WWVB

WWVB
NIST 시간 & 주파수 서비스
WWVB Antenna.jpg
WWVB 안테나 및 서포트 타워
유형타임 스테이션
나라
미국
소유권
소유자국립표준기술연구원
역사
출시일자1956년 7월(실험 라이선스 KK2X에 따름)EI)
1963년 7월 4일 (WWVB로서)
커버리지
유용성캐나다, 미국, 멕시코
링크
웹사이트"WWVB home page".

WWVB는 콜로라도주 포트 콜린스 인근의 시간신호 라디오 방송국으로 국립표준기술원(NIST)이 운영하고 있다.[1]북아메리카의[2] 대부분의 무선 제어 시계는 정확한 시간을 설정하기 위해 WWVB의 전송을 사용한다.WWVB에서 전송되는 70 kW ERP 신호는 60 kHz의 연속 반송파로 주파수는 송신기 부지에 위치한 원자 시계 세트에서 파생되어 10분의12 1 미만의 주파수 불확실성을 산출한다.IRIG "H" 시간 코드 형식에 기초하고 동일한 원자 클럭 집합에서 파생된 초당 1비트 시간 코드는 펄스 폭 변조 및 진폭 이동 키잉을 사용하여 반송파로 변조된다.시간 코드의 단일 전체 프레임은 매 분 시작에 시작하여 1분 동안 지속되며 분 시작 시점에서 연도, 일, 시간, 분 및 기타 정보를 전달한다.

WWVB는 다중 단파 무선 주파수로 음성 및 시간 코드를 모두 방송하는 시간 신호 스테이션인 WWV와 공동 배치되어 있다.WWVB는 약자나 약어가 아니라 라디오 방송국의 호출부호다.

대부분의 시간 신호는 방송국의 현지 시간을 인코딩하지만, 미국은 여러 시간대에 걸쳐 있기 때문에 WWVB는 시간을 조정된 보편적 시간(UTC)으로 방송한다.그런 다음 무선 제어 시계는 현지 시간을 표시하기 위해 필요한 시간대와 일광 절약 시간 오프셋을 적용할 수 있다.[3]방송에 사용되는 시간은 UTC(NIST)로 알려진 NIST 시간 척도로 설정된다.이 시간 척도는 마스터 클럭의 앙상블의 계산된 평균 시간이며, 그 자체는 NIST-F1과 NIST-F2 세슘 분수 원자 시계에 의해 교정된다.[4]

2011년에 NIST는 WWVB 수신기가 장착된 라디오 시계와 손목시계의 수를 5천만 개 이상으로 추정했다.[5]

WWVB는 NIST의 단파 시간 코드 및 고시 스테이션 WWV 및 WWVH와 함께 2019 NIST 예산에서 삭제 및 제거를 위해 제안되었다.[6]그러나, 2019년 최종 NIST 예산은 3개 스테이션에 대한 자금후원을 보존했다.[7]

NIST 시간 신호 스테이션 서비스[8]
역 연도
가동 중인		 일년 내내
유용한, 도움이 되는		 라디오
주파수		 오디오
주파수		 뮤지컬
투구하다		 시간
간격		 시간
신호.		 UT2
수정		 전파
예측		 지구물리학
경보
WWV 1923 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
WWVH 1948 ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
WWVB 1963 ✔ ✔ ✔ ✔
WWVL 1963 1972 ✔

역사

LF와 VLF(매우 저주파) 방송은 오래 전부터 시간과 주파수 표준을 분배하는 데 이용되어 왔다.1904년 초, 미국 해군 천문대(USNO)는 항해에 대한 보조 수단으로 보스턴 시에서 오는 시간 신호를 방송하고 있었다.이 실험과 그와 같은 다른 실험들은 LF와 VLF 신호가 상대적으로 낮은 전력을 사용하여 넓은 영역을 커버할 수 있다는 것을 분명히 했다.1923년까지 NIST 라디오 방송국 WWV는 75 - 2,000 kHz 범위의 주파수로 대중에게 표준 반송파 신호를 방송하기 시작했다.

이러한 신호는 무선 장비를 교정하는 데 사용되었는데, 점점 더 많은 방송국이 운영됨에 따라 점점 더 중요해졌다.수년에 걸쳐 많은 무선 항법 시스템은 LF와 VLF 대역에서 방송되는 안정적인 시간과 주파수 신호를 사용하여 설계되었다.이러한 항법 시스템들 중에서 가장 잘 알려진 것은 배와 비행기가 여러 송신기에서 방송되는 100kHz 신호의 수신을 통해 항해를 할 수 있게 한 현재 완비된 로란-C이다.

