導航電文的解碼方法和解碼裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及導航電文的解碼方法和解碼裝置。
【背景技術】
[0002]隨著全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)的發(fā)展和完善，導航信號中引入了導頻通道和數(shù)據(jù)通道，導航接收機可以利用導頻上的二次碼確定當前的電文比特位置，實現(xiàn)比特同步，然后利用數(shù)據(jù)支路上搭載的導航電文中的幀頭序列實現(xiàn)幀同步，隨后進行譯碼操作。
[0003]現(xiàn)有的導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航信號具有固定的幀頭結構，可以通過比對接收的導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)導航信號接收機無法直接用于接收經(jīng)過連續(xù)卷積編碼的導航信號。

【發(fā)明內容】

[0005]本申請的目的是提供導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航信號。
[0006]根據(jù)本申請的一個方面，公開了一種導航電文的解碼方法，所述解碼方法包括:對所接收到導航電文進行幀同步，所述幀同步的步驟進一步包括判斷所述導航電文的編碼方式是否為連續(xù)卷積編碼，當所述導航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時，確定所述導航電文的子幀的偽幀頭，并根據(jù)所確定的偽幀頭進行幀同步，當所述導航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時，根據(jù)所述導航電文的子幀的原始固定幀頭進行幀同步；以及對幀同步后的導航電文進行譯碼，獲得原始導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航電文的編碼方式是否為連續(xù)卷積編碼，當所述導航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時，確定所述導航電文的子幀的偽幀頭，并根據(jù)所確定的偽幀頭進行幀同步，當所述導航電文的編碼方式不是連續(xù)卷積編碼方式時，根據(jù)所述導航電文的子幀的原始固定幀頭進行幀同步；以及譯碼模塊，所述譯碼模塊對幀同步后的導航電文進行譯碼，獲得原始導航電文信息和校驗信息。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了 GPS的L5信號的原始導航電文子幀結構；
[0009]圖2示出了連續(xù)卷積編碼器的結構；
[0010]圖3示出了根據(jù)本申請的一種實施方式的導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信號的原始子幀結構、經(jīng)連續(xù)卷積編碼后子幀結構、以及包括偽幀頭的新構建子幀結構；
[0012]圖5示出了根據(jù)本申請的一種實施方式的導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航電文的解碼方法和解碼裝置進行詳細說明。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記。
[0015]下面以GPS的L5信號為例進行說明。圖1示出了 GPS的L5信號的原始電文子幀結構。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)卷積后的幀頭進行幀同步。
[0017]根據(jù)本申請的一種實施方式的導航電文的解碼方法，可以為連續(xù)卷積編碼后的導航電文的子幀構建偽幀頭，對導航電文進行幀同步和譯碼。如圖3所示，在步驟110中，判斷導航電文的編碼方式是否為連續(xù)卷積編碼。如果導航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式，在步驟120中，確定所述導航電文的子幀的偽幀頭，并根據(jù)所確定的偽幀頭進行幀同步；如果導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)導航電文的子幀的原始固定幀頭進行幀同步。在步驟140中，對幀同步后的導航電文進行譯碼，獲得原始導航電文信息和校驗信息。
[0018]根據(jù)一種實施方式，如果導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)卷積編碼器結構，確定所述導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信號的原始子幀結構、經(jīng)連續(xù)卷積編碼后子幀結構、以及包括偽幀頭的新構建子幀結構。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]由于在進行幀同步時，所接收的導航信號來自哪顆衛(wèi)星是已知的，也就是說，導航電文中的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，重新構建偽幀頭，進行幀同步。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，形成導航電文的子幀的偽幀頭。例如，對于GPS的L5信號，當上一幀中的后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)星號序列進行組合，形成導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，重新構建導航電文的子幀。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入當前幀，以形成新的子幀。此時，新構建的導航電文的子幀結構包括偽幀頭、導航信息、CRC校驗、以及非固定序列。對于GPS的L5信號，新構建的子幀長度為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，新構建的導航電文的子幀結構包括偽幀頭、導航信息、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，則新構建的子幀長度為588bit。
[0022]根據(jù)一種實施方式，如果導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)導航電文的子幀的原始固定幀頭進行幀同步。由于經(jīng)過非連續(xù)卷積編碼的導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航電文進行譯碼，獲得原始導航電文信息和校驗信息。這里，導航電文的譯碼操作與現(xiàn)有技術類似，對此不做贅述。
[0023]根據(jù)一種實施方式，如果導航電文的編碼方式是連續(xù)卷積編碼方式時，則步驟140的譯碼操作可進一步包括:根據(jù)連續(xù)卷積編碼器結構、原始幀頭序列和構建的導航電文的子幀長度，對所述導航電文的子幀進行解卷積，獲得原始導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，對所獲得的原始導航電文信息進行校驗，獲得經(jīng)過校驗的原始導航電文信息。
[0025]例如，對于新構建的子幀長度為600bit的GPS L5信號，當連續(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的解卷積后的導航電文的子幀。在進行校驗時，將校驗和的初始值置為零，然后再進行CRC校驗。
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