | 0 | 0 | :34 | 0 | Kullanılmamış, her zaman 0. | 0 | :54 | 0 | Kullanılmamış, her zaman 0. | 0 | |||
| :15 | 8 | 0 | :35 | 0 | 0 | :55 | LYI | Artık yıl göstergesi | 1 | ||||
| :16 | 4 | 1 | :36 | + |
DUT1 işareti. + ise, 36 ve 38 bitleri ayarlanır. - ise, bit 37 ayarlanır. Örnek: - |
0 | :56 | LSW | Ay sonunda ikinci sıçrama | 0 | |||
| :17 | 2 | 1 | :37 | - | 1 | :57 | 2 |
DST durum değeri (ikili) : 00 = DST yürürlükte değil.
10 = DST bugün başlıyor. 11 = DST yürürlükte. 01 = DST bugün sona eriyor. |
0 | ||||
| :18 | 1 | 1 | :38 | + | 0 | :58 | 1 | 0 | |||||
| :19 | P2 | İşaretleyici | m | :39 | P4 | İşaretleyici | m | :59 | P0 | İşaretleyici | m |
Duyuru bitleri
WWVB zaman kodunun birkaç biti, yaklaşan olaylar hakkında uyarı verir.
Bit 55, ayarlandığında, mevcut yılın artık yıl olduğunu gösterir ve 29 Şubat'ı içerir. Bu , zaman kodu içermese bile, bir alıcının gün numarasını Gregoryen takvim artık yıl kurallarına göre bir ay ve güne çevirmesine izin verir. Yüzyıl.
Bir ayın sonu için artık saniye programlandığında, 56 biti ayın başlangıcına yakın bir yere ayarlanır ve artık saniyenin eklenmesinden hemen sonra sıfırlanır.
DST durum bitleri, Amerika Birleşik Devletleri gün ışığından yararlanma saati kurallarını belirtir . Bitler, 00:00 UTC'de başlayan dakika boyunca günlük olarak güncellenir. Dakikayı 57 saniye geçtikten sonra iletilen ilk DST biti, DST'nin yürürlüğe girdiği veya sona erdiği UTC gününün başında değişir. İkinci 58'deki diğer DST biti 24 saat sonra (DST değişikliğinden sonra) değişir. Bu nedenle, DST bitleri farklıysa, DST, geçerli UTC günü boyunca yerel saatle 02:00'de değişir. Bundan sonraki yerel saat 02:00'den önce bitler aynı olacaktır.
DST bitlerindeki her değişiklik, yerel saat dilimine ve DST'nin başlamak veya bitmek üzere olup olmadığına bağlı olarak, ilk olarak anakara Amerika Birleşik Devletleri'nde 16:00 PST ile 20:00 EDT arasında alınacaktır. Bu nedenle, Doğu saat dilimindeki (UTC-5) bir alıcı, yerel saati değiştirecekse, DST başlamadan yedi saat önce ve DST sona ermeden altı saat önce "DST değişiyor" göstergesini doğru bir şekilde almalıdır. doğru zamanda görüntüleyin. Bu nedenle, Merkez, Dağ ve Pasifik saat dilimlerindeki alıcılar sırasıyla bir, iki ve üç saat daha önceden bildirimde bulunur.
Bitlerin farklı olduğunu fark ederse, değişikliği bir sonraki yerel saat 02:00'de uygulamak alıcı saate bağlıdır. Alıcı saat, değişikliğin yapıldığı gün 00:00 UTC ile 02:00 yerel saat arasında bir güncelleme almazsa, bundan sonraki güncellemede DST değişikliğini uygulamalıdır.
DST durum bitlerinin eşdeğer bir tanımı, DST geçerli UTC gününün sonu olan 24:00 Z'de geçerli olacaksa, bit 57'nin ayarlanmasıdır. DST geçerli UTC gününün başlangıcı olan 00:00 Z'de geçerliyse Bit 58 ayarlanır.
Faz modülasyonlu zaman kodu
Faz modülasyonlu zaman kodu tamamen güncellenmiştir ve genlik modülasyonlu zaman kodu ile ilgili değildir. Tek bağlantı, aynı zamanda 60 saniyelik çerçevelerde iletilmesi ve genlik modülasyonlu işaretleyicilerin (saniyenin sadece %20'si tam güçte iletildiğinde) temel zaman kodu bilgisi için kullanılmamasıdır.
Bir dakikalık zaman dilimleri
Zaman, 0'dan 52595999'a (veya sadece 24 artık yıl ile yüzyıllarda 52594559) 26 bitlik bir "yüzyılın dakikası" olarak iletilir. Genlik modülasyonlu kod gibi, zaman da tanımladığı andan sonraki dakika içinde iletilir; saatler, görüntülemek için onu artırmalıdır.
