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現(xiàn)幀同步，隨后進(jìn)行譯碼操作。
[0003]現(xiàn)有的導(dǎo)航信號通常采用分組碼編碼方式和一般卷積碼編碼方式。經(jīng)過分組碼編碼方式和一般卷積碼編碼方式編碼后的導(dǎo)航信號具有固定的幀頭結(jié)構(gòu)，可以通過比對接收的導(dǎo)航電文比特序列和固定幀頭序列，實現(xiàn)幀同步。
[0004]連續(xù)卷積編碼方式是部分下一代導(dǎo)航信號中將要采用的新的信號編碼方式。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程中，因此經(jīng)過連續(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)不獨立。這樣使得傳統(tǒng)導(dǎo)航信號接收機(jī)無法直接用于接收經(jīng)過連續(xù)卷積編碼的導(dǎo)航信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請的目的是提供導(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。
[0006]根據(jù)本申請的一個方面，公開了一種導(dǎo)航電文的解碼方法，所述解碼方法包括:對所接收到導(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，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，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)航電文信息和校驗信息。
[0007]根據(jù)本申請的另一個方面，公開了一種導(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，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，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)航電文信息和校驗信息。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了 GPS的L5信號的原始導(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)本申請的一種實施方式的導(dǎo)航電文的解碼方法的流程圖；
[0011]圖4示出了根據(jù)本申請的一種實施方式的GPS L5信號的原始子幀結(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)本申請的一種實施方式的導(dǎo)航電文的解碼裝置的方框圖；以及
[0013]圖6示出了根據(jù)本申請的另一種實施方式的導(dǎo)航電文的解碼裝置的方框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面參照附圖對本申請公開的導(dǎo)航電文的解碼方法和解碼裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。為簡明起見，本申請各實施例的說明中，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信號為例進(jìn)行說明。圖1示出了 GPS的L5信號的原始電文子幀結(jié)構(gòu)。L5信號的原始電文子幀，每幀300bit，包括:8bit原始幀頭序列，6bit衛(wèi)星號PRN序列，262bit原始導(dǎo)航電文信息，以及24bit原始CRC校驗位。
[0016]GPS的L5信號的原始電文每一幀都是完整、獨立編排的，但是連續(xù)卷積編碼時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信號的原始電文經(jīng)過如圖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，每幀卷積時寄存器的初始狀態(tài)不清零，上一幀的CRC校驗位也將參與下一幀的卷積編碼過程，連續(xù)卷積后的幀頭將不再是固定序列，相鄰幀無法區(qū)分，編碼之后每一幀不再是獨立的，因而也無法通過連續(xù)卷積后的幀頭進(jìn)行幀同步。
[0017]根據(jù)本申請的一種實施方式的導(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，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)航電文信息和校驗信息。
[0018]根據(jù)一種實施方式，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、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)本申請的一種實施方式的GPS L5信號的原始子幀結(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，原始幀頭序列長度為8bit，連續(xù)卷積編碼器(2，1，7)的寄存器個數(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)過卷積編碼后幀頭序列中的非固定序列的長度為12bit，固定序列的長度為4bit。
[0020]由于在進(jìn)行幀同步時，所接收的導(dǎo)航信號來自哪顆衛(wèi)星是已知的，也就是說，導(dǎo)航電文中的PRN是已知的。因此，根據(jù)本申請的實施方式，可以利用已知的衛(wèi)星號，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)星號組合，形成導(dǎo)航電文的子幀的偽幀頭。例如，對于GPS的L5信號，當(dāng)上一幀中的后6bit原始CRC校驗位推出寄存器時，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)星號序列進(jìn)行組合，形成導(dǎo)航電文子幀的偽幀頭，通過偽幀頭來實現(xiàn)幀同步。
[0021]此外，根據(jù)本申請的實施方式，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，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、以及非固定序列。對于GPS的L5信號，新構(gòu)建的子幀長度為600bit。根據(jù)另一種實施方式，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，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。對于GPS的L5信號，放棄卷積編碼后幀頭序列中的12bit非固定序列，則新構(gòu)建的子幀長度為588bit。
[0022]根據(jù)一種實施方式，如果導(dǎo)航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時，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，因此可以通過該幀頭實現(xiàn)幀同步。隨后，可以進(jìn)行譯碼操作。以Galileo的E5a信號為例，其數(shù)據(jù)通道上搭載的電文都采用了 CRC校驗碼和卷積的組合。但是，Galileo的E5a信號在播發(fā)之前還添加有12bit的固定幀頭序列(0xB70)，從而可以通過該固定幀頭實現(xiàn)幀同步，并隨后對幀同步后的導(dǎo)航電文進(jìn)行譯碼，獲得原始導(dǎo)航電文信息和校驗信息。這里，導(dǎo)航電文的譯碼操作與現(xiàn)有技術(shù)類似，對此不做贅述。
[0023]根據(jù)一種實施方式，如果導(dǎo)航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時，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)航電文的子幀長度，對所述導(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)航電文的子幀長度和所獲得的校驗信息，對所獲得的原始導(dǎo)航電文信息進(jìn)行校驗，獲得經(jīng)過校驗的原始導(dǎo)航電文信息。
[0025]例如，對于新構(gòu)建的子幀長度為600bit的GPS L5信號，當(dāng)連續(xù)卷積編碼器的寄存器長度為6bit時，解卷積從第2+1 =) 13個bit開始，得到294個有效bit，并在前面補(bǔ)上原始幀頭中的起始6bit，從而得到長度為300bit的解卷積后的導(dǎo)航電文的子幀。在進(jìn)行校驗時，將校驗和的初始值置為零，然后再進(jìn)行CRC校驗。
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