현재 WWVB는 1956년 7월에 라디오 방송국 KK2XEI로 시작되었다.송신기는 콜로라도 주 볼더에 위치했고 유효 복사 전력(ERP)은 1.4와트에 불과했다.그렇더라도 이 신호는 매사추세츠주 하버드대에서 감시가 가능했다.이 실험적인 전송의 목적은 무선 경로가 안정적이고 저주파에서 주파수 오차가 작다는 것을 보여주기 위함이었다.

1962년 현재 국립표준기술원(NIST)으로 알려진 국립표준국(NBS)은 콜로라도주 포트 콜린스 인근 부지에 새로운 시설을 건설하기 시작했다.이 부지는 볼더 서쪽 산에서 옮겨온 20kHz 역인 WWVB와 WWVL의 본거지였다.

그 부지는 몇 가지 이유로 매력적이었는데, 하나는 토양의 높은 알칼리성 때문이었다.또한 보울더(약 50마일 또는 80km)와 상당히 가까웠기 때문에 직원과 관리가 용이했지만 산에서 훨씬 멀리 떨어져 있어 전방위적인 신호를 방송하기에 더 좋은 선택이었다.

WWVB는 1963년 7월 4일(UTC 0:00 7월 5일) 60kHz에서 5kW ERP 신호를 방송하면서 [9]방송되었다.WWVL은 20kHz에서 26kHz로 주파수 편이 키잉을 사용하여 다음 달 20kHz에서 0.5kW ERP 신호를 전송하기 시작했다.WWVL 방송은 1972년 7월에 중단되었고, WWVB는 국가 인프라의 영구적인 부분이 되었다.

타임 코드는 1965년 7월 1일에 WWVB에 추가되었다.이를 통해 신호를 수신하고 해독한 다음 자동으로 동기화할 수 있는 시계가 설계될 수 있게 되었다.타임 코드 형식은 1965년 이후 약간만 바뀌었을 뿐, 4개의 이진 비트를 사용하여 각 숫자를 이진 코딩된 십진법(BCD)으로 보낸다.

WWVB의 ERP는 여러 번 증가되었다.7 kW로, 그 후 초기에는 13 kW ERP로 상향 조정되었다.1998년 대규모 업그레이드가 1999년에 50kW로, 그리고 마침내 2005년에 70kW로 전력을 증가시킬 때까지 수 년 동안 남아 있었다.전력 증가는 커버리지 면적을 훨씬 더 크게 만들었고, 간단한 안테나를 가진 소형 수신기가 신호를 더 쉽게 수신할 수 있게 했다.이로 인해 NIST 시간과 일치하도록 "자신을 설정"하는 많은 새로운 저비용 무선 제어 시계가 도입되었다.

서비스 개선 계획

WWVB의 콜로라도 위치는 미국 동부 해안에서 신호를 가장 약하게 만들며, 도시 밀도 또한 상당한 간섭을 일으킨다.2009년에 NIST는 기상이나 다른 원인으로 인해 송신기 사이트 하나가 작동하지 않을 경우 동부 해안에서 두 번째 코드 송신기를 추가하여 신호 수신을 개선하고 전체 시스템에 일정량의 건전성을 제공할 가능성을 제기했다.그러한 송신기는 동일한 시간 코드를 사용하지만 주파수는 다를 것이다.[10]

40kHz를 사용하면 일본 JJY 송신기에 대해 이미 생산된 이중 주파수 시간 코드 수신기를 사용할 수 있다.[11]75 kHz에서 스위스 장파 시간 스테이션 HBG가 해체됨에 따라 이 주파수도 잠재적으로 이용할 수 있다.

앨라배마주 헌츠빌에 있는 레드스톤 아스널을 근거로 송신기를 설치할 계획이 세워졌지만 마셜 우주 비행 센터는 이 같은 고출력 송신기를 운용에 너무 가까이 두는 것에 반대했다.2009년 ARRA '지불법안'의 일환으로 배정된 자금 지원은 난맥상이 해소되기 전에 만료돼 현재 건설될 가능성은 낮다.[12]

NIST는 2012년에 다른 두 가지 아이디어를 탐구했다.하나는 현재의 송신기 부위에서 두 번째 송신 주파수를 추가하는 것이었다.신호 강도에 도움이 되지는 않았지만 간섭 및 (주파수 의존적) 다중 경로 페이딩의 발생률을 줄였을 것이다.

두 번째 송신기에 대한 아이디어는 하나도 실행되지 않았다.

대신에 NIST는 2012년에 두 번째 아이디어를 구현하여 WWVB 통신사에 위상 변조를 추가했다.이를 위해서는 추가 송신기나 안테나가 필요하지 않으며, 위상 변조는 이미 독일 DCF77 및 프랑스 TDF 시간 신호에 의해 성공적으로 사용되었었다.[12]위상 변조를 해독하는 수신기는 PWM/ASK 시간 코드보다 낮은 수신 신호 대 잡음 비에서 사용 가능한 수신이 가능하여 프로세스 이득이 클 수 있다.그 방법은 이 글의 뒷부분에 더 자세히 설명되어 있다.