Ek 5 hata düzeltme biti , tek bitlik hataları düzeltebilen veya çift bitlik hataları algılayabilen ( ancak ikisini birden değil ) 31 bitlik bir Hamming kodu üretir .
Başka bir alan, standart WWVB'ye benzer şekilde DST ve artık saniye duyuru bitlerini kodlar ve yeni 6 bitlik bir alan, programlanmış DST değişiklikleri için büyük ölçüde gelişmiş uyarı sağlar.
Dakikada iletilen 60 bit aşağıdaki gibi bölünür:
- 14 sabit senkronizasyon biti (0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0)
- 32 bit zaman, şunları içerir:
- Yüzyılın 26 bit ikili dakikası (yüzyılda 36525 gün için 0–52595999)
- 5 ECC biti, bir Hamming (31,26) kodu oluşturuyor
- Dakikanın en önemsiz bitinin 1 bitlik kopyası
- 5 bit DST durumu ve beklemede olan, aşağıdakileri içerir:
- Genlik modülasyonlu kodda olduğu gibi 2 bit DST durumu
- 2 bit (3 olasılık) artık saniye uyarısı
- 1 tek eşlik biti (bir istisna dışında aşağıya bakın)
- 6 bit DST kural kodu, şunları içerir:
- Bir sonraki değişikliğin zamanını gösteren 2 bit (saat 1/2/3 veya asla)
- Değişim tarihini gösteren 3 bit (hangi Pazar)
- 1 tek eşlik biti (bir istisna dışında aşağıya bakın)
- 1 bit "NIST bildirimi"
- 2 ayrılmış bit
Zamanı birkaç saniye içinde zaten bilen bir alıcı, tek tek zaman kodu bitlerini ayırt edemediğinde bile sabit senkronizasyon modeline senkronize olabilir.
Tam zamanlı kod (referans için genlik modülasyonlu kodla birlikte) aşağıdaki gibi iletilir:
| Biraz | Amp. | Eski | Faz | Anlam | Eski | Biraz | Amp. | Eski | Faz | Anlam | Eski | Biraz | Amp. | Eski | Faz | Anlam | Eski | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| :00 | FRM | m | senkronizasyon[12] | Sabit senkronizasyon düzeni |
0 | :20 | - | 0 | zaman[24] | Yüzyılın ikili dakikası 0 – 52, 595,999 |
0 | :40 | DUT1 | 0 | zaman[6] | 0 | |||
| :01 | dakika onlarca |
0 | senkronizasyon[11] | 0 | :21 | - | 0 | zaman[23] | 0 | :41 | 1 | zaman[5] | 0 | ||||||
| :02 | 1 | senkronizasyon[10] | 1 | :22 | Gün 100'ler |
0 | zaman[22] | 1 | :42 | 0 | zaman[4] | 1 | |||||||
| :03 | 1 | senkronizasyon[9] | 1 | :23 | 1 | zaman[21] | 1 | :43 | 0 | zaman[3] | 1 | ||||||||
| :04 | - | 0 | senkronizasyon[8] | 1 | :24 | - | 0 | zaman[20] | 0 | :44 | - | 0 | zaman[2] | 0 | |||||
| :05 | Dakika olanlar |
0 | senkronizasyon[7] | 0 | :25 | gün on |
1 | zaman[19] | 0 | :45 | yıl on |
0 | zaman[1] | 1 | |||||
| :06 | 0 | senkronizasyon[6] | 1 | :26 | 0 | zaman[18] | 1 | :46 | 0 | zaman[0] | 0 | ||||||||
| :07 | 0 | senkronizasyon[5] | 1 | :27 | 0 | zaman[17] | 0 | :47 | 0 | dst_ls[4] | DST/ Artık saniye uyarısı |
0 | |||||||
| :08 | 0 | senkronizasyon[4] | 0 | :28 | 0 | zaman[16] | 0 | :48 | 1 | dst_ls[3] | 0 | ||||||||
| :09 | m | P1 | senkronizasyon[3] | 1 | :29 | m | P3 | r | 0 | :49 | m | P5 | fark etme | 1 | |||||
| :10 | - | 0 | senkronizasyon[2] | 0 | :30 | günlük olanlar |
0 | zaman[15] | 0 | :50 | yıl olanlar |
0 | dst_ls[2] | 0 | |||||
| :11 | - | 0 | senkronizasyon[1] | 0 | :31 | 1 | zaman[14] | 1 | :51 | 0 | dst_ls[1] | 1 | |||||||
