CN108347328A - 接收机的帧同步方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接收机的快速帧同步方法及装置。所述方法包括：判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。本发明能够在发射时间模糊度小于半个字周期的情况下，通过寻找字边界的方式快速实现帧同步，大幅度缩短首次定位时间。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种接收机的帧同步方法及装置。
背景技术
随着导航卫星系统的快速发展，人们对导航接收机的快速定位能力的要求越来越高。导航接收机的快速定位能力主要由首次定位时间来衡量，根据导航接收机开机上电时情况的不同，首次定位分为冷启动、温启动和热启动三种模式，其中热启动中首次定位时间非常重要。
在导航接收机实现热启动的过程中，缩短首次定位时间关键步骤之一是实现帧同步。目前采用的方法，有传统的匹配同步码的方法，以及在时间模糊度小于半个比特周期时直接计算比特计数的方法。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：上述直接匹配同步码的方法速度较慢，而在时间模糊度小于半个比特周期时直接计算比特计数的方法在时间模糊度大于一个比特周期时无法应用，无法满足用户的多样化需求。
发明内容
本发明提供的接收机的帧同步方法及装置，能够在发射时间模糊度小于半个字周期的情况下，通过寻找字边界的方式快速实现帧同步，大幅度缩短首次定位时间。
第一方面，本发明提供一种接收机的帧同步方法，包括：
判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；
若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间 的模糊度是否小于半个字周期；
若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；
若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。
可选地，按照如下公式计算所述当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数：
CurrentTransmitTime20ms＝transmitTime20ms–UnMoveBit*20；
RealTransmitTime20ms＝round(CurrentTransmitTime20ms/wordCyc,0)*600；
bitNumber＝RealTransmitTime20ms/20；
其中：
CurrentTransmitTime20ms是当前比特时刻的发射时间；
TransmitTime20ms代表发射时间整比特部分；
UnMoveBit是还没有移入缓存字的当前中断时刻的原始比特数据；
RealTransmitTime20ms是正确的发射时间；
wordCyc为整个字周期；
bitNumber代表本周内总比特计数。
可选地，在判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期之前，所述方法还包括：
判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期；若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总本周内总比特计数，完成帧同步；
按字节移位记录缓存字；
判断是否完成帧同步；
若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文；
判断所有原始比特数据移位是否完成；若没有完成，则重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止。
可选地，在所述判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期之前，所述方法包括：
按照如下公式计算卫星发射时间的模糊度：
TransmitTimeUnc＝timeunc+posunc*cos(Elev)
其中：
TransmitTimeUnc代表卫星发射时间的模糊度；
timeunc代表接收机时间模糊度；
posunc代表接收机位置模糊度；
Elev是卫星的仰角。
可选地，所述接收机时间模糊度和接收机位置模糊度按照如下公式计算：
timeunc＝deltaT*PPM+tunc_old；
posunc＝deltaT*EST_AVE_VEL+posunc_old；
其中：
deltaT代表卫星从关机到开机的时间间隔；
PPM代表实时时钟或温度补偿晶体振荡器的频漂；
tunc_old代表卫星上一次关机时刻接收机的时间模糊度；
EST_AVE_VEL是估算的在deltaT时间内接收机运动速度的平均值；
posunc_old是上一次关机时刻接收机位置模糊度。
可选地，所述若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步包括：
按照如下公式计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步：
TransmitTime20ms＝ReceiverTime+clkErr–SatMsCount–SatCodePhase–TravelTime；
bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20；
其中：
ReceiverTime代表接收机时间；
clkErr代表接收机钟差；
SatMsCount代表正在跟踪卫星的比特周期以下的时间信息；
SatCodePhase是正在跟踪卫星的码片部分的信息；
TravelTime是卫星信号的传播时间。
可选地，所述若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文包括：
设定当前子帧内比特计数值为30，完成帧同步。
可选地，所述重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止，其中重复的流程包括：
判断是否完成帧同步；
若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文。
第二方面，本发明提供一种接收机的帧同步装置，应用于热启动模式下，所述装置包括：
第一判断单元，用于判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；
第二判断单元，用于当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验时，判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；
第三判断单元，用于若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；
第一处理单元，用于若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。