안테나

WWVB 안테나 나선 하우스 좌표(WGS84)
북쪽 40°40′50.6″N 105°03′01.7″W/40.680722°N 105.050472°W/ 40.680722; -105.050472(WWVB - 북쪽 안테나)
남쪽 40°40′28.9″N 105°02′42.3″W/40.674694°N 105.045083°W/ 40.674694; -105.045083(WWVB - 남쪽 안테나)

좌표: 40°40′41″N 105°02′49″W / 40.67806°N 105.04694°W / 40.67806; -105.04694(WWVB - 송신기 건물)

WWVB 신호는 2,810피트(857m) 간격으로 동일한 두 안테나 시스템의 단계적 배열을 통해 전송되며, 그 중 하나는 이전에 WWVL에 사용되었다.각각 '상부하 단극'(T-aerial)을 매달 때 사용하는 400피트(122m)짜리 타워 4개로 구성돼 있으며, 타워가 지탱하는 수평면(용량성 '상단모자')에 다이아몬드 모양의 '웹'(수직성 '상단모자'), 지상 모자와 지상의 '헬렉스 하우스'를 연결하는 가운데의 다운리드(수직 케이블)로 구성돼 있다.이 구성에서 다운리드는 안테나의 복사 요소다.각 나선 하우스는 이중 고정 가변 인덕터 시스템을 포함하고 있으며, 안테나 시스템을 최대 복사 효율로 유지하기 위해 피드백 루프를 통해 송신기와 자동으로 일치된다.다운리드와 상단 모자의 조합은 60kHz에서 비실용적인 4,100피트(1,250m) 높이로 되어 있는 단일 1/4파장 안테나를 대체하도록 설계되었다.[13]

1990년대 후반에 WWVB 현대화 프로그램의 일환으로 해체된 WWVL 안테나는 새로 고쳐져서 현재의 단계적 배열로 통합되었다.두 안테나를 동시에 사용하면 50kW(Later 70kW) ERP로 증가하였다.이 기지는 또한 한 안테나에서 작동할 수 있게 되었고, ERP는 27kW, 엔지니어는 다른 안테나에서 정비를 수행할 수 있게 되었다.[13]

변조 형식

WWVB는 초당 1비트의 속도로 데이터를 전송하며, 현재 시간과 날짜를 1세기 내에 전송하는 데 60초가 걸린다.이러한 목적을 위해 사용되는 두 개의 독립적인 시간 코드가 있다.1962년 이후 사소한 변경 사항과 함께 사용되어 온 진폭 변조 시간 코드와 2012년 말에 추가된 위상 변조 시간 코드.[14]

진폭 변조

정상 ERP가 70kW인 WWVB 60kHz 반송파는 각 UTC 시작 시 17dB(to 1.4kW ERP)만큼 전원이 감소한다.그것은 2차 기간 중 어느 때 완전 전원으로 복구된다.감전된 전력의 지속 시간은 다음 세 가지 기호 중 하나를 인코딩한다.

  • 전원이 1/5초(0.2초) 동안 감소하는 경우 이는 값이 0인 데이터 비트다.
  • 0.5초 동안 전원이 감소하면 이는 값이 1인 데이터 비트다.
  • 5분의 4초(0.8초) 동안 전원이 감소하는 경우 이는 프레임에 사용되는 특수 비데이터 "마커"이다.

매 분마다 7개의 마커가 정규 패턴으로 전송되어 수신자가 분 시작 부분을 식별하여 데이터 비트의 정확한 프레임을 확인할 수 있다.나머지 53초는 현재 시간, 날짜 및 관련 정보를 인코딩하는 데이터 비트를 제공한다.

WWVB의 최대 ERP가 50kW였던 2005년 7월 12일 이전에는 전력 감소가 10dB로 5kW 신호가 발생하였다.더 큰 변조 깊이로의 변화는 송신기 전력을 증가시키지 않고 커버리지를 증가시키기 위한 일련의 실험의 일부였다.[15]

위상 변조

독립 시간 코드는 WWVB 통신사의 2진 위상 편이 키잉에 의해 전송된다.1비트는 캐리어의 위상(180° 위상 편이)을 1초간 뒤집어서 인코딩한다.0비트는 정상 반송파 위상과 함께 전송된다.위상 편차는 해당 UTC 초 후 0.1초 후에 시작되므로 반송파 진폭이 낮은 동안 전환이 발생한다.[14]: 2–4

위상 편이 키잉을 사용하면 좀 더 정교하게(그러나 현대 전자 표준에 의해 여전히 매우 간단한) 수신기가 훨씬 더 명확하게 0과 1비트를 구별할 수 있어 WWVB 신호 레벨이 약하고, 무선 주파수 노이즈가 높으며, 영국 인터퍼의 MSF 시간 신호등이 있는 미국 동부 해안에서 수신의 개선을 가능하게 한다.es [16]때때로

진폭 변조 시간 코드와 같은 마커가 없다.미세 프레임은 대신 고정된 패턴의 데이터 비트에 의해 제공되며, 매 분 마지막 초와 다음 초의 첫 13초에 전송된다.진폭 변조 마커는 0.2초의 최대강도 캐리어만을 제공하기 때문에 위상 변조를 해독하기가 더 어렵다.따라서 위상 변조된 시간 코드는 중요한 정보를 위해 분 내에 이러한 비트 위치를 사용하지 않는다.