| :12 | Saat onlarca |
0 | senkronizasyon[0] | 0 | :32 | 1 | zaman[13] | 1 | :52 | 1 | dst_ls[0] | 1 | |||||||
| :13 | 1 | zaman aralığı[4] | Zaman paritesi (ECC) |
1 | :33 | 0 | zaman[12] | 0 | :53 | 0 | dst_next[5] | Sonraki DST programı |
0 | ||||||
| :14 | - | 0 | zaman aralığı[3] | 0 | :34 | - | 0 | zaman[11] | 0 | :54 | - | 0 | dst_next[4] | 1 | |||||
| :15 | Saat olanlar |
0 | zaman aralığı[2] | 0 | :35 | - | 0 | zaman[10] | 0 | :55 | LYI | 1 | dst_next[3] | 1 | |||||
| :16 | 1 | zaman par[1] | 1 | :36 | DUT1 işareti |
1 | zaman[9] | 1 | :56 | LSW | 0 | dst_next[2] | 0 | ||||||
| :17 | 1 | zaman par[0] | 0 | :37 | 0 | zaman[8] | 1 | :57 | DST | 1 | dst_next[1] | 1 | |||||||
| :18 | 1 | zaman[25] | 0 | :38 | 1 | zaman[7] | 0 | :58 | 1 | dst_next[0] | 1 | ||||||||
| :19 | m | P2 | zaman[0] | (çiftleme) | 0 | :39 | m | P4 | r | rezerve | 1 | :59 | m | P0 | senkronizasyon[13] | 0 |
Alanlar içindeki bitler, en az anlamlı bit olarak 0 bitinden numaralandırılır; her alan ilk önce en anlamlı bit iletilir.
Örnek, 4 Temmuz 2012'de 17:30 ile 17:31 UTC arasında iletilen zaman kodunu gösterir. BCD genlik kodu, yılın 186. gününde saat 17:30'u gösterir.
İkili zaman kodu , yüzyılın 0x064631A = 6578970 dakikasını gösterir . Günde 1440 dakikaya bölündüğünde, bu yüzyılın 4568. gününün 1050 (= 17×60 + 30) dakikasıdır . Orada 365 × 12 + 3 = 4383 gün bu yılın günü 185 yani 2012 yılından önce 12 yıl içinde,. Bu gün numarası, BCD zaman kodu gibi 1 yerine 1 Ocak'ta 0'dan başlar, dolayısıyla aynı tarihi kodlar.
Duyuru bitleri
Faz modülasyonlu kod, UTC yayınını sivil zamana dönüştürmek için yararlı olan ek duyuru bitlerini içerir.
Genlik modülasyonlu kodda bulunan DST ve artık saniye uyarı bitlerine ek olarak, ek bir DST zamanlama alanı, yaz saati uygulaması kuralları için birkaç ay önceden uyarı sağlar .
Son bir bit, "bildirim" biti, nist.gov/pml/div688/grp40/wwvb.cfm adresinde WWVB kullanıcılarının ilgisini çeken bir duyuru olduğunu gösterir .
İki ayrılmış bit şu anda tanımlanmamıştır, ancak sıfır olması garanti edilmez ; bunlardan birinin yukarıdaki örnekte 1 olarak iletildiğini unutmayın.
Genlik modülasyonlu koddaki DUT1 bilgileri (+0,4 s) ve artık yıl gösterge bitleri (2012 artık bir yıldır), faz modülasyonlu koda dahil edilmez; DUT1'in göksel navigasyon için kullanılması uydu navigasyonu tarafından geçersiz kılınmıştır .
DST ve artık ikinci uyarı
Faz modülasyonlu zaman kodu, gün ışığından yararlanma saati duyurusunu ve genlik modülasyonlu koda eşdeğer artık saniye uyarı bilgilerini içerir, ancak bunlar, hata tespiti amacıyla 5 bitlik bir alanda birleştirilir.
Bir alıcının ABD gün ışığından yararlanma saati kurallarını uygulamasına izin veren iki DST duyuru biti vardır:
- dst_on[0], DST geçerli UTC gününün başlangıcında (00:00 UTC) geçerliyse ayarlanır.
- DST geçerli UTC gününün sonunda (24:00 UTC) geçerli olacaksa dst_on[1] ayarlanır.
İki bit, gün ışığından yararlanma saatinin değiştiği günlerde farklılık gösterir (yerel saat 02:00'de).
