以完全可互换方式将卫星导航消息发送到被编码为在接收器处可最佳检索的多个页面中制造技术

本文描述了一种用于改进对被分成多个页面并由一个或多个卫星发送的卫星导航消息的接收的方法。将k个页面的卫星导航消息M编码为n个页面，并使得从任何卫星中检索到的任何k个页面都能够对原始卫星导航消息M进行解码。该方法的实现方式对具有高奇偶性和零开销的二进制擦除信道使用并行块编码，其中将所有页面的固定位置处的符号并行编码为较短的代码。该方法在消息传输中实现了页面完全可互换性、优化了消息接收并降低了解码成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以完全可互换方式将卫星导航消息发送到被编码为在接收器处可最佳检索的多个页面中
本专利技术涉及一种用于优化卫星导航消息传输的方法和系统，更具体地涉及从多个卫星到至少一个用户接收器的数字消息的优化编码、传输和解码。
技术介绍
诸如GPS、格洛纳斯(GLONASS)或伽利略(Galileo)之类的卫星导航系统通常会发送数百比特的消息，该消息带有发射卫星的轨道和时钟偏移，因此用户接收器可计算其位置。卫星导航系统可能还需要发送更长的消息，该消息可能超过1千比特，例如历书、数字签名、精确点定位卫星数据或精确电离层信息。导航卫星所允许的比特率通常较低，因此长消息的传输要求用户接收器在几秒钟甚至几分钟内无误码地接收卫星信号。在接收和能见度条件下降的情况下，例如在城市峡谷中或在树冠下，这是不可能的。考虑到用户接收器，城市中的高层建筑往往会限制卫星的数量，术语“城市峡谷”是指由于这类高层建筑而导致的信号不足，这导致数据接收受损。但是，为了改善由于城市峡谷和在树冠下而导致的衰落信道中的数据接收，现代卫星导航消息通常通过各种类型的卷积码和分组码进行编码。参考文献“准天顶卫星系统接口规范厘米级增强服务(IS-QZSS-L6-001)草案版，2017年”描述了每秒2000比特的高精度消息的传输。这种消息包括49比特的标题，1695比特的数据部分和里德-所罗门(RS)码，提供256比特的冗余以独立纠正每个消息中的错误。来自欧洲委员会的参考文献“空间接口控制文件中的欧洲GNSS(Galileo)开放服务信号(OSSISICDV1.3)”提出了速率为1/2，长度为7的前向纠错卷积编码，其适用于每一个Galileo两秒钟的页面。通过该编码层，即使接收到其中带有错误的消息，也可对给定的两秒钟消息的Galileo数据进行解调。该参考文献还提出了发送较长的星座内消息(即历书消息)，该消息拆分为多个较短的块，其中GalileoI/NAV子帧的字类型7、8、9和10发送了总星座中3个卫星的历书。尽管这种方法相对容易实现，但是它有一些缺点，主要的缺点是缺少一个块的接收会危及完整消息的接收。WO-A-2017/216058涉及一种发送包括外部里德-所罗门(RS)的导航消息、对时钟和星历数据进行编码(CED)的方法，该方法还涉及循环冗余校验(CRC)的使用。在该参考文献中，将单个RS码应用于低奇偶性的数百比特的CED消息。因此，尽管该方法对于来自单个卫星的短消息有用，但是并未针对从具有高奇偶性/数据比的多个卫星发送的长消息进行优化。Fernandez-Hernandez，I.等人于2017年在ENC上发表的文章“通过导航卫星的包传输：使用蒙特卡罗模拟的初步分析”提出使得来自不同卫星的同一卫星导航消息的页面的传输偏移。然而，页面偏移不允许最佳地恢复卫星导航消息。Fernandez-Hernandez，I.等人发表的文章“GNSS的喷泉码”，即第30届导航研究所卫星划分国际技术会议论文集(IONGNSS+2017)第1496至1507页，描述了喷泉码的使用，以使用GNSS信号以快速、稳健的方式传播大消息。这样的消息被划分为K个包，每个包用具有K行和潜在地无限数量的列的随机二进制矩阵G’的元素编码。在接收到N个包(在所有情况下N>K)之后，接收器用与接收到的包相对应的G’的列构建矩阵G’，以重构原始消息。WO-A-2012/174933公开了一种RS编码器的编码方法，其中，将输入数据划分为预定数量的并行数据信道，并通过在预定数量的数据信道上同时执行多码字并行性来进行编码。在编码后，确定输入控制信号启用状态，如果启用，则使用零填充操作将编码数据插入到预编码数据流的指定位置。在并行的预定数量的数据信道的串行处理之后，对数据执行去零处理。US-A-2016/0056920涉及一种用于网络编码的方法，该方法包括对多个消息包进行编码以产生多个编码包，该多个编码包包括例如消息包和一个或多个奇偶校验包。每个消息包和每个编码包包括具有索引的多个符号，通过将里德-所罗门码应用于具有与编码包的符号相同的索引的消息包的符号来生成编码包的每个符号。编码包的长度与消息包的长度相同。还公开了一种无线通信装置，该无线通信装置包括：网络编码器，用于对多个消息包进行编码以产生多个编码包；以及物理层，用于经由无线天线发送编码包。因此，在文献中没有找到如下方法，该方法允许以完全可互换方式并以用户接收器可负担的解码成本从多个来源最佳地检索由多个页面组成的卫星导航消息。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是一种方法，该方法能够以完全可互换方式最佳地检索从多个来源接收的包括多个页面的编码卫星导航消息。