반송파 위상 추적 수신기 허용량

2012년 말에 추가된 이 위상 변조는 반송파의 진폭만 고려하는 인기 무선 제어 클럭에는 영향을 미치지 않지만, 반송파 위상을 추적하는 수신기를 무력화(레어)시킬 것이다.[17]

위상 추적 수신기 사용자가 시간을 조정할 수 있도록, 처음에 위상 변조 시간 코드를 정오와 자정 마운틴 표준 시간(07:00 및 19:00 UTC)에서 시작하여 30분간 매일 두 번 생략했다.이것은 수신자가 WWVB 반송파 단계에 고정할 수 있는 충분한 기회를 제공했다.이 용돈은 2013년 3월 21일자로 없어졌다.[18]

스테이션 ID

위상 변조된 시간 코드가 추가되기 전에, WWVB는 반송파의 단계를 시 10분에 45°씩 앞당기고, 5분 후에 정상(-45° 변속)으로 복귀함으로써 스스로를 식별했다.이 단계 단계는 "절단 및 붙여넣기"와 동일했다.60kHz 반송파 사이클의 1⁄8 또는 약 2.08 μs.

이 스테이션 ID 방법은 VLF 및 LF 대역의 협대역 고전력 송신기에 공통적으로 사용되었으며, 다른 간섭 요인들이 호출 문자 전송의 정상적인 방법을 방해한다.

2012년 말에 위상 변조 시간 코드가 추가되었을 때, 이 역 식별은 제거되었다. 시간 코드 형식 자체가 역 식별의 역할을 한다.[14]: 2

진폭 변조 시간 코드

매 분마다 WWVB는 현재 시간을 이진 코딩된 소수점 형식으로 방송한다.이는 IRIG 타임코드를 기반으로 하지만 비트 인코딩 및 전송 비트의 순서는 현재 또는 과거의 IRIG 시간 분배 표준과 다르다.

  • 마커는 매분 0, 9, 19, 29, 39, 49, 59초 동안 전송된다.따라서 연속 2개의 마커 중 2번째 마커의 시작은 분 단위 상단을 나타내며, 시간 코드의 다음 프레임에 대한 정시 마커 역할을 한다.마커는 수신기가 시간 코드의 프레임을 적절하게 설정할 수 있도록 하기 위해 중요하다.
  • 또한 도약 초 동안 마커가 전송된다.이 예외적인 경우, 3개의 연속적인 마커가 전송될 것이다: 하나는 두 번째 59에, 다른 하나는 두 번째 60에, 그리고 다른 하나는 두 번째 0에.세 번째 마커의 시작은 분간의 시작을 나타낸다.
  • 사용되지 않은 비트는 11개로 이진수 0으로 전송된다.
  • 나머지 42비트, 0과 1은 2진수 시간 코드와 기타 정보를 담고 있다.

시간 코드가 식별하는 정확한 순간인 정시 마커는 프레임 기준 마커의 선행(음진) 에지다.따라서 시간 코드는 항상 그것이 나타내는 순간 직후 분에 전송되며, UTC에서 그 순간에 시계가 표시되어야 하는 시간 및 분(시간대 또는 일광 절약 오프셋이 적용되기 전)과 일치한다.

다음 도표에서 청록(0 dBr) 블록은 최대 강도 캐리어를 나타내며, 진한 파란색(-17 dBr) 블록은 감소된 강도 캐리어를 나타낸다.가장 넓은 암청색 블록 - 반송파 강도를 감소시키는 가장 긴 간격(0.8초)은 0, 9, 19, 29, 39, 49 및 59초에 발생하는 마커다.나머지 짙은 파란색 블록 중에서 가장 좁은 블록은 0.2초 지속시간의 감소된 반송파 강도를 나타내며, 따라서 0의 데이터 비트를 나타낸다.중간 폭(예: 초:02 및 :03)은 0.5초 지속시간의 감소된 반송파 강도를 나타내며, 따라서 값 1의 데이터 비트를 나타낸다.

WWVB time code format.svg

위의 예는 다음을 인코딩한다.

