基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法

摘要

本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，属于导航通信领域。本发明实现方法如下：捕获模块将捕获信息及捕获标识传递给多用户分配模块，分别定义和命名标识和通道结束指令；当通道分配模块接收到捕获标识时，比较随捕获标识到来的捕获信息与所有正在被占用的通道中的捕获信息的相位差，判断捕获信息是否需要分配；将需要分配的捕获信息分配进编号最大的未占用通道中，赋值通道占用标识为1；当通道中的译码结束时或者帧同步失败时，赋值通道结束指令为1；当通道的通道结束指令为1时，令通道的通道占用标识、捕获信息重复标识和通道结束指令复位，此通道转为空闲状态。重复以上步骤实现高效及有序的通道分配任务。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，属于导航通信领域。

背景技术

在北斗短报文模块中，存在多个用户，但由于卫星资源有限及不同用户的扩频码采用同一种，所以往往捕获模块只能有一个，但是多个用户的数据信息各不相同，因此针对于每个用户，都需要有相应的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块构成其多用户处理通道。而由于帧结构的特点，对于同一用户，在同一帧里，会被捕获到多次，但因为资源受到限制，不可能捕获一次后就直接将捕获信息分配给后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块所组成的多用户处理通道，所以此处涉及到需要多用户处理通道分配模块将单个捕获模块捕获到的多个用户的捕获信息高效和有序地分别分配给相应的多用户处理通道进行各自的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码步骤。

发明内容

本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法要解决的技术问题是：将单个捕获模块捕获到的多个用户的捕获信息高效和有序地分配进相应的多用户处理通道中，用于处理后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码功能。创新性地定义和命名通道占用标识，通道捕获信息重复标识，通道结束指令，其中，通道捕获信息重复标识实现对同一帧中可能重复出现的捕获信息的甄别，避免浪费后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块的资源；通道占用标识利用多用户通道编号大号优先的原则，保证通道分配的高效及有序进行；通道结束指令基于两种通道释放的方法，使得后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块所组成的多用户处理通道及时转为闲置状态，提高所述模块的利用效率。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法的实现方法如下：捕获模块将捕获信息及捕获标识传递给多用户分配模块，并分别定义和命名捕获信息、捕获标识、通道中占用捕获信息、通道占用标识、通道捕获信息重复标识、通道结束指令。当通道分配模块接收到捕获标识时，通过比较随捕获标识到来的捕获信息与所有正在被占用的通道中的捕获信息的相位差，判断捕获信息是否需要分配。将需要分配的捕获信息分配进编号最大的未占用通道中，进行后续处理，并赋值此通道的通道占用标识为1。当通道中的译码结束时或者帧同步失败时，赋值此通道的通道结束指令为1。当通道的通道结束指令为1时，令通道的通道占用标识、捕获信息重复标识和通道结束指令复位，此通道转为空闲状态。重复以上步骤实现高效及有序的通道分配任务。

本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，包括如下步骤：

步骤一：捕获模块将捕获信息及捕获标识传递给多用户分配模块，并分别命名和定义捕获信息和捕获标识。

捕获模块将捕获信息及捕获标识传递给多用户分配模块，所述捕获信息包括多普勒频率和相位信息，命名为index_max_in，所述捕获标识为捕获信息的有用标识信号，命名为index_max_nd。

步骤二：分别对N路通道命名及定义各自的通道占用标识、通道捕获信息重复标识、通道中占用捕获信息，当捕获标识到来时，通过第i路通道的通道占用标识判断第i路通道的占用情况，若通道占用，则对比随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道中占用捕获信息来判断是否重复，并根据判断结果赋值第i路通道捕获信息重复标识，若通道未占用，则赋值第i路通道捕获信息重复标识为1。

步骤2.1：分别对N路通道命名及定义各自的通道占用标识、通道捕获信息重复标识、通道中占用捕获信息。

所述通道占用标识是指第i路通道中的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码是否正在工作的标识，命名第i路通道的通道标识为index_max_cs_i，其中:i＝1…N。如果第i路通道中的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块正在工作，则定义第i路通道的通道占用标识index_max_cs_i为1，如果第i路通道中的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块未工作，则定义第i路通道的通道占用标识index_max_cs_i为0。

所述通道捕获信息重复标识是指第i路通道中正在处理的捕获信息与随捕获标识同时到达的捕获信息是否重复的标识，命名第i路通道的通道捕获信息重复标识为cmp_state_i，其中：i＝1…N。如果第i路通道中正在处理的捕获信息和随捕获标识同时到达的捕获信息的相位差大于或等于阈值，表明捕获信息未重复，则定义第i路通道的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为1，如果相位差小于阈值，表明捕获信息重复，则定义第i路通道的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为0。

