[发明专利]一种利用FM调频广播实现授时的方法

说明书

本发明提供了一种利用FM调频广播实现授时的方法，在FM调频广播的SCA信道中，利用伪随机码扩频调制技术，将标准时间信息插入调频广播信号中并进行广播；接收端通过接收该调频广播信号并从中解调出时刻信息和时间信息，从而实现高精度授时服务。本发明通过对时间信息的编码和PN码的扩频增益，在不影响现有FM调频广播正常工作的前提下，提供了一种授时方法。5KHz的带宽对应的时间精度是0.2毫秒，扣除传输距离的影响后，本发明的授时精度为亚毫秒级。

技术领域

本发明涉及一种利用FM调频广播实现授时的技术，具体涉及到利用FM调频附加信道SCA信道实现扩频调制，从而实现时间码和时刻信息的高精度传递，属于通信技术领域。

背景技术

FM调频附加信道(FM-SCA)广播是通过调频广播开展的一种辅助通信业务，亦即是在现有的FM调频广播中利用增加附加信道来传送各种业务信息，简称为SCA。SCA广播在广泛应用于传送交通信息、金融信息、气象信息和背景音乐，以及无线电寻呼等业务，取得了一定的社会效益和经济效益。但是近年来随着电视广播和网络的迅速发展，利用FM-SCA调频广播辅助通信业务大幅减少，并且随着智能手机和3G、4G网络的普及，人们越来越少地依靠SCA广播获取金融信息、气象等信息，导致FM-SCA广播缺乏竞争力。

目前常用的授时方式包括长波授时、短波授时和卫星授时，但是长波授时存在尚未完成我国国土全覆盖、建站成本高、接收设备复杂等缺陷，短波授时精度较低，卫星授时易受干扰和受地理条件影响大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用FM调频广播SCA信道实现授时的方法，通过将标准时间信息插入到调频广播的SCA信道中，随广播信号对外广播，从而达到充分利用FM调频广播实现高精度授时服务的目的。本发明中的授时方法建设快、成本低、使用简单，可灵活布置于各个城市广播电台，尤其在长短波的覆盖盲区和卫星授时信号较弱的区域，对关系我国国民经济和国防建设的长短波授时系统形成一种补充和增强，对提高广播基础设施的使用效能、扩充和丰富我国时间频率服务体系具有重要的意义，同时，本发明是广电部门利用现有频率资源实现利益最大化的一个新的经济增长点，具有良好的社会效益与经济效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在FM调频广播的SCA信道中，利用伪随机码(PRN)扩频调制技术，将标准时间信息(包括时刻信息和时码信息)插入调频广播信号中并进行广播；接收端通过接收该调频广播信号并从中解调出时刻信息和时间信息，从而实现高精度授时服务。

本发明具体包括以下步骤：

1)时间信息的插播，包括以下步骤：

1.1)在调频广播发播台利用原子钟保持时间，同时将该时间溯源到中国科学院国家授时中心所保持的时间上；

1.2)对每秒时刻信息和时码信息进行编码，按每秒一帧进行编码，每帧授时信息由帧头、时码信息、CRC校验位和保留位组成；所述的帧头即时刻信息；每帧的帧头相同，均采用伪随机序列PRN码，其周期长度为127个码片，本原多项式X⁷+X³+1，记作PN0码；所述的时码信息由起始符、年、月、日、时、分、秒组成，采用二进制编码，起始符为11比特；所述的CRC校验位为8比特，对时间信息进行校验，CRC生成多项式为X⁸+X²+X+1；所述的保留位由24比特组成，以0填充；

1.3)对授时信息采用两级调制，即BPSK-FM调制，步骤如下：

1.3.1)对授时信息进行扩频，对每一帧的时码信息、CRC校验位、保留位中的数据采用本原多项式X⁶+X+1生成的PN码进行扩频，在扩频后的码流之前插入长度为127码片的PN0码作为帧头，生成一帧完整授时信息的码流，其中，本原多项式X⁶+X+1生成的PN码记作PN1码；