  • 2008년 3월 6일 66일 (3월 6일)
  • UTC 07:30:00:00에 시작하는 분 동안
  • DUT1은 -0.3초(따라서 UT1은 07:29:59.7)
  • DST는 오늘 발효되지도 않고, 발효하지도 않는다.
  • 계류 중인 윤초가 없지만, 현재 연도는 윤년이다.

아래 표는 위의 예에서 나온 비트가 "Ex" 열인 것을 보다 자세히 보여준다.

WWVB 시간 코드 구조
비트 무게 의미 Ex 비트 무게 의미 Ex 비트 무게 의미 Ex
:00 FRM 프레임 참조 마커 M :20 0 사용되지 않음, 항상 0. 0 :40 0.8 DUT1 값(0–0.9초).
DUT1 = UT1−UTC.
예:0.3		 0
:01 40 분(00~59)
예: 30		 0 :21 0 0 :41 0.4 0
:02 20 1 :22 200 일 년 중
1=1월 1일
365=12월 31일
(윤년일 경우 366)
예: 66(3월 6일)		 0 :42 0.2 1
:03 10 1 :23 100 0 :43 0.1 1
:04 0 0 :24 0 0 :44 0 사용되지 않음, 항상 0. 0
:05 8 0 :25 80 0 :45 80 연도 (00-99년)
예: 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 표식기 M :29 P3 M :49 P5 M
:10 0 사용되지 않음, 항상 0. 0 :30 8 0 :50 8 1
:11 0 0 :31 4 1 :51 4 0
:12 20 시간(00–23)
예: 07		 0 :32 2 1 :52 2 0
:13 10 0 :33 1 0 :53 1 0
:14 0 0 :34 0 사용되지 않음, 항상 0. 0 :54 0 사용되지 않음, 항상 0.[19] 0
:15 8 0 :35 0 0 :55 라이이 윤년지표 1
:16 4 1 :36 + DUT1 기호.
+, 비트 36 및 38이 설정된 경우.
-인 경우 비트 37이 설정된다.
예: -		 0 :56 LSW 월말 윤초 0
:17 2 1 :37 − 1 :57 2 DST 상태 값(이진수):
00 = DST가 적용되지 않음.
10 = 오늘부터 DST가 시작된다.
11 = 유효 DST.
01 = DST가 오늘 끝난다.
 0
:18 1 1 :38 + 0 :58 1 0
:19 P2 표식기 M :39 P4 표식기 M :59 P0 표식기 M

공지 비트

WWVB 시간 코드의 여러 비트는 다가올 사건에 대한 경고를 제공한다.

비트 55는 설정했을 때 현재 연도가 윤년임을 나타내며 2월 29일을 포함한다.이것은 시간 코드가 세기를 포함하지 않더라도 수신자가 그레고리력으로 윤년 규칙에 따라 일수를 월과 일로 번역할 수 있게 한다.

윤초가 월말로 예정되어 있을 때는 월초에 가까운 곳에 비트 56을 설정하고 윤초 삽입 직후에 리셋한다.

DST 상태 비트는 미국 일광 절약 시간 규칙을 나타낸다.비트는 00:00 UTC에서 시작하는 분 동안 매일 업데이트된다.분당 57초에 전송되는 첫 번째 DST 비트는 UTC의 날이 시작될 때 DST가 발효되거나 종료되는 시점에 변경된다.다른 DST 비트는 두 번째 58에서 24시간 후에 변경된다(DST 변경 후).따라서 DST 비트가 다르면 현재 UTC일 동안 현지 시간 02:00에 DST가 변경된다.그 후 현지 시간으로 다음 02:00 이전에 비트는 동일할 것이다.

DST 비트의 각 변경 사항은 현지 시간대와 DST가 시작 또는 종료되는지 여부에 따라 PST 16:00~20:00 EDT 사이에 미국 본토에서 먼저 수신될 것이다.따라서 동부 표준시(UTC-5)의 수신기는 정확한 시간에 로컬 시간 표시를 변경하려면 DST가 시작되기 7시간 전과 DST가 종료되기 6시간 전에 "DST가 변경되고 있다" 표시를 올바르게 수신해야 한다.따라서 센트럴, 마운틴, 퍼시픽 시간대의 수신자는 각각 1시간, 2시간, 3시간 이상의 사전 통지가 있다.

비트가 다르다는 것을 알아차릴 경우 현지 시간으로 다음 02:00에 변경사항을 적용하는 것은 수신 클럭에 달려 있다.수신 시계가 변경 당일 현지 시간으로 00:00 UTC와 02:00 사이에 업데이트를 수신하지 못할 경우, 그 후 다음 업데이트에 DST 변경사항을 적용해야 한다.

DST 상태 비트의 등가 정의는 DST가 현재 UTC 날짜의 종료일인 24:00 Z에서 발효될 경우 비트 57이 설정된다는 것이다.비트 58은 DST가 현재 UTC 날짜의 시작인 00:00 Z에서 발효된 경우 설정된다.