所述通道中的捕获信息是指被多用户分配模块所分配进第i路通道中处理的捕获信息，命名第i路通道的通道中的捕获信息为index_max_out_i，其中：i＝1…N。

步骤2.2：当捕获标识到来时，通过第i路通道的通道占用标识判断第i路通道的占用情况，如果第i路通道被占用，则通过对比随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道的通道中的捕获信息来判断是否重复，并根据判断结果赋值第i路通道捕获信息重复标识；如果第i路通道未被占用，则赋值第i路通道捕获信息重复标识为1。

当捕获标识index_max_nd到来时，分别读取N路通道的通道占用标识，当第i路的通道占用标识index_max_cs_i为1时，则表明第i路通道中正在处理通道中的捕获信息index_max_out_i。对比随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道的通道中的捕获信息index_max_out_i的相位差是否达到阈值判断捕获信息是否重复。如果随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道的通道中的捕获信息重复，则赋值第i路的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为0。如果不重复，则赋值第i路的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为1。若第i路的通道占用标识index_max_cs_i为0时，则赋值第i路的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为1。

步骤三：通过N路通道的通道捕获信息重复标识，给出随捕获标识同时到达的捕获信息是否需要分配的结果。根据判断结果寻找未被占用通道，将随捕获标识同时到达的捕获信息分配进通道编号最大的未占用通道中进行后续处理，并赋值该通道占用标识为1，若所有的通道占用，放弃此捕获信息的后续处理。

步骤3.1：通过N路通道的通道捕获信息重复标识，给出随捕获标识同时到达的捕获信息是否需要分配的结果。

通过N路通道的通道捕获信息重复标识，得到随捕获标识同时到达的捕获信息是否需要分配的结果。判断方法为：如果N路通道的通道捕获信息重复标识有一个不是1，则表明随捕获标识同时到达的捕获信息已正在进行后续帧同步、跟踪、解扩、解调、译码工作，不再在N路通道中进行通道分配。如果全部为1，则表明随捕获标识同时到达的捕获信息未在N路通道进行后续帧同步、跟踪、解扩、解调、译码工作，为有用的捕获信息，需要在N路通道中进行通道分配。

步骤3.2：根据步骤3.1中判断结果，如需对随捕获标识同时到达的捕获信息进行通道分配，则寻找未被占用通道，将随捕获标识同时到达的捕获信息分配进通道编号最大的未占用通道中进行后续处理，并赋值该通道的通道占用标识为1，若所有的通道占用，放弃此捕获信息的后续处理。

若布置3.1中的结果为需要对随捕获标识同时到达的捕获信息进行通道分配，则读取N路通道的通道占用标识。若所有的通道占用标识全部为1，则表明所有的通道都被占用，无法处理随捕获标识同时到达的捕获信息，放弃此捕获信息的后续处理。如果有通道占用标识为0，则取最大通道编号的通道，将随捕获标识同时到达的捕获信息送入该通道进行处理，即将随捕获标识同时到达的捕获信息赋值给改通道的通道中的捕获信息，开始后续处理，并令该通道的通道占用标识为1。

步骤四：为避免第i路通道被堵塞，当被占用的第i路通道中译码结束时或者帧同步标识显示为失败时，令第i路通道结束指令parallel_over_i为1，通过步骤五释放此通道。

第i路通道不能一直被占用，否则当第i路通道的译码完成后，没办法处理新的捕获信息，导致通道被堵塞。为避免第i路通道被堵塞，通过以下两种方法更新第i路通道的通道释放指令，并在步骤五中释该通道。方法一：当第i路通道的译码完成后，多用户处理通道可以随时接收新的捕获信息进行其他用户的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码，此时赋值第i路通道的通道结束指令parallel_over_i为1，并在步骤五中释放该通道。方法二：当第i路通道帧同步标识显示帧同步失败时，此时无法进行后续的跟踪，解扩，解调，译码工作，应放弃此帧，结束对此用户的处理，赋值第i路通道的通道结束指令parallel_over_i为1，并在步骤五中释放该通道，更好的为后续用户服务。所以当被占用的第i路通道中译码结束时或者帧同步标识显示为失败时，令第i路通道结束指令parallel_over_i为1，通过步骤五释放此通道。

步骤五：当第i路通道的通道结束指令为1时，释放第i路通道，将第i路通道转为能够接收处理新的捕获信息的空闲状态。

N路多用户处理通道都有自己的通道结束指令，当第i路通道结束指令parallel_over_i为1时，释放第i路通道，将第i路通道的通道占用标识、捕获信息重复标识和通道结束指令复位，赋值index_max_cs_i为0，赋值index_max_out_i为0，赋值parallel_over_i为0，并清零第i路通道中分配的通道中的捕获信息index_max_out_i，此时，第i路通道转为空闲状态，能够接收处理新的捕获信息。