可选地，所述第一处理单元用于按照如下公式计算所述当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数：
CurrentTransmitTime20ms＝transmitTime20ms–UnMoveBit*20；
RealTransmitTime20ms＝round(CurrentTransmitTime20ms/wordCyc,0)*600；
bitNumber＝RealTransmitTime20ms/20；
其中：
CurrentTransmitTime20ms是当前比特时刻的发射时间；
TransmitTime20ms代表发射时间整比特部分；
UnMoveBit是还没有移入缓存字的当前中断时刻的原始比特数据；
RealTransmitTime20ms是正确的发射时间；
wordCyc为整个字周期；
bitNumber代表本周内总比特计数。
可选地，所述装置还包括：
第四判断单元，用于在第一判断单元判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期之前，判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期；若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总本周内总比特计数，完成帧同步；
记录单元，用于按字节移位记录缓存字；
第五判断单元，用于判断是否完成帧同步；
第二处理单元，用于若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
第三处理单元，用于若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文；
第六判断单元，用于判断所有原始比特数据移位是否完成；若没有完成，
则重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止。
可选地，所述装置还包括：
计算单元，用于在第四判断单元判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期之前，按照如下公式计算卫星发射时间的模糊度：
TransmitTimeUnc＝timeunc+posunc*cos(Elev)
其中：
TransmitTimeUnc代表卫星发射时间的模糊度；
timeunc代表接收机时间模糊度；
posunc代表接收机位置模糊度；
Elev是卫星的仰角。
可选地，所述计算单元还用于按照如下公式计算接收机时间模糊度和接收机位置模糊度：
timeunc＝deltaT*PPM+tunc_old；
posunc＝deltaT*EST_AVE_VEL+posunc_old；
其中：
deltaT代表卫星从关机到开机的时间间隔；
PPM代表实时时钟或温度补偿晶体振荡器的频漂；
tunc_old代表卫星上一次关机时刻接收机的时间模糊度；
EST_AVE_VEL是估算的在deltaT时间内接收机运动速度的平均值；
posunc_old是上一次关机时刻接收机位置模糊度。
可选地，所述第四判断单元用于按照如下公式计算发射时间整比特部分和本周内总本周内总比特计数，完成帧同步：
TransmitTime20ms＝ReceiverTime+clkErr–SatMsCount–SatCodePhase–TravelTime；
bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20；
其中：
ReceiverTime代表接收机时间；
clkErr代表接收机钟差；
SatMsCount代表正在跟踪卫星的比特周期以下的时间信息；
SatCodePhase是正在跟踪卫星的码片部分的信息；
TravelTime是卫星信号的传播时间。
可选地，，所述第二处理单元用于当高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文时，bitNumber＝30，完成帧同步。
可选地，所述第六判断单元包括：
第一判断模块，用于判断是否完成帧同步；
第二判断模块，用于若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
第一处理模块，用于若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文。
本发明实施例提供的接收机的帧同步方法及装置，判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的 结果是否能通过奇偶校验；若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。与现有技术相比，本发明能够综合地寻找字边界从而实现帧同步，并大幅度缩短首次定位时间。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的接收机的帧同步方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的接收机的帧同步装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的第五判断单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种接收机的帧同步方法，如图1所示，所述方法包括：
S11、判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；
S12、若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；
S13、若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；
S14、若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。
本发明实施例提供的接收机的帧同步方法，判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。与现有技术相比，本发明能够综合地寻找字边界从而实现帧同步，并大幅度缩短首次定位时间。
具体地，不同的卫星的字周期不同，本发明上述方法适用于GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)、、BDS(BeiDou Navigation Satellite System，中国北斗卫星导航系统)系统中的IGSO(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit，倾斜地球同步轨道)和MEO(Medium Earth Orbit，中地球轨道)卫星、QZSS(Quasi-ZenithSatellite System，准天顶卫星系统)等卫星系统，其中GPS的的字周期为600毫秒，则其半个字周期为300毫秒。
可选地，按照如下公式计算所述当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数：
CurrentTransmitTime20ms＝transmitTime20ms–UnMoveBit*20；
RealTransmitTime20ms＝round(CurrentTransmitTime20ms/wordCyc,0)*600；
bitNumber＝RealTransmitTime20ms/20；
其中：
CurrentTransmitTime20ms是当前比特时刻的发射时间；
TransmitTime20ms代表发射时间整比特部分；
UnMoveBit是还没有移入缓存字的当前中断时刻的原始比特数据；
RealTransmitTime20ms是正确的发射时间；
wordCyc为整个字周期；
bitNumber代表本周内总比特计数。
可选地，在判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期之前，所述方法还包括：
判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期；若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总本周内总比特计数，完成帧同步；
按字节移位记录缓存字；
判断是否完成帧同步；
若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文；
判断所有原始比特数据移位是否完成；若没有完成，则重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止。
可选地，在所述判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期之前，所述方法包括：
按照如下公式计算卫星发射时间的模糊度：
TransmitTimeUnc＝timeunc+posunc*cos(Elev)
其中：
TransmitTimeUnc代表卫星发射时间的模糊度；
timeunc代表接收机时间模糊度；
posunc代表接收机位置模糊度；
Elev是卫星的仰角。
可选地，所述接收机时间模糊度和接收机位置模糊度按照如下公式计算：
timeunc＝deltaT*PPM+tunc_old；
posunc＝deltaT*EST_AVE_VEL+posunc_old；
其中：
deltaT代表卫星从关机到开机的时间间隔；
PPM代表实时时钟或温度补偿晶体振荡器的频漂；
tunc_old代表卫星上一次关机时刻接收机的时间模糊度；
EST_AVE_VEL是估算的在deltaT时间内接收机运动速度的平均值；
posunc_old是上一次关机时刻接收机位置模糊度。
可选地，所述若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步包括：
按照如下公式计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步：
TransmitTime20ms＝ReceiverTime+clkErr–SatMsCount–SatCodePhase–TravelTime；
bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20；
其中：
ReceiverTime代表接收机时间；
clkErr代表接收机钟差；
SatMsCount代表正在跟踪卫星的比特周期以下的时间信息；
SatCodePhase是正在跟踪卫星的码片部分的信息；
TravelTime是卫星信号的传播时间。
具体地，若当前卫星信号还没有完成帧同步，且对于当前卫星来讲半个比特周期为300毫秒。设定，计算出的TransmitTimeUnc小于300毫秒，例如是10毫秒，则可以根据bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20公式计算出bitNumber完成帧同步。
可选地，所述若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文包括：
设定当前子帧内比特计数值为30，完成帧同步。
可选地，所述重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止，其中重复的流程包括：
判断是否完成帧同步；
若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文。
具体地，如果当前信号没有完成帧同步，则每移入1比特时，都对当前缓存字做奇偶校验，如果校验通过，则首先检查高8比特是否是同步码，如果高8比特是同步码，则认为帧同步完成，且当前缓存字的最后一个比特，是word1 的第30个比特。
本发明实施例还提供一种接收机的帧同步装置，如图2所示，所述装置包括：
第一判断单元201，用于判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；
第二判断单元202，用于当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验时，判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；
第三判断单元203，用于若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；
第一处理单元204，用于若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。
本发明实施例提供的接收机的帧同步装置，判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。与现有技术相比，本发明能够在时间模糊度小于半个字周期时实现帧同步，并大幅度缩短首次定位时间。
可选地，所述第一处理单元204用于按照如下公式计算所述当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数：
CurrentTransmitTime20ms＝transmitTime20ms–UnMoveBit*20；
RealTransmitTime20ms＝round(CurrentTransmitTime20ms/wordCyc,0)*600；
bitNumber＝RealTransmitTime20ms/20；
其中：
CurrentTransmitTime20ms是当前比特时刻的发射时间；
TransmitTime20ms代表发射时间整比特部分；
UnMoveBit是还没有移入缓存字的当前中断时刻的原始比特数据；
RealTransmitTime20ms是正确的发射时间；
wordCyc为整个字周期；
bitNumber代表本周内总比特计数。
可选地，如图2所示，所述装置还包括：
第四判断单元205，用于在第一判断单元202判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期之前，判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期；若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步；
记录单元206，用于按字节移位记录缓存字；
第五判断单元207，用于判断是否完成帧同步；
第二处理单元208，用于若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