本专利技术的另一目的是提供一种卫星导航系统，该卫星导航系统实现了最佳地检索包括多个页面的编码卫星导航消息的方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种生成多个页面形式的编码卫星导航消息以经由多个卫星发送到至少一个用户接收器的方法，该方法包括以下步骤：a)在地面站将卫星导航消息M划分为k个页面；b)在地面站将每个页面划分为j个符号，将卫星导航消息M划分为k×j个符号；c)对于每个符号位置，在地面站通过对总共j个分组码分别编码页面的符号的每一列来对k个页面的符号进行编码，其中n个页面中的每一个包括来自j个并行码的符号；d)在地面站生成n个页面的编码卫星导航消息M’；e)在地面站将编码卫星导航消息的n个页面中的至少一个子集分配给多个卫星中的每一个；f)由地面站将所分配的页面发送到多个卫星中相应的卫星；和g)由多个卫星将所分配的页面发送到至少一个用户接收器。以这种方式，可实现以多个页面的形式生成编码卫星导航消息，当编码卫星导航消息由多个卫星发送到用户接收器时，编码卫星导航消息可以以完全可互换方式并以用户接收器可负担的解码成本进行解码。在实施方式中，步骤c)还可包括使用分组编码方案，分组编码方案允许n个页面中的任何k个符号用于检索原始卫星导航消息。在实施方式中，分组码包括里德-所罗门码。在实施方式中，步骤d)还可包括将循环冗余校验附加到每个页面以模拟二进制擦除信道。这确保了在用户接收器处的页面接收被视为在二进制擦除信道中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种在至少一个用户接收器处对编码卫星导航消息进行解码的方法，该编码卫星导航消息是如上所述生成的，该方法包括以下步骤：i)在至少一个用户接收器处接收由至少一个用户接收器的视场内的多个卫星发送的页面；和ii)在至少一个用户接收器处，通过对总共j个分组码分别解码每一列，来对来自从多个卫星接收的页面的编码卫星导航消息递归地应用解码处理，从而对来自从多个卫星接收的页面的编码卫星导航消息进行解码。这使得能够以完全可互换方式对编码卫星导航消息进行解码。在实施方式中，分组码包括里德-所罗门码。在实施方式中，步骤i)还可包括从多个卫星中的不同卫星接收不同的页面。这样做的优点是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成多个页面形式的编码卫星导航消息以经由多个卫星发送到至少一个用户接收器的方法，所述方法包括以下步骤：/na)在地面站将卫星导航消息M划分为k个页面；/nb)在所述地面站将每个页面划分为j个符号，将所述卫星导航消息M划分为k×j个符号；/nc)对于每个符号位置，在所述地面站通过对总共j个分组码分别编码所述页面的符号的每一列来对所述k个页面的符号进行编码，其中n个页面中的每一个包括来自j个并行码的符号；/nd)在所述地面站生成n个页面的编码卫星导航消息M’；/ne)在所述地面站将所述编码卫星导航消息的n个页面中的至少一个子集分配给所述多个卫星中的每一个；/nf)由所述地面站将所分配的页面发送到所述多个卫星中相应的卫星；和/ng)由所述多个卫星将所分配的页面发送到所述至少一个用户接收器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181009 EP 18199280.11.一种生成多个页面形式的编码卫星导航消息以经由多个卫星发送到至少一个用户接收器的方法，所述方法包括以下步骤：
a)在地面站将卫星导航消息M划分为k个页面；
b)在所述地面站将每个页面划分为j个符号，将所述卫星导航消息M划分为k×j个符号；
c)对于每个符号位置，在所述地面站通过对总共j个分组码分别编码所述页面的符号的每一列来对所述k个页面的符号进行编码，其中n个页面中的每一个包括来自j个并行码的符号；
d)在所述地面站生成n个页面的编码卫星导航消息M’；
e)在所述地面站将所述编码卫星导航消息的n个页面中的至少一个子集分配给所述多个卫星中的每一个；
f)由所述地面站将所分配的页面发送到所述多个卫星中相应的卫星；和
g)由所述多个卫星将所分配的页面发送到所述至少一个用户接收器。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤c)还包括使用分组编码方案，所述分组编码方案允许所述n个页面中的任何k个符号用于检索原始卫星导航消息。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述分组码包括里德-所罗门码。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，步骤d)还包括将循环冗余校验附加到每个页面以模拟二进制擦除信道。


5.一种在至少一个用户接收器处对编码卫星导航消息进行解码的方法，所述编码卫星导航消息是根据权利要求1至4中任一项所述而生成的，所述方法包括以下步骤：
i)在所述至少一个用户接收器处接收由所述至少一个用户接收器的视场内的多个卫星发送的页面；和
ii)在所述至少一个用户接收器处，通过对总共j个分组码分别解码每一列，来对来自从所述多个卫星接收的页面的编码卫星导航消息递归地应用解码处理，从而对来自从所述多个卫星接收的页面的编码卫星导航消息进行解码。


6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊格纳西奥·费尔南德斯赫尔南德斯，
申请(专利权)人：欧盟委员会，
类型：发明
国别省市：比利时;BE