위상 변조 시간 코드

위상 변조 시간 코드는 완전히 업데이트되었으며 진폭 변조 시간 코드와는 관련이 없다.유일한 연결은 60초 프레임으로도 전송되며, 진폭 변조 마커(초기의 20%만 최대 강도로 전송되는 경우)는 필수 시간 코드 정보에 사용되지 않는다.

1분 단위 시간 틀

시간은 0에서 52595999(또는 24 윤년만 있는 세기 52594559)까지 26비트 "세기의 분"으로 전달된다.[14]진폭 변조 코드와 마찬가지로 시간은 식별된 순간의 분에 전송된다. 시계는 표시하기 위해 시간을 증가시켜야 한다.

추가로 5개의 오류 수정 비트는 단일 비트 오류를 수정하거나 이중 비트 오류를 감지할 수 있는 31비트 해밍 코드를 생성한다.

또 다른 필드는 표준 WWVB와 유사한 DST와 윤초 알림 비트를 인코딩하고, 새로운 6비트 필드는 예정된 DST 변경에 대해 매우 고급 경고를 제공한다.

분당 전송되는 60비트는 다음과 같이 나뉜다.

  • 고정 동기 비트 14개(0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0)
  • 32비트 시간(구성:
    • 26비트 이진분 of 세기(세기에 36525일 동안 0–52595999)
    • 5 ECC 비트, 해밍(31,26) 코드 만들기
    • 분 중 가장 중요한 비트의 1비트 복사본
  • DST 상태 및 도약 보류 중 5비트로 구성됨:
    • 진폭 변조 코드에서와 같이 DST 상태 2비트
    • 도약 2비트(3개 가능성)의 경고
    • 홀수 패리티 비트 1개(한 가지 예외 포함, 아래 참조)
  • 다음을 구성하는 6비트 DST 규칙 코드:
    • 다음 변경 시간을 나타내는 2비트(1/2/3시 또는 안 함)
    • 변경 날짜를 나타내는 3비트(일요일)
    • 홀수 패리티 비트 1개(한 가지 예외 포함, 아래 참조)
  • 1비트 "NIST 알림"
  • 예약 비트 2개

이미 몇 초 이내에 도달하는 시간을 알고 있는 수신기는 개별 시간 코드 비트를 구별할 수 없는 경우에도 고정된 동기화 패턴과 동기화할 수 있다.

전체 시간 코드(참조용 진폭 변조 코드 포함)는 다음과 같이 전송된다.

WWVB 위상 변조 시간 코드[14]: 5
비트 앰프 Ex 위상 의미 Ex 비트 앰프 Ex 위상 의미 Ex 비트 앰프 Ex 위상 의미 Ex
:00 FRM M 동기[12] 고정된
동기를 맞추다
무늬를 넣다		 0 :20 — 0 시간[24] 이진수
의 분량.
세기
0 – 52,
595,999		 0 :40 DUT1 0 시간[6] 0
:01 극히 작은
십수의		 0 동기화[11] 0 :21 — 0 시간[23] 0 :41 1 시간[5] 0
:02 1 동기화[10] 1 :22 날
100년대		 0 시간[22] 1 :42 0 시간[4] 1
:03 1 동기화[9] 1 :23 1 시간[21] 1 :43 0 시간[3] 1
:04 — 0 동기화[8] 1 :24 — 0 시간[20] 0 :44 — 0 시간[2] 0
:05 극히 작은
하나		 0 동기화[7] 0 :25 날
십수의		 1 시간[19] 0 :45 연도
십수의		 0 시간[1] 1
:06 0 동기[6] 1 :26 0 시간[18] 1 :46 0 시간[0] 0
:07 0 동기화[5] 1 :27 0 시간[17] 0 :47 0 dst_ls[4] DST/
도약
둘째
경고		 0
:08 0 동기[4] 0 :28 0 시간[16] 0 :48 1 dst_ls[3] 0
:09 M P1 동기화[3] 1 :29 M P3 R 0 :49 M P5 공지 1
:10 — 0 동기화[2] 0 :30 날
하나		 0 시간[15] 0 :50 연도
하나		 0 dst_ls[2] 0
:11 — 0 동기화[1] 0 :31 1 시간[14] 1 :51 0 dst_ls[1] 1
:12 시간
십수의		 0 동기화[0] 0 :32 1 시간[13] 1 :52 1 dst_ls[0] 1
:13 1 시간[4] 시간
동등성
(ECC)		 1 :33 0 시간[12] 0 :53 0 dst_next[5] 다음 DST
일정표		 0
:14 — 0 시간[3] 0 :34 — 0 시간[11] 0 :54 — 0 dst_next[4] 1
:15 시간
하나		 0 시간[2] 0 :35 — 0 시간[10] 0 :55 라이이 1 dst_next[3] 1
:16 1 시간[1] 1 :36 DUT1
서명하다		 1 시간[9] 1 :56 LSW 0 dst_next[2] 0
:17 1 시간[0] 0 :37 0 시간[8] 1 :57 DST 1 dst_next[1] 1
:18 1 시간[25] 0 :38 1 시간[7] 0 :58 1 dst_next[0] 1
:19 M P2 시간[0] (iii) 0 :39 M P4 R 내성적인 1 :59 M P0 동기화[13] 0

필드 내의 비트는 비트 0에서 가장 유의하지 않은 비트로 번호가 매겨진다. 각 필드는 가장 유의한 비트를 먼저 전송한다.

