[发明专利]一种基于删余极化码特性的北斗导航电文编码方法

说明书

本发明公开了一种基于删余极化码特性的北斗导航电文编码方法，本发明先获取北斗D1导航电文信息比特；将D1导航电文信息比特映射到删余极化码内；利用删余极化码对D1导航电文信息比特进行编码；对编码后的比特流进行BPSK调制，并在AWGN信道中进行传输，在接收端对导航电文进行BPSK解调，并进行SC译码；通过解映射方式得到D1导航电文信息，并计算相应的误码率。本方法采用了不等错误保护的思想，保证了D1导航的帧同步码的准确性，保证了一定的丢帧率，同时，相对于BCH(15,11,1)编码，本发明可以获得1.6dB的增益，有效的提高了接收D1导航电文的准确性，改善了北斗导航信号抗干扰能力差，误码率高等问题。

技术领域

本发明涉及卫星通信、卫星导航领域，涉及一种基于删余极化码特性的北斗导航电文编码方法。

背景技术

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(global positioning system，GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(global navigation satellite system，GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。中国的BDS、美国的GPS、俄罗斯的GLONASS和欧盟的伽利略卫星导航系统(Galileo navigation satellite system，Galileo)，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。

北斗卫星在进行通信时，其通信距离很远，需要提高系统的接收灵敏度和信道增益，其中信道编译码是卫星通信中的核心技术之一，可以有效降低卫星通信中的误码率。信道编码已经经过了50多年的发展，由最初的分组码发展到现在广泛使用的Turbo码和低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code，LDPC)。Arikan在2009年提出的Polar码编码方案，因其能在二进制离散无记忆信道下，其对称容量可以达到香农极限，同时其编译码复杂度较低等特点，引起了国内外研究极化码的热潮。Polar码作为一种信道编码，主要的应用就是提高通信系统在有噪干扰传输时的可靠性。

现阶段北斗卫星定位系统采用的是BCH编译码方式，BCH码是一种简单的线性编码，其编码性能不是很高，已经很难满足用户高精度的要求。相比于LDPC码和Turbo码，Polar码是唯一一种被证明的信道容量可以到达香农极限的编码方式，同时，Polar码具有更低的编码复杂度，更重要的是，Polar的研究历史并不长，关于其在卫星通信中应用的文章更是没有，相关技术的专利限制也很少，所以，将Polar码应用到北斗导航通信中是一个不错的选择。D1导航电文子帧的前11bit的信息码字是帧同步码，如果帧同步码发生错误，子帧将会被丢弃，因此，帧同步码可以认为是子帧中最重要的比特信息。在现有的北斗导航定位系统中，D1导航电文子帧对前15比特信息没有进行纠错编码，其中包括了11bit的帧同步码，可想而知，现有的导航信号丢帧率很高。考虑到Polar在译码后，各个位置上发生错误的概率不同，Polar码的这种属性为UEP的实现提供了可能，在进行导航信息编码时，将帧同步码信息映射到发生错误概率最小的信息位置上，从而有效的降低了导航信号的丢帧率。

发明内容

为了提高北斗卫星的抗干扰能力，本发明提出了一种基于译码可靠性的动态删余极化码来对北斗导航电文信息进行编码，可以有效的提高导航电文的准确性。

本发明可以通过以下步骤进行实现：

步骤一：获取北斗D1导航电文信息比特；

步骤二：将D1导航电文信息比特映射到删余极化码内；

步骤三：利用删余极化码对D1导航电文信息比特进行编码；

步骤四：对编码后的比特流进行BPSK调制，并在AWGN信道中进行传输；