2022年电波授时编码 .pdf

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1、1 BPC 电波授时编码摘要：本发明涉及一种电波授时编码。其特征在于：帧周期为20 秒，每分钟包含三帧；以秒脉冲宽度表示四进制数的0，1，2，3，以四进制数表示相应的“分”， “时” ， “日”， “月”，“年” ， “星期” 等时间信息；以帧标志表示帧所在的时间段，以缺少秒脉冲作为帧间隔和帧预告标志； 采用码位复用技术。本发明克服了现有的时间编码帧周期过长的缺陷，接收一帧时间信息所用的最少时间由1 分钟减少到20 秒，提高了接收机效率，降低了对抗干扰的要求。名词术语解释：时间编码：以数字脉冲信号的方式对“分”， “时” ， “日” ， “月” ， “年” ， “星期”等时间信息进行编码。方波

2、秒脉冲：数字脉冲信号的波形为方波，其周期为1 秒。帧(即时间信息帧)：一组包含“分” ， “时”， “日”， “月”， “年”， “星期”等时间信息和必要的校验标志位的编码(或代码 )。帧周期：一帧的起始到下一帧的起始所用的时间。背景技术：电波授时是将高精度原子钟导出的精确时间信息用时间编码方式，通过无线电发射装置以低频 (20KHz 100KHz) 无线电波进行传播， 用户端利用无线电接收机接收信号并解调以恢复时间编码， 再经过微处理器对编码进行一定的处理(解码 )得到精确时间信息。目前在德国，美国，英国，日本等国家，电波授时已广泛应用于电力，通信，民航，铁路以及个人计时器等各个领域。电波授

3、时所采用的时间编码是影响时间信息传播准确性和可靠性以及发射，接收装置制造难易程序的重要因素。现有时间编码包括DCF( 德国 )，MDF( 英国 )， WWVB( 美国 )，JJY/JG2AS(日本 )等，这些时间编码的共同特征是：以方波秒脉冲形成时间编码；以脉冲前沿标志 1 秒的起始， 以不同的脉冲宽度(即方波脉冲信号持续时间)表示二进制数的1 或 0,以二进制数表示“分” ， “时” ， “日”， “月”， “年”， “星期”等时间信息，1 分钟一帧，即周期为 1 分钟。由于无线电波传播过程中不可避免地要受到各种干扰，因此信息失真， 错码， 漏码等就成为可能。 虽然现有时间编码中设置了必要的

4、校验位用于判断所接收信息的正解性，但这种简单的校验方式的误判率仍然较高。有效的做法也是目前被广泛采用的方法是：在接收信号时先利用校验码对每组编码进行初步校验，然后对连续接收到的二到三帧信息进行比较后作出最终判断。 因此， 要接收到一组完整准确的时间编码信息至少要二到三分钟时间。这不公使接收机的效率低，而且当干扰比较严重时，尤其是在远距离发射地，信号微弱或信号有时无的情况下，使得接收信号非常困难甚至不可能。发明内容：本发明的目的是为了克服现有时间编码帧周期过长的缺陷，以提高接收机效率，减少由名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -

5、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2 于干扰或信号微弱对接收信息的影响。本发明采取的技术方案是：以方波秒脉冲的形式形成时间编码，不减少现有时间编码的帧信息容量，将帧周期缩短为20 秒；每分钟包含三帧，并将每分钟划为三个时间段(0 至 19秒，20 至 39 秒， 40 至 59 秒 )，使每帧各占一个时间段；以帧标志表示帧所在的时间段；每个方波秒脉冲宽度以不同的秒脉冲宽度表示四进制数0，1，2，3，以四进制数表示相应的“分” ， “时” ， “日” ， “月”， “年” ， “星期”等时间信息；以缺少秒脉冲作为帧间隔和

6、帧预告标志，每帧当中加入二个校验码，将每个校验码之前所接收到的代码的值转换成二进制表达式后的 “1” ，的个数配置成偶数和奇数；利用一位代码可能的4 个值，将某位代码赋予两种或两种以上的含义(称之为“代码复用”)。本发明所产生的有益效果：接收一帧时间信息所用的最少时间由1 分钟减少到20 秒，采用三帧比较结果检错时，其最少时间由3 分钟减少到1 分钟，提高了接收机效率，降低了对抗的要求， 并且远离发射台，信号微弱的情况下接收时间信息成为可能。同时仍采用了以秒脉冲形式进行编码与现有时间编码保持兼容，因此信号接收不需要昂贵的专用接收系统，可利用现有的时码接收芯片和成熟的解码技术可靠地接收授时信号。

7、有利于电波授时技术在我国普及应用和加速发展。附图为本发明实施例，现结合附图对本发明技术方案作进一步说明：图中将一分钟的三个时间段折叠在一起，其包含的三帧所表示的时间信息是相同的。帧周期为 20 秒。方波秒脉冲有0.1S，0.2S，0.3S，0.4S 四种脉冲宽度状态，分别表示四进制的0, 1, 2, 3, 采用四进制数表示时间信息增加了每位码位的信息容量。现有的时间编码都以二进制表示时间信息， 是为了采用微处理器解码方便。但四进制只是数值的一种表示方式，并不影响微处理器把它作为二进制处理，或者采取简单的变换就可变成真正的二进制数。P1 为帧标志， P10 表示帧起于第1 秒， P11 表示帧起

8、始于21 秒， P12 表示帧起始于 41 秒。帧标志是必需的，它用来确定整分的起始。例如：当接收完一组包含着“10 时38 分”的时间编码时，如果帧标志标明该帧为第二帧，就可以在下一帧的起始时标定为10时 38 分 41 秒，再过 20 秒便是 10 时 39 分的起始。P0 设在每分钟0，20， 40 秒，以缺少秒脉冲使帧与帧隔开，同时作为帧起始预告。P3 是校验位，与“午前” ， “午后”标志复用。0 和 2 表示“ P1” ， “P2” ， “时”， “分”，“星期”各位码的值转换成二进制表达式后，其“1”的个为偶数， 1 和 3 表示“ P1” ， “P2”“时” ， “分” ， “

9、星期”各位码的什转换成二进制表达式后，其“1”的个数为奇数，0 和 1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3 同时表示午前，2 和 3 同时表示午后。P4 是校验位与“年”的最高位利用，0 和 2 表示“日”“月” “年”的低三位各位码的值转换成二进制表达式后，其“1”的个数为偶数，1 和 3 表示“日”“月” “年”的低三位各位码的值转换成二进制表达式后，其“1”的个数为奇数，0 和 1 同时表示“年”的最高位的值为0，2 和 3 同时表示“年”的最高位的值为1 。P2 为预留位。用于需要要扩充信息。图中帧状态的时间编码为：0021033021021030101 。表示的时间信息为：2004 年 3 月 9日，星期二，午前09 时 15 分。该帧起始时间为：15 分 01 秒名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -