Warm-/Heißstart eines GSM/GPS-Moduls

Ich bin neu in der Elektronik und versuche zu verstehen, wie ein "Warm- / Heißstart" funktioniert.

Ich arbeite derzeit mit jemandem zusammen, um einen PCB-Schaltplan für das SIM928A, ein GSM/GPS-Modul, zu entwerfen. Im Hardware-Design-PDF für den SIM928A können Sie sehen, dass er 12,5 Sekunden für einen A-GPS-Kaltstart anzeigt (ich nehme an, das ist überhaupt keine Leistung und dann plötzlich volle Leistung) und nur 1,5 Sekunden für einen "Warmstart". Gehe ich richtig davon aus, dass dies bedeutet, dass das Gerät in irgendeiner Form mit Strom versorgt wird, bevor es vollständig mit der empfohlenen Spannung versorgt wird?

Um diese viel kürzere Zeit bis zur ersten Fehlerbehebung zu erreichen, müsste ich eine Batterie haben, die das Gerät betreibt, um das SIM928A-Modul warm zu starten?

Außerdem merke ich für die Zeit bis zur ersten Fixierung mit einer Standard-GPS-Antenne, dass der Heißstart <1 s und ein Warmstart 26 Sekunden beträgt. Ich würde es wirklich schätzen, wenn jemand erklären könnte, warum das so ist und was der Unterschied zwischen dem Warmstart des Moduls und dem Warmstart ist.

Antworten (2)

Nein, ein „Warmstart“ bedeutet NICHT das Anlegen einer Teilspannung an das Modul.

Bei GPS-Systemen bezieht sich "Kaltstart" vs. "Warmstart" darauf, ob der Empfänger über gültige Informationen über die Umlaufbahnen der Satelliten, seine eigene Position und die Zeit verfügt und wie lange diese Informationen gültig waren.

Die meisten GPS-Empfängermodule enthalten eine Echtzeituhr und einen batteriegepufferten (oder Ultracap-gestützten) SRAM, um Daten zwischen Betriebssitzungen zu speichern. Wenn Sie einen GPS-Empfänger mit einer Positionslösung haben und ihn kurz ausschalten, kann er diese Informationen verwenden, um die Satelliten schnell wieder zu erfassen und mit der Erstellung neuer Lösungen zu beginnen. Dies liegt daran, dass es genau weiß, welche Satelliten in Sicht sein sollten und wie ihre Dopplerverschiebungen sein werden, was den "Suchraum" auf einen sehr kleinen Bruchteil der Möglichkeiten reduziert. Dies würde als "heißer Start" bezeichnet werden.

Ein "Warmstart" ist, wenn der Empfänger eine ungefähre Vorstellung davon hat, wo auf der Welt er sich befindet (oder zumindest wo er war, als er zuletzt ausgeschaltet wurde) und wie spät es ist. Dies ist auch die Art von Informationen, die von GPS-Unterstützungsprotokollen bereitgestellt werden. Diese Informationen schränken den Suchraum immer noch ein, aber nicht so stark wie bei einem heißen Start.

Ein "Kaltstart" tritt auf, wenn der Empfänger überhaupt keine gespeicherten Daten hat und möglicherweise nicht einmal die Tageszeit kennt. In diesem Fall muss es eine Blindsuche über den gesamten Suchraum (Satelliten-ID-Codes, Dopplerverschiebungen und Phasenausrichtungen) durchführen, bis es mindestens einen Satelliten findet. Sobald es einen einzigen Satelliten hat, hat es eine viel bessere Vorstellung von der aktuellen Uhrzeit und eine ungefähre Vorstellung davon, wo es sich auf der Welt befindet, und es kann damit beginnen, Umlaufbahndaten für die restlichen Satelliten herunterzuladen. Diese Daten kommen nur mit 50 Bit pro Sekunde an, und es kann viele Minuten dauern, bis sie alle erfasst sind. Diese Daten geben dem Empfänger jedoch schließlich einen Hinweis darauf, welche anderen Satelliten ebenfalls in Sichtweite sein sollten, wodurch der Suchraum erheblich eingeschränkt wird.

Das ist auch der Grund, warum GPS-Empfänger mehr Kanäle haben, als es Satelliten gibt – für den normalen Betrieb benötigen Sie nur einen Kanal pro Satellit, aber während der anfänglichen Suche können Sie den Suchraum dadurch schneller abdecken.

Die Terminologie Kalt-/Warm-/Warmstart bei der GPS-Positionsbestimmung hat mit dem Systemzustand zu tun, nicht mit der Elektronik.

Um einen GPS-Fix zu erhalten, benötigen Sie die folgenden Dinge:

  • Der Katalog der GPS-Satelliten und ihrer Sendefrequenzen (der „Almanach“)
  • Die genauen Orbitalelemente jedes Satelliten (die Ephemeridendaten)
  • Ein Signal von jedem von mindestens 4 Satelliten
  • Eine einigermaßen genaue Ortszeitreferenz

Da die GPS-Satelliten Zeitdaten senden, kann die letzte aus den Signalen selbst bestimmt werden, obwohl dies mehr Zeit und zusätzliche Verarbeitung erfordert. Und tatsächlich kann all das einfach aus den GPS-Signalen gewonnen werden, weshalb das System so zuverlässig ist, weil Sie nur ein Handgerät und die GPS-Satelliten benötigen. Die Almanachdaten werden alle 12,5 Minuten von den Satelliten ausgestrahlt. Und die Ephemeridendaten werden auch von den Satelliten ausgestrahlt, alle 30 Sekunden wiederkehrend.

Ein "Kalt"- oder Werksstart bedeutet, dass Sie keine dieser Daten haben, was bedeutet, dass Ihr Handy systematisch alle möglichen Frequenzen durchsuchen muss, um herauszufinden, welche Satelliten über Ihnen sind, und es muss warten, bis Sie den Almanach und die Ephemeriden hören (herunterladen). Daten, bevor es beginnen kann, die empfangenen Signale zu verstehen. Dies kann so lange oder länger dauern wie der Empfang der Almanachdaten, der bis zu 12,5 Minuten dauern kann.

Ein "Warmstart" bedeutet, dass Sie die Almanachdaten und die letzten Positionsdaten haben. Das bedeutet, dass Sie bestimmen können, welche Satelliten sichtbar sein sollten, sodass Sie wissen, nach welchen Signalen Sie suchen und versuchen müssen, sie zu verwenden. Aber Sie müssen noch die Ephemeridendaten herunterladen, was ungefähr 30 Sekunden oder länger dauern wird.

Ein „heißer“ Start bedeutet, dass Sie über alle Daten verfügen, die Sie benötigen, plus aktuelle Standortdaten, und Sie benötigen vielleicht nur einen Frame mit GPS-Signaldaten von jedem der über 4 Satelliten, bevor Sie einen Fix bestimmen können, was 10 Sekunden oder weniger dauern kann .

Bei Verwendung von A-GPS (unterstütztes GPS) laden Sie die Ephemeriden- und Almanachdaten über einen Seitenkanal herunter (d. h. das Internet über WLAN, 3G/LTE oder eine kabelgebundene Verbindung), wodurch Sie direkt zu einem Warm- oder Heißstart springen können.