第三处理单元209，用于若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文；
第六判断单元210，用于判断所有原始比特数据移位是否完成；若没有完成，则重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止。
可选地，如图2所示，所述装置还包括：
计算单元211，用于在第四判断单元205判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期之前，按照如下公式计算卫星发射时间的模糊度：
TransmitTimeUnc＝timeunc+posunc*cos(Elev)
其中：
TransmitTimeUnc代表卫星发射时间的模糊度；
timeunc代表接收机时间模糊度；
posunc代表接收机位置模糊度；
Elev是卫星的仰角。
可选地，所述计算单元211还用于按照如下公式计算接收机时间模糊度和接收机位置模糊度：
timeunc＝deltaT*PPM+tunc_old；
posunc＝deltaT*EST_AVE_VEL+posunc_old；
其中：
deltaT代表卫星从关机到开机的时间间隔；
PPM代表实时时钟或温度补偿晶体振荡器的频漂；
tunc_old代表卫星上一次关机时刻接收机的时间模糊度；
EST_AVE_VEL是估算的在deltaT时间内接收机运动速度的平均值；
posunc_old是上一次关机时刻接收机位置模糊度。
可选地，所述第四判断单元205用于按照如下公式计算发射时间整比特部 分和本周内总比特计数，完成帧同步：
TransmitTime20ms＝ReceiverTime+clkErr–SatMsCount–SatCodePhase–TravelTime；
bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20；
其中：
ReceiverTime代表接收机时间；
clkErr代表接收机钟差；
SatMsCount代表正在跟踪卫星的比特周期以下的时间信息；
SatCodePhase是正在跟踪卫星的码片部分的信息；
TravelTime是卫星信号的传播时间。
可选地，，所述第二处理单元用于当高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文时，bitNumber＝30，完成帧同步。
可选地，如图3所示，所述第六判断单元210包括：
第一判断模块2101，用于判断是否完成帧同步；
第二判断模块2102，用于若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
第一处理模块2103，用于若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种接收机的帧同步方法，其特征在于，应用于热启动模式下，包括：
判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；
若当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验，则判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；
若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；
若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下公式计算所述当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数：
CurrentTransmitTime20ms＝TransmitTime20ms–UnMoveBit*20；
RealTransmitTime20ms＝round(CurrentTransmitTime20ms/wordCyc,0)*600；
bitNumber＝RealTransmitTime20ms/20；
其中：
CurrentTransmitTime20ms是当前比特时刻的发射时间；
TransmitTime20ms代表发射时间整比特部分；
UnMoveBit是还没有移入缓存字的当前中断时刻的原始比特数据；
RealTransmitTime20ms是正确的发射时间；
wordCyc为整个字周期；
bitNumber代表本周内总比特计数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期之前，所述方法还包括：
判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期；若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分，完成帧同步；
按比特移位记录缓存字；
判断是否完成帧同步；
若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文；
判断所有原始比特数据移位是否完成；若没有完成，则重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期之前，所述方法包括：
按照如下公式计算卫星发射时间的模糊度：
TransmitTimeUnc＝timeunc+posunc*cos(Elev)
其中：
TransmitTimeUnc代表卫星发射时间的时间模糊度；
timeunc代表接收机时间模糊度；
posunc代表接收机位置模糊度；
Elev是卫星的仰角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接收机时间模糊度和接收机位置模糊度按照如下公式计算：
timeunc＝deltaT*PPM+tunc_old；
posunc＝deltaT*EST_AVE_VEL+posunc_old；
其中：
deltaT代表卫星从关机到开机的时间间隔；
PPM代表实时时钟或温度补偿晶体振荡器的频漂；
tunc_old代表卫星上一次关机时刻接收机的时间模糊度；
EST_AVE_VEL是估算的在deltaT时间内接收机运动速度的平均值；
posunc_old是上一次关机时刻接收机位置模糊度。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步包括：
按照如下公式计算发射时间整比特部分及比特计数，完成帧同步：
TransmitTime20ms＝ReceiverTime+clkErr–SatMsCount–SatCodePhase–TravelTime；
bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20；
其中：
ReceiverTime代表接收机时间；
clkErr代表接收机钟差；
SatMsCount代表正在跟踪卫星的比特周期以下的时间信息；
SatCodePhase是正在跟踪卫星的码片部分的时间信息；
TravelTime是卫星信号的传播时间。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文包括：