Ayrıca, kodlanması gereken on iki olası değer oluşturan üç artık saniye uyarı olasılığı (0, +1 veya -1 saniye) vardır. Bunlardan on biri , tek bitlik hata tespiti sağlayan ( herhangi iki geçerli kod arasında minimum 2 Hamming mesafesi) sağlayan, tek eşlikli 5 bit kodlar olarak kodlanmıştır .
16 olası tek-parite değerinden beşi (00011'den bir bitte farklılık gösterenlerin tümü) kullanılmaz ve en yaygın koşulu kodlamak için çift eşlik değeri 00011 kullanılır: DST yürürlükte, artık saniye beklemede değil. Bu, bu kod her iletildiğinde , tek bitlik hata düzeltmesi (en az 3 Hamming mesafesi) sağlar.
| DST uyarısı | sıçrama uyarısı | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Anlam | dst_on[0] | dst_on[1] | 0 | +1 | -1 |
| yürürlükte değil | 0 | 0 | 01000 | 11001 | 00100 |
| Bugün başlıyor | 0 | 1 | 10110 | 11010 | 10000 |
| Etkisinde | 1 | 1 | 00011 | 11111 | 01101 |
| Bugün sona eriyor | 1 | 0 | 10101 | 11100 | 01110 |
Yukarıdaki örnek bu yaygın durumu göstermektedir: DST yürürlükte ve bekleyen artık saniye yok (son artık saniye 4 gün önceydi).
Artık saniye sırasında, bit 59 (faz modülasyonlu kod 0 olan bir işaretleyici bit) yeniden iletilir.
DST programı
dst_on[1] tarafından sağlanan birkaç saatlik uyarıyı uzatmak için, başka bir 6 bitlik alan, sonraki DST değişikliğinin zamanlamasını kodlar. Kodlama biraz karmaşıktır, ancak etkili bir şekilde 5 bit bilgi sağlar. Üç bit değişiklik tarihini sağlar, ya Mart ayının ilk Pazar gününden sonraki 0 ila 7 Pazar (dst_on[1] = 0 olduğunda) ya da Kasım ayının ilk Pazar gününden sonraki 3 Pazar (dst_on[1] = olduğunda) öncesi 4 Pazar 1).
İki bit daha, değişikliğin saatini kodlar: yerel saatle 1:00, 2:00 veya 3:00 AM. Bu iki bitin dördüncü kombinasyonu (değişim tarihi bitlerini kullanarak) birkaç özel durumu kodlar: Başka bir zamanda DST, DST her zaman kapalı, DST her zaman açık ve beş ayrılmış kod.
Diğer uyarı alanında olduğu gibi, atanan 6 bitlik kodların çoğu, birbirinden 2'lik bir Hamming mesafesi sağlayan tek pariteye sahiptir. Ancak, 32 tek-parite kodundan 6'sı kullanılmaz (011011'den bir bitte farklılık gösterenlerin tümü) ve çift-parite kodu 011011, en yaygın DST kuralını (Mart ayının 2. Pazarı veya Mart ayının 1. Pazar günü) kodlamak için kullanılır. Kasım) Hamming mesafesi 3'tür.
Beş ilave ayrılmış kod, diğer çift eşlikli kod sözcüklerine, olası olmayan DST kural kodlarından 1'lik bir Hamming mesafesi atanır.
011011 örnek kodu, Kasım ayının ilk Pazar günü saat 02:00'de bir DST değişikliğini gösterir.
Mesaj çerçeveleri
Zaman kodu çerçevelerinin küçük bir yüzdesi (tipik olarak %10'dan az), acil durum yayınları gibi diğer bilgileri içeren bir dakikalık mesaj çerçeveleri ile değiştirilebilir.
Bu tür çerçevelerin ayrıntıları kesinleştirilmemiştir, ancak alternatif bir senkronizasyon sözcüğü (1101000111010 ve ikinci 59 sırasında bir 0) ile başlayacaklar ve zaman kodunun işaretleyici olmayan bitlerinde 42 bit zaman dışı veri içereceklerdir. Mesaj çerçeveleri hala 19. saniyede zaman[0] ve 49. saniyede bildirim biti içerir, böylece zamanı ±1 dakika içinde bilen bir alıcı onlarla senkronize olabilir.
Mesajların birden fazla mesaj çerçevesine yayılması beklenir.
Altı dakikalık zaman dilimleri
Her yarım saatte altı dakika, her saati 10-16 ve 40-46 dakika geçtikten sonra, bir dakikalık çerçeveler özel bir uzatılmış zaman çerçevesi ile değiştirilir. Bir dakikada 35 bit bilgi iletmek yerine, bu, 6 dakika boyunca 7 bit (sadece günün saati ve DST durumu) iletir, iletilen bit başına 30 kat daha fazla enerji verir, standart ile karşılaştırıldığında bağlantı bütçesinde 14.8 dB'lik bir iyileşme bir dakikalık zaman kodu.
