導(dǎo)航電文的解碼方法和解碼裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及導(dǎo)航電文的解碼方法和解碼裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)的發(fā)展和完善,導(dǎo)航信號(hào)中引入了導(dǎo)頻通道和數(shù)據(jù)通道,導(dǎo)航接收機(jī)可以利用導(dǎo)頻上的二次碼確定當(dāng)前的電文比特位置,實(shí)現(xiàn)比特同步,然后利用數(shù)據(jù)支路上搭載的導(dǎo)航電文中的幀頭序列實(shí)現(xiàn)幀同步,隨后進(jìn)行譯碼操作。
[0003]現(xiàn)有的導(dǎo)航信號(hào)通常采用分組碼編碼方式和一般卷積碼編碼方式。經(jīng)過(guò)分組碼編碼方式和一般卷積碼編碼方式編碼后的導(dǎo)航信號(hào)具有固定的幀頭結(jié)構(gòu),可以通過(guò)比對(duì)接收的導(dǎo)航電文比特序列和固定幀頭序列,實(shí)現(xiàn)幀同步。
[0004]連續(xù)卷積編碼方式是部分下一代導(dǎo)航信號(hào)中將要采用的新的信號(hào)編碼方式。由于在連續(xù)卷積編碼方式中,上一幀的后幾比特的數(shù)據(jù)將參與下一幀的卷積編碼過(guò)程中,因此經(jīng)過(guò)連續(xù)卷積編碼的數(shù)據(jù)子幀不具有固定的幀頭,且各幀之間的數(shù)據(jù)不獨(dú)立。這樣使得傳統(tǒng)導(dǎo)航信號(hào)接收機(jī)無(wú)法直接用于接收經(jīng)過(guò)連續(xù)卷積編碼的導(dǎo)航信號(hào)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本申請(qǐng)的目的是提供導(dǎo)航電文的解碼方法和解碼裝置,能夠接收經(jīng)連續(xù)卷積編碼方式編碼的導(dǎo)航信號(hào)。
[0006]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面,公開(kāi)了一種導(dǎo)航電文的解碼方法,所述解碼方法包括:對(duì)所接收到導(dǎo)航電文進(jìn)行幀同步,所述幀同步的步驟進(jìn)一步包括判斷所述導(dǎo)航電文的編碼方式是否為連續(xù)卷積編碼,當(dāng)所述導(dǎo)航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),確定所述導(dǎo)航電文的子幀的偽幀頭,并根據(jù)所確定的偽幀頭進(jìn)行幀同步,當(dāng)所述導(dǎo)航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),根據(jù)所述導(dǎo)航電文的子幀的原始固定幀頭進(jìn)行幀同步;以及對(duì)幀同步后的導(dǎo)航電文進(jìn)行譯碼,獲得原始導(dǎo)航電文信息和校驗(yàn)信息。
[0007]根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面,公開(kāi)了一種導(dǎo)航電文的解碼裝置,所述裝置包括:幀同步模塊,所述幀同步模塊判斷所接收到的導(dǎo)航電文的編碼方式是否為連續(xù)卷積編碼,當(dāng)所述導(dǎo)航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),確定所述導(dǎo)航電文的子幀的偽幀頭,并根據(jù)所確定的偽幀頭進(jìn)行幀同步,當(dāng)所述導(dǎo)航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),根據(jù)所述導(dǎo)航電文的子幀的原始固定幀頭進(jìn)行幀同步;以及譯碼模塊,所述譯碼模塊對(duì)幀同步后的導(dǎo)航電文進(jìn)行譯碼,獲得原始導(dǎo)航電文信息和校驗(yàn)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1示出了 GPS的L5信號(hào)的原始導(dǎo)航電文子幀結(jié)構(gòu);
[0009]圖2示出了連續(xù)卷積編碼器的結(jié)構(gòu);
[0010]圖3示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式的導(dǎo)航電文的解碼方法的流程圖;
[0011]圖4示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式的GPS L5信號(hào)的原始子幀結(jié)構(gòu)、經(jīng)連續(xù)卷積編碼后子幀結(jié)構(gòu)、以及包括偽幀頭的新構(gòu)建子幀結(jié)構(gòu);
