[发明专利]北斗高精度差分信息编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度差分信息编码实现方法。

背景技术

我国的北斗卫星导航系统是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后，全球第三大卫星导航系统。2003年“北斗一号”卫星导航系统的建成，标志着我国成为世界上第三个拥有独立自主卫星导航系统的国家。北斗卫星导航系统2012年将覆盖亚太区域，2020年将形成由35颗卫星组网具有覆盖全球的卫星导航系统。

但由于北斗卫星通信距离很远，因此必须极大地提高系统的接收灵敏度和信道增益，信道编译码是卫星通信中的关键技术之一，可以大大提高卫星通信的性能，甚至有人恰如其分地把卫星通信和编码的关系称之为“天作之合”。信道编码又称纠错编码，已经历五十多年的发展，由最初的分组码逐步发展到目前越来越受关注和应用的LDPC码。目前，现有北斗卫星定位系统采用的是BCH编码方式，其编码增益在相同信噪比的环境下要弱于LDPC编码4db，所以不足以产生高增益编码效益；而且，LDPC码在中长码时具有超过Turbo码的性能，并且具有译码复杂度更低、能够并行译码及译码错误可检测等特点，成为目前空间编码技术的优选。同时，另一种交织编码技术可以使得长码在极端恶劣的通信环境下，最大程度保证突发错误的不连续性。综上所述，将其和LDPC码结合可以最大程度的改善远距离通信误码率高的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于LDPC码级联交织的编码方式对北斗高精度差分系统进行信息处理，可以较好的抑制误码率，进而提高接受信息的正确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)生成校验矩阵，包括以下步骤：

(1.1)选取k个素数p₁,p₂…,p_k，满足以下条件：

p₁＞p₂＞…＞p_k＞2；

GCD(p_i,m)＝1，i＝1,2,…,k；

2P₁+2P₂+2P₃<m；

2p_i±p_j≠p_k，i、j为1～k中的任意数值；

(1.2)把v个校验节点编号为0,1,…,(v-1)，依次均匀地放在一个圆上；

(1.3)随机选取一个校验节点a，以p_i为步长顺时针移动v-1次，连同节点i共计依次走过v个点，记为pos_a＝(i,i+p₁,…,i+(v-1)p₁)(modm)，pos₁将跑遍0,1,…,(v-1)，将跑过的点依次排列组成一个序列；

(1.4)依次取素数p_v,v＝2,3,…,k，随机选取一个校验节点，重复步骤(1.3)，将得到的序列依次排列组成一个总序列pos＝[pos₁,pos₂,…,pos_k]；

(1.5)将pos中的m×k个元素按每j个一组进行划分，每组对应一个变量节点x_i与e_ji,e_ji+1,…,e_ji+j-1相连，生成校验矩阵H，其中i＝0,1,…,(n-1)；e代表链接两个变量节点的边；

(2)分块预处理，包括以下步骤：

(2.1)由步骤(1)生成的校验矩阵H为m×n的矩阵，列索引数组colid[n]，并初始化为colid[j]＝j，j＝1,2,…,n；构建数组firstpos[n]并将其初始化为各列上第一个1的位置；

(2.2)在firstpos[n]中依次搜索1到m的值，设当前搜索值为k，如果找到firstpos[v]＝k，且v≠k，则把H矩阵的第v列和第k列进行列交换，同时把colid[v]和colid[k]、firstpos[v]和firstpos[k]进行交换；然后令k+1进行下一轮搜索；如果v＝k，则直接令k+1进行下一轮搜索；如果在firstpos[n]中找不到k的值，则退出搜索循环，并有Tsize＝m-g＝k-1，g＝m-k+1；

(2.3)将H矩阵前面的Tsize列与后面的Tsize列进行块交换，同时把colid[n]中的前面Tsize个数与后面Tsize个数进行交换，得到H矩阵的近似下三角式；