步骤六：重复步骤一至步骤五，实现基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配，高效无误地将单个捕获模块捕获到的多个用户的捕获信息分配进相应的用户通道中，用于处理后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码功能，通过步骤二、三中的通道捕获信息重复标识实现对同一帧中可能重复出现的捕获信息的甄别，避免浪费帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块资源，通道占用标识利用多用户通道编号大号优先分配的原则，保证通道分配的有序进行，通道结束指令使得后续处理通道及时转为闲置状态，提高帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块的利用效率。

作为优选，根据北斗短报文的信号体制，步骤2.1、2.2所述的阈值优选为3。

有益效果：

1、本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，在步骤二中命名及定义了通道捕获信息重复标识，通过对比随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道的通道中的捕获信息的相位差是否达到阈值判断捕获信息是否重复，并对通道捕获信息重复标识进行赋值，实现对同一帧中可能重复出现的捕获信息的甄别，避免浪费帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块资源。

2、本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，在步骤二中命名及定义通道占用标识，若通道被占用，则对比随捕获标识同时到达的捕获信息与被占用通道的通道中的捕获信息是否重复。若随捕获标识同时到达的捕获信息与所有被占用通道的通道中的捕获信息都不重复，且存在未占用的通道，则在步骤三中进行通道分配，并给出判断方法利用多用户通道编号大号优先分配的原则，保证通道分配的有序进行。

3、本发明公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，为避免第i路通道被堵塞，通过考虑译码完成的正常结束情况和帧同步失败的非正常结束情况，给出两种释放通道的方法，进而避免通道堵塞，通过通道结束指令使得后续处理通道及时转为闲置状态，提高帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块的利用效率。

附图说明

图1为基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配的流程框图；

图2为基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法的原理框图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

本实施例以15路多用户通道为例进行分析，发送端发送15路用户，分别标号为用户A1～用户A15，这15路用户的相位差在1/2个chip以上，多普勒频率随机。多用户通道分配模块总共有15路通道，分别标号为通道T1～T15。在捕获阶段，由于同步头长度是实际所需捕获长度的几倍，所以捕获模块会在同步头阶段进行几次捕获，而为避免虚警，往往捕获门限会偏高，导致在单次捕获中可能无法全部捕获到15个用户，但由于每次捕获相互独立，所以综合来看捕获概率能到99％以上，假设本例中，捕获模块在同一个同步头中，进行了3次捕获，第一次捕获到用户A1,A2,A4,A5,A9,A10,A11,A13,在第二次捕获中捕获到用户A2,A4,A5,A6,A7,A8,A11,A12,A14在第三次捕获中捕获到用户A1,A3,A4,A5,A6,A8,A9,A10,A11,A12,A13,A14,A15。现在要对发送的15个用户进行处理。

如图2所示，本实施例公开的基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配方法，包括如下步骤：

步骤一：捕获模块将捕获信息及捕获标识传递给多用户分配模块，并分别命名和定义捕获信息和捕获标识。

捕获模块首先会将第一次捕获到的用户A1,A2,A4,A5,A9,A10,A11,A13的捕获信息依次传给通道分配模块。

步骤二：分别对15路通道命名及定义各自的通道占用标识、通道捕获信息重复标识、通道中占用捕获信息，当捕获标识到来时，通过第i路通道的通道占用标识判断第i路通道的占用情况，若通道占用，则对比随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道中占用捕获信息来判断是否重复，并根据判断结果赋值第i路通道捕获信息重复标识，若通道未占用，则赋值第i路通道捕获信息重复标识为1。

步骤2.1：分别对15路通道命名及定义各自的通道占用标识、通道捕获信息重复标识、通道中占用捕获信息。

所述通道占用标识是指第i路通道中的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码是否正在工作的标识，命名第i路通道的通道标识为index_max_cs_i，其中:i＝1…15。如果第i路通道中的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块正在工作，则定义第i路通道的通道占用标识index_max_cs_i为1，如果第i路通道中的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块未工作，则定义第i路通道的通道占用标识index_max_cs_i为0。

所述通道捕获信息重复标识是指第i路通道中正在处理的捕获信息与随捕获标识同时到达的捕获信息是否重复的标识，命名第i路通道的通道捕获信息重复标识为cmp_state_i，其中：i＝1…15。如果第i路通道中正在处理的捕获信息和随捕获标识同时到达的捕获信息的相位差大于或等于阈值，表明捕获信息未重复，则定义第i路通道的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为1，如果相位差小于阈值，表明捕获信息重复，则定义第i路通道的通道捕获信息重复标识cmp_state_i为0。