[0012]圖5示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式的導(dǎo)航電文的解碼裝置的方框圖;以及
[0013]圖6示出了根據(jù)本申請(qǐng)的另一種實(shí)施方式的導(dǎo)航電文的解碼裝置的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面參照附圖對(duì)本申請(qǐng)公開(kāi)的導(dǎo)航電文的解碼方法和解碼裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。為簡(jiǎn)明起見(jiàn),本申請(qǐng)各實(shí)施例的說(shuō)明中,相同或類似的裝置使用了相同或相似的附圖標(biāo)記。
[0015]下面以GPS的L5信號(hào)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出了 GPS的L5信號(hào)的原始電文子幀結(jié)構(gòu)。L5信號(hào)的原始電文子幀,每幀300bit,包括:8bit原始幀頭序列,6bit衛(wèi)星號(hào)PRN序列,262bit原始導(dǎo)航電文信息,以及24bit原始CRC校驗(yàn)位。
[0016]GPS的L5信號(hào)的原始電文每一幀都是完整、獨(dú)立編排的,但是連續(xù)卷積編碼時(shí)不考慮幀與幀之間的邊界,而是全部作為原始的比特流序列移位入寄存器。L5信號(hào)的原始電文經(jīng)過(guò)如圖2所示的連續(xù)卷積編碼器(2,I, 7)編碼后,將得到每幀600bit的電文子幀。由于采用連續(xù)卷積編碼方式,每幀卷積時(shí)寄存器的初始狀態(tài)不清零,上一幀的CRC校驗(yàn)位也將參與下一幀的卷積編碼過(guò)程,連續(xù)卷積后的幀頭將不再是固定序列,相鄰幀無(wú)法區(qū)分,編碼之后每一幀不再是獨(dú)立的,因而也無(wú)法通過(guò)連續(xù)卷積后的幀頭進(jìn)行幀同步。
[0017]根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式的導(dǎo)航電文的解碼方法,可以為連續(xù)卷積編碼后的導(dǎo)航電文的子幀構(gòu)建偽幀頭,對(duì)導(dǎo)航電文進(jìn)行幀同步和譯碼。如圖3所示,在步驟110中,判斷導(dǎo)航電文的編碼方式是否為連續(xù)卷積編碼。如果導(dǎo)航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式,在步驟120中,確定所述導(dǎo)航電文的子幀的偽幀頭,并根據(jù)所確定的偽幀頭進(jìn)行幀同步;如果導(dǎo)航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),則在步驟130中,根據(jù)導(dǎo)航電文的子幀的原始固定幀頭進(jìn)行幀同步。在步驟140中,對(duì)幀同步后的導(dǎo)航電文進(jìn)行譯碼,獲得原始導(dǎo)航電文信息和校驗(yàn)信息。
[0018]根據(jù)一種實(shí)施方式,如果導(dǎo)航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式,在步驟120中,可以根據(jù)原始幀頭序列、衛(wèi)星號(hào)、以及連續(xù)卷積編碼器結(jié)構(gòu),確定所述導(dǎo)航電文的子幀的偽幀頭。
[0019]圖4示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式的GPS L5信號(hào)的原始子幀結(jié)構(gòu)、經(jīng)連續(xù)卷積編碼后子幀結(jié)構(gòu)、以及包括偽幀頭的新構(gòu)建子幀結(jié)構(gòu)。如圖4所示,原始幀頭序列長(zhǎng)度為8bit,連續(xù)卷積編碼器(2,1,7)的寄存器個(gè)數(shù)為6。與原始幀頭序列中的前6bit進(jìn)行連續(xù)卷積的寄存器初始狀態(tài),即,上一幀中的后6bit原始CRC校驗(yàn)位未知,因而經(jīng)卷積編碼后幀頭序列中的非固定序列12bit的數(shù)據(jù)未知,而固定序列4bit的數(shù)據(jù)已知,因此經(jīng)過(guò)卷積編碼后幀頭序列中的非固定序列的長(zhǎng)度為12bit,固定序列的長(zhǎng)度為4bit。