이 예는 2012년 7월 4일 17:30과 17:31 UTC 사이에 전송된 시간 코드를 보여준다.[14]: 12–13 BCD 진폭 코드는 연간 186일 17:30의 시간을 보여준다.

이진 시간 코드는 분 0x064631A = 6578970을 나타낸다.하루에 1440분으로 나누면, 이것은 금세기 4568일의 분 1050(=17×60 + 30)이다.2012년 이전 12년 동안 365×12 + 3 = 4383일이 있기 때문에 이날은 1년 중 185일이다.이 날 번호는 BCD 시간 코드와 같은 1이 아니라 1월 1일에 0으로 시작되므로 같은 날짜를 인코딩한다.

공지 비트

위상 변조 코드는 방송 UTC를 시민시간으로 전환하는 데 유용한 추가 공지 비트를 포함한다.

진폭 변조 코드에서 발견된 DST 및 도약 2차 경고 비트와 더불어 추가 DST 스케줄 필드는 일광 절약 시간 규칙에 대한 몇 개월 전의 경고를 제공한다.

마지막 비트인 "notice" 비트는 nist.gov/pml/div688/grp40/wwvb.cfm에 게시된 WWVB 사용자들에 대한 관심 발표가 있음을 나타낸다.

두 개의 예약된 비트는 현재 정의되어 있지 않지만 0으로 보장되어 있지 않다. 그 중 하나가 위의 예에서 1로 전송된다는 점에 유의하십시오.

진폭 변조 코드의 DUT1 정보(+0.4초)와 윤년 표시기 비트(2012년은 윤년)는 위상 변조 코드에 포함되지 않으며, 천체 항법에 DUT1의 사용은 위성 항법에 의해 폐기되었다.

DST 및 도약 2차 경고

위상 변조된 시간 코드는 일광 절약 시간 공지 및 진폭 변조 코드에 상당하는 도약 2차 경고 정보를 포함하지만 오류 감지를 위해 하나의 5비트 필드로 결합된다.

수신자가 미국 일광 절약 시간 규칙을 적용할 수 있도록 하는 DST 발표 비트는 두 가지가 있다.

  • dst_on[0]은 DST가 현재 UTC일(00:00 UTC)의 시작에 발효된 경우 설정된다.
  • dst_on[1]은 DST가 현재 UTC일(24:00 UTC)이 끝날 때 발효될 경우 설정된다.

두 비트는 일광 절약 시간이 변경되는 날(현지 시간 02:00)에 따라 달라진다.

또한 3개의 윤초 경고 가능성(0, +1 또는 -1초)이 있어 인코딩이 필요한 12개의 값이 가능하다.이 중 11개는 홀수 패리티를 가진 5비트 코드로 인코딩되어 단일 비트 오류 감지(유효한 두 코드 사이의 최소 해밍 거리 2)를 제공한다.

16개의 가능한 홀수 패리티 값 중 5개 값(모두 00011과 1비트가 다른 값)은 사용되지 않으며, 가장 일반적인 조건인 DST를 인코딩하는 데 이븐 패리티 값 00011이 사용된다.이것은 이 코드가 전송될 때마다 단일 비트 오류 수정(최소 해밍 거리 3)을 제공한다.

WWVB 위상 변조 경고 비트
DST 경고 도약경고
의미 dst_on[0] dst_on[1] 0 +1 −1
유효하지 않음 0 0 01000 11001 00100
오늘부터 시작 0 1 10110 11010 10000
실제로 1 1 00011 11111 01101
오늘 종료 1 0 10101 11100 01110

위의 예는 DST가 시행 중이며, 어떤 도약도 미결 상태인 것이 없다는 일반적인 경우를 보여준다(마지막 도약 2차는 4일 전이었다).

도약 초 동안 비트 59(위상 변조 코드가 0인 마커 비트)가 다시 전송된다.

DST 스케줄

dst_on[1]에서 제공하는 몇 시간의 경고를 연장하기 위해 다른 6비트 필드가 다음 DST 변경 스케줄을 인코딩한다.인코딩은 다소 복잡하지만, 효과적으로 5비트의 정보를 제공한다.3비트는 3월의 첫 번째 일요일 이후 0~7일(dst_on[1] = 0일) 또는 11월의 첫 번째 일요일 이후 3일 전 4일(dst_on[1] = 1)의 변경 날짜를 제공한다.