360 bitlik kod sözcüğü üç bölümden oluşur:
- 0'dan 123'e kadar bir değeri kodlamak için değişken bir miktar sola döndürülen 127 bitlik bir dizi (7 bitlik bir doğrusal geri besleme kaydırma yazmacı tarafından oluşturulur ).
- 106 bitlik sabit bit dizisi.
- İlk dizinin 127 bitlik tersi. Ters çevrildiği için, etkili bir şekilde ters yönde döndürülür.
İletilen tek bilgi gün içindeki saattir (48 yarım saatten biri), artı mevcut ABD gün ışığından yararlanma saati durumu, 2×48 = 96 olası zaman kodu yapar.
Yaz saati uygulamasının değiştiği günlerde 04:10 ve 10:46 UTC arasında ek 2×14 = 28 zaman kodu iletilir ve yakın bir DST değişikliği için birkaç saatlik uyarı sağlanır.
Yayılma
WWVB'nin düşük frekanslı sinyali zemin boyunca daha iyi yayılma eğiliminde olduğundan , vericiden alıcıya giden sinyal yolu, WWV'nin iyonosfer ve yer arasında sıçradığında en güçlü olan kısa dalga sinyalinden daha kısa ve daha az türbülanslıdır . Bu, WWVB sinyalinin aynı sitede alınan WWV sinyalinden daha yüksek doğruluğa sahip olmasına neden olur. Ayrıca, uzun dalga sinyalleri geceleri çok daha uzağa yayılma eğilimi gösterdiğinden, WWVB sinyali bu süre zarfında daha geniş bir kapsama alanına ulaşabilir, bu nedenle birçok radyo kontrollü saat, yerel gece saatlerinde WWVB zaman koduyla otomatik olarak senkronize olacak şekilde tasarlanmıştır.
WWVB antenlerinin radyasyon modeli , günün bir bölümünde Amerika Birleşik Devletleri ve Güney Kanada'nın çoğunda en az 100 μV/m'lik bir alan gücü sunacak şekilde tasarlanmıştır . Bu değer termal gürültü tabanının oldukça üzerinde olmasına rağmen , insan yapımı gürültü ve çok çeşitli elektronik ekipmanlardan kaynaklanan yerel parazitler sinyali kolayca maskeleyebilir. Alıcı antenleri elektronik ekipmanlardan uzağa yerleştirmek, yerel girişimin etkilerini azaltmaya yardımcı olur.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Lombardi, Michael A.; Nelson, Glenn K. (12 Mart 2014). "WWVB: Radyodan Doğru Frekans ve Zaman Sağlayan Yarım Yüzyıl" (PDF) . Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü Araştırma Dergisi . Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü. 119 : 25–54. doi : 10.6028/jres.119.004 . ISSN 2165-7254 . PMC 4487279 . PMID 26601026 . Erişim tarihi: 24 Ağustos 2015 .
Dış bağlantılar
- "NIST Radyo İstasyonu WWVB" . - resmi internet sitesi
- "WWVB Radyo Kontrollü Saatler: Üreticiler ve Tüketiciler için Önerilen Uygulamalar" (PDF) .
- "NIST Özel Yayını 250-67" (PDF) . – NIST zaman ve frekans radyo istasyonları WWV, WWVH ve WWVB'nin ayrıntılı geçmişi ve açıklaması.
- "WWVB" . Gökdelen Sayfası .
- "PC'ler için Basit Radyo Saatleri" . – Ağ Zaman Protokolü ile kullanım için WWVB kontrollü (veya MSF veya DCF77) alıcı yapmak için Jon Buzzard'ın mükemmel NASIL sayfası.
- "WWVB kontrollü USB radyo saati" . – İsteğe bağlı harici antene sahip PC'ler için Radyo Saati.
- "WWVB Tabanlı Hassas Frekans Karşılaştırıcısı" . – WWVB alıcı ve step motor ile karakterize edilen frekans standartları (kristal veya rubidyum).
- "2012 WWVB Alıcı Modifikasyonu" . – Alıcı, WWVB'nin iletilen sinyalindeki bir değişikliği karşılamak için değiştirildi.
- "Telefon, bilgisayar veya radyo sinyali kullanarak zaman nasıl alınır" . – NIST'in SSS "Saat Kaç?" bölümünün bir parçası