设定当前子帧内比特计数值为30，完成帧同步。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止，其中重复的流程包括：
判断是否完成帧同步；
若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文。
9.一种接收机的帧同步装置，应用于热启动模式下，其特征在于，包括：
第一判断单元，用于判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验；
第二判断单元，用于当前通道没有完成帧同步且缓存字通过奇偶校验时，判断卫星发射时间的模糊度是否小于半个字周期；
第三判断单元，用于若卫星发射时间的模糊度小于半个字周期，则判断将缓存字左移1比特和右移1比特的结果是否能通过奇偶校验；
第一处理单元，用于若缓存字左移1比特和右移1比特的结果都不能通过奇偶校验，则计算当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元用于按照如下公式计算所述当前比特时刻的发射时间、真实发射时间整比特部分和本周内总比特计数：
CurrentTransmitTime20ms＝transmitTime20ms–UnMoveBit*20；
RealTransmitTime20ms＝round(CurrentTransmitTime20ms/wordCyc,0)*600；
bitNumber＝RealTransmitTime20ms/20；
其中：
CurrentTransmitTime20ms是当前比特时刻的发射时间；
TransmitTime20ms代表发射时间整比特部分；
UnMoveBit是还没有移入缓存字的当前中断时刻的原始比特数据；
RealTransmitTime20ms是正确的发射时间；
wordCyc为整个字周期；
bitNumber代表本周内总比特计数。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第四判断单元，用于在第一判断单元判断当前通道是否完成帧同步且当前缓存字是否通过奇偶校验之前，判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期；若没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期，则计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步；
记录单元，用于按字节移位记录缓存字；
第五判断单元，用于判断是否完成帧同步；
第二处理单元，用于若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
第三处理单元，用于若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文；
第六判断单元，用于判断所有原始比特数据移位是否完成；若没有完成，则重复判断是否完成帧同步并进行相应操作至所有原始比特数据移位完成为止。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
计算单元，用于在第四判断单元判断是否没有完成帧同步且卫星发射时间的模糊度小于半个比特周期之前，按照如下公式计算卫星发射时间的模糊度：
TransmitTimeUnc＝timeunc+posunc*cos(Elev)
其中：
TransmitTimeUnc代表卫星发射时间的时间模糊度；
timeunc代表接收机时间模糊度；
posunc代表接收机位置模糊度；
Elev是卫星的仰角。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算单元还用于按照如下公式计算接收机时间模糊度和接收机位置模糊度：
timeunc＝deltaT*PPM+tunc_old；
posunc＝deltaT*EST_AVE_VEL+posunc_old；
其中：
deltaT代表卫星从关机到开机的时间间隔；
PPM代表实时时钟或温度补偿晶体振荡器的频漂；
tunc_old代表卫星上一次关机时刻接收机的时间模糊度；
EST_AVE_VEL是估算的在deltaT时间内接收机运动速度的平均值；
posunc_old是上一次关机时刻接收机位置模糊度。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第四判断单元用于按照如下公式计算发射时间整比特部分和本周内总比特计数，完成帧同步：
TransmitTime20ms＝ReceiverTime+clkErr–SatMsCount–SatCodePhase–TravelTime；
bitNumber＝(TransmitTime20ms+10)/20；
其中：
ReceiverTime代表接收机时间；
clkErr代表接收机钟差；
SatMsCount代表正在跟踪卫星的比特周期以下的时间信息；
SatCodePhase是正在跟踪卫星的码片部分的时间信息；
TravelTime是卫星信号的传播时间。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二处理单元用于当高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文时，当前子帧内比特计数设置为30，完成帧同步。
16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第六判断单元包括：
第一判断模块，用于判断是否完成帧同步；
第二判断模块，用于若完成帧同步，则判断缓存字是否是字边界；若缓存字是字边界，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则进行解电文；
第一处理模块，用于若没有完成帧同步，则判断当前缓存字是否通过奇偶校验；若所述当前缓存字通过奇偶校验，则判断高8比特位是否是同步码；若高8比特位是同步码，则采用传统方式进行帧同步并进行解电文；若不是，则通过找字边界进行帧同步并进行解电文。
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| CN111049606A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-04-21 | 广东星舆科技有限公司 | 一种gnss接收机快速帧同步的方法及系统 |
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| CN201860341U (zh) * | 2010-08-30 | 2011-06-08 | 北京国科环宇空间技术有限公司 | 一种帧同步器 |
| CN102565818A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-11 | 安凯(广州)微电子技术有限公司 | 一种导航系统的启动方法及系统 |
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2017
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