[0020]由于在進(jìn)行幀同步時(shí),所接收的導(dǎo)航信號(hào)來(lái)自哪顆衛(wèi)星是已知的,也就是說(shuō),導(dǎo)航電文中的PRN是已知的。因此,根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式,可以利用已知的衛(wèi)星號(hào),重新構(gòu)建偽幀頭,進(jìn)行幀同步。例如,可以將卷積編碼后幀頭序列中的固定序列與卷積編碼后的衛(wèi)星號(hào)組合,形成導(dǎo)航電文的子幀的偽幀頭。例如,對(duì)于GPS的L5信號(hào),當(dāng)上一幀中的后6bit原始CRC校驗(yàn)位推出寄存器時(shí),即,原始幀頭的前6bit進(jìn)入寄存器后,可以確定寄存器的初始狀態(tài)。隨后,原始幀頭的剩余2bit以及6bit衛(wèi)星號(hào)被推進(jìn)寄存器后所得到的卷積編碼后幀頭的4bit固定序列,以及12bit經(jīng)卷積編碼后的衛(wèi)星號(hào)序列已知。從而,可以將4bit固定序列與12bit卷積編碼后的衛(wèi)星號(hào)序列進(jìn)行組合,形成導(dǎo)航電文子幀的偽幀頭,通過(guò)偽幀頭來(lái)實(shí)現(xiàn)幀同步。
[0021]此外,根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式,如圖4所示,還可以以偽幀頭作為子幀起始,重新構(gòu)建導(dǎo)航電文的子幀。根據(jù)一種實(shí)施方式,可以將下一幀中幀頭序列的非固定序列補(bǔ)入當(dāng)前幀,以形成新的子幀。此時(shí),新構(gòu)建的導(dǎo)航電文的子幀結(jié)構(gòu)包括偽幀頭、導(dǎo)航信息、CRC校驗(yàn)、以及非固定序列。對(duì)于GPS的L5信號(hào),新構(gòu)建的子幀長(zhǎng)度為600bit。根據(jù)另一種實(shí)施方式,也可以放棄經(jīng)卷積編碼后幀頭序列中的非固定序列,以形成新的子幀。此時(shí),新構(gòu)建的導(dǎo)航電文的子幀結(jié)構(gòu)包括偽幀頭、導(dǎo)航信息、以及CRC校驗(yàn)。對(duì)于GPS的L5信號(hào),放棄卷積編碼后幀頭序列中的12bit非固定序列,則新構(gòu)建的子幀長(zhǎng)度為588bit。
[0022]根據(jù)一種實(shí)施方式,如果導(dǎo)航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),則在步驟130中,根據(jù)導(dǎo)航電文的子幀的原始固定幀頭進(jìn)行幀同步。由于經(jīng)過(guò)非連續(xù)卷積編碼的導(dǎo)航電文的子幀的幀頭是固定的,因此可以通過(guò)該幀頭實(shí)現(xiàn)幀同步。隨后,可以進(jìn)行譯碼操作。以Galileo的E5a信號(hào)為例,其數(shù)據(jù)通道上搭載的電文都采用了 CRC校驗(yàn)碼和卷積的組合。但是,Galileo的E5a信號(hào)在播發(fā)之前還添加有12bit的固定幀頭序列(0xB70),從而可以通過(guò)該固定幀頭實(shí)現(xiàn)幀同步,并隨后對(duì)幀同步后的導(dǎo)航電文進(jìn)行譯碼,獲得原始導(dǎo)航電文信息和校驗(yàn)信息。這里,導(dǎo)航電文的譯碼操作與現(xiàn)有技術(shù)類似,對(duì)此不做贅述。
[0023]根據(jù)一種實(shí)施方式,如果導(dǎo)航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時(shí),則步驟140的譯碼操作可進(jìn)一步包括:根據(jù)連續(xù)卷積編碼器結(jié)構(gòu)、原始幀頭序列和構(gòu)建的導(dǎo)航電文的子幀長(zhǎng)度,對(duì)所述導(dǎo)航電文的子幀進(jìn)行解卷積,獲得原始導(dǎo)航電文信息和校驗(yàn)信息。
[0024]此外,還可以根據(jù)原始幀頭序列、解卷積后的導(dǎo)航電文的子幀長(zhǎng)度和所獲得的校驗(yàn)信息,對(duì)所獲得的原始導(dǎo)航電文信息進(jìn)行校驗(yàn),獲得經(jīng)過(guò)校驗(yàn)的原始導(dǎo)航電文信息。
[0025]例如,對(duì)于新構(gòu)建的子幀長(zhǎng)度為600bit的GPS L5信號(hào),當(dāng)連續(xù)卷積編碼器的寄存器長(zhǎng)度為6bit時(shí),解卷積從第2+1 =) 13個(gè)bit開(kāi)始,得到294個(gè)有效bit,并在前面補(bǔ)上原始幀頭中的起始6bit,從而得到長(zhǎng)度為300bit的解卷積后的導(dǎo)航電文的子幀。在進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),將校驗(yàn)和的初始值置為零,然后再進(jìn)行CRC校驗(yàn)。
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