변경 시간(현지 시간 1:00, 2:00 또는 3:00 AM)을 두 비트 더 암호화하십시오.이 두 비트의 네 번째 조합은 (변경 날짜 비트를 사용한) 몇 가지 특수한 경우: DST, DST 항상 꺼짐, DST 항상 켜짐, 5개의 예약 코드.

다른 경고 필드와 마찬가지로, 할당된 6비트 코드의 대부분은 홀수 패리티를 가지며, 해밍 거리를 서로 2로 제공한다.그러나 32개의 홀수 패리티 코드 중 6개는 사용되지 않으며(011011과 1비트가 다른 모든 코드) 이븐 패리티 코드 011011은 해밍 거리 3의 가장 일반적인 DST 규칙(3월 2일 일요일 또는 11월 1일 일요일)을 인코딩하는 데 사용된다.

5개의 추가 예약 코드는 예상하지 못한 DST 규칙 코드에서 1의 Hamming 거리인 다른 짝수 코드 단어에 할당된다.

예시 코드 011011은 11월의 첫 번째 일요일 02:00에 DST의 변화를 나타낸다.

메시지 프레임

시간 코드 프레임 중 작은 비율(일반적으로 10% 미만)[14]: 5 은 비상 방송과 같은 다른 정보를 포함하는 1분 메시지 프레임으로 대체될 수 있다.

이러한 프레임의 세부사항은 확정되지 않았지만 대체 동기화 단어(110100011101010, 2차 59 중 0)로 시작하고 시간 코드의 비마커 비트에 42비트의 비시간 데이터를 포함시킨다.메시지 프레임은 여전히 두 번째 19의 시간[0]과 두 번째 49의 알림 비트를 포함하고 있으므로, ±1분 이내의 시간을 알고 있는 수신기가 이 프레임과 동기화할 수 있다.

메시지는 여러 개의 메시지 프레임에 걸쳐 있을 것으로 예상된다.

6분 시간 틀

매시간 30분마다 10~16분, 40~46분씩 6분씩 1분씩의 프레임이 특수 연장 시간 프레임으로 대체된다.이는 35비트의 정보를 1분에 전송하는 것이 아니라 7비트(하루의 시간, DST 상태만 해당)를 6분에 걸쳐 전송해 전송 비트당 30배의 에너지를 공급하고, 링크 예산은 표준 1분 시간 코드에 비해 14.8dB 향상된다.[14]: 13–17

360비트 코드 워드는 다음 세 부분으로 구성된다.

  • 127비트 시퀀스(7비트 선형 피드백 시프트 레지스터에 의해 생성됨)를 변수 양으로 왼쪽으로 회전하여 값을 0에서 123까지 인코딩한다.
  • 106비트 고정 비트 시퀀스.
  • 초기 시퀀스의 127비트 역행.역방향이기 때문에 반대방향으로 효과적으로 회전한다.

전송되는 유일한 정보는 하루 내 시간(48시간 30분 중 하나)에 현재 미국 일광 절약 시간 상태를 더한 2×48 = 96의 가능한 시간 코드를 만드는 것이다.

추가적인 2×14 = 28개의 시간 코드는 일광 절약 시간이 변경되는 날에 UTC 04:10에서 10:46 UTC 사이에 전송되며, 이는 곧 DST 변화가 일어날 것이라는 몇 시간의 경고를 제공한다.

전파

WWVB의 저주파 신호는 지면을 따라 더 잘 전파되는 경향이 있기 때문에 송신기에서 수신기로의 신호 경로는 전리층과 지면 사이를 튕길 때 가장 강한 WWV의 단파 신호보다 짧고 덜 난류한다.이로 인해 WWVB 신호는 동일한 사이트에서 수신된 WWV 신호보다 더 큰 정확도를 갖게 된다.또한, 장파 신호는 밤에 훨씬 더 멀리 전파되는 경향이 있기 때문에, WWVB 신호는 그 시간 동안 더 큰 커버리지 영역에 도달할 수 있으며, 이것이 많은 무선 제어 시계가 지역 야간 시간 동안 WWVB 시간 코드와 자동으로 동기화되도록 설계되는 이유다.

WWVB 안테나의 방사선 패턴은 하루 중 일부 동안 미국 대륙과 캐나다 남부 대부분에 걸쳐 최소 100μV/m의 전계 강도를 나타내도록 설계되었다.이 값은 열 소음 층을 훨씬 상회하지만, 다양한 전자 장비에서 발생하는 인공 소음과 국소 간섭은 신호를 쉽게 가릴 수 있다.수신 안테나를 전자 장비에서 멀리 위치시키면 국소 간섭의 영향을 줄이는 데 도움이 된다.


참고 항목

참조

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외부 링크

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