所述通道中的捕获信息是指被多用户分配模块所分配进第i路通道中处理的捕获信息，命名第i路通道的通道中的捕获信息为index_max_out_i，其中：i＝1…15。

步骤2.2：当捕获标识到来时，通过第i路通道的通道占用标识判断第i路通道的占用情况，若通道占用，则对比随捕获标识同时到达的捕获信息与第i路通道中占用捕获信息来判断是否重复，并根据判断结果赋值第i路通道捕获信息重复标识，若通道未占用，则赋值第i路通道捕获信息重复标识为1。

当用户A1的捕获标识到来时，15路通道都处于空闲状态没有被占用，15路通道的通道占用标识全为1，所以将15路通道的通道捕获信息重复标识全部赋值为1。

步骤三：通过15路通道的通道捕获信息重复标识，给出随捕获标识同时到达的捕获信息是否需要分配的结果。根据判断结果寻找未被占用通道，将随捕获标识同时到达的捕获信息分配进通道编号最大的未占用通道中进行后续处理，并赋值该通道占用标识为1，若所有的通道占用，放弃此捕获信息的后续处理。

步骤3.1：通过15路通道的通道捕获信息重复标识，给出随捕获标识同时到达的捕获信息是否需要分配的结果。

15路通道的通道捕获信息重复标识全部为1，所以新到的用户A1的捕获信息没有重复，需要对用户A1的捕获信息进行分配。

步骤3.2：根据步骤3.1中判断结果，如需对随捕获标识同时到达的捕获信息进行通道分配，则寻找未被占用通道，将随捕获标识同时到达的捕获信息分配进通道编号最大的未占用通道中进行后续处理，并赋值该通道的通道占用标识为1，若所有的通道占用，放弃此捕获信息的后续处理。

步骤3.1中的判断结果为需要对用户A1的捕获信息进行重新分配，寻找未被占用通道，发现通道T1～T15全部未被占用，按照通道编号最大优先进行分配的原则，将用户A1的捕获信息分配给通道T15,并赋值通道T15的通道占用标识为1，通道15开始准备后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码工作。

步骤四：分别重复步骤二和步骤三，对由捕获模块依次传递给多用户通道分配模块的第一次捕获到的用户A2,A4,A5,A9,A10,A11,A13的捕获信息进行处理。则有如下分配模式：T14-A2,T13-A4,T12-A5,T11-A9,T10-A10,T9-A11,T8-A13，通道T14,T13,T12,T11,T10,T9,T8开始准备后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码工作。

步骤四：分别重复步骤二和步骤三，对由捕获模块依次传递给多用户通道分配模块的第二次捕获到的用户A2,A4,A5,A6,A7,A8,A11,A12,A14进行处理。发现其中，A2,A4,A5,A11所述四路用户的捕获信息重复，所以不进行分配，只对其他五路新到的用户进行分配，按照通道编号大号优先分配原则，则有如下分配模式：T7-A6,T6-A7,T5-A8,T4-A12,T3-A14，所述5路通道开始准备后续帧同步、跟踪、解扩、解调、译码工作。

步骤五：分别重复步骤二和步骤三，对由捕获模块依次传递给多用户通道分配模块的第三次捕获到的用户A1,A3,A4,A5,A6,A8,A9,A10,A11,A12,A13,A14,A15进行处理。发现其中只有用户A3和用户A15是新用户，对着两路用户进行分配，按照通道编号大号优先分配的原则，则有如下分配模式：T2-A3,T1-A15，这两路通道开始准备帧同步、跟踪、解扩、解调、译码工作。

步骤六：当所述15路通道中，某路通道中的帧同步标识显示此路用户帧同步失败或者某路通道的译码结束，则令通道结束指令为1，用于释放此通道。

步骤七：当某路通道的通道结束指令为1时，释放此通道，令通道占用标识为0，令通道捕获信息重复标识为1，令通道结束指令为0，清零通道中分配的用户多普勒频率和相位信息。该通道进入空闲状态，准备等待处理后续捕获模块传送过来的其他用户的捕获信息。

步骤八：重复步骤一至步骤七，实现基于北斗短报文体制的捕获信息的多用户通道分配，高效无误地将单个捕获模块捕获到的多个用户的捕获信息分配进相应的用户通道中，用于处理后续的帧同步、跟踪、解扩、解调、译码功能，通过步骤二、三中的通道捕获信息重复标识实现对同一帧中可能重复出现的捕获信息的甄别，避免浪费帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块资源，通道占用标识利用多用户通道编号大号优先分配的原则，保证通道分配的有序进行，通道结束指令使得后续处理通道及时转为闲置状态，提高帧同步、跟踪、解扩、解调、译码模块的利用效率。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。