基于偽隨機(jī)矩陣的LT編碼及其在衛(wèi)星導(dǎo)航中的應(yīng)用.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶種類繁多且用戶環(huán)境多樣，給導(dǎo)航信號(hào)的設(shè)計(jì)帶來了極大的不便。噴泉碼是為滿足異質(zhì)用戶的需求而設(shè)計(jì)的，其編譯碼過程簡(jiǎn)單，傳輸接收過程中不需要反饋信息，具有較低的編譯碼復(fù)雜度和較高的譯碼成功率。因此，噴泉碼在一定程度上適合導(dǎo)航信號(hào)的設(shè)計(jì)要求，將噴泉碼應(yīng)用到衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中理論上可以極大改善導(dǎo)航定位系統(tǒng)對(duì)異質(zhì)用戶的適應(yīng)性。
　　編碼結(jié)構(gòu)是影響噴泉碼編譯碼性能的一個(gè)主要因素，而度分布函數(shù)決定了編碼結(jié)構(gòu)的好壞。本文以衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)幀

2、結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，提出了一種適合于超短碼的噴泉編碼方案——基于偽隨機(jī)矩陣的LT碼(Pseudo random matrix LT code,LT-PRM)編碼方案。與傳統(tǒng)的LT編碼方案相比，可以減少編碼數(shù)據(jù)包中的冗余信息位，極大節(jié)省編譯碼開銷。通過仿真，在譯碼復(fù)雜度，譯碼率，譯碼成功率等方面與傳統(tǒng)的基于魯棒孤子度分布的LT編碼方案進(jìn)行了對(duì)比分析。最后，在偽隨機(jī)矩陣的基礎(chǔ)上，結(jié)合不等差錯(cuò)保護(hù)思想，進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)了不等差錯(cuò)保護(hù)偽隨機(jī)矩陣，并結(jié)合導(dǎo)

3、航數(shù)據(jù)包具體意義仿真分析了其不等差錯(cuò)保護(hù)能力。與傳統(tǒng)等概率選擇策略LT編碼方案相比，在丟包率較低的環(huán)境中，同等譯碼開銷下，提高了重要數(shù)據(jù)包的譯碼率。
　　傳統(tǒng)的導(dǎo)航電文采用LDPC(Low Density Parity Check Code)的編碼方式，其性能極易受用戶環(huán)境影響。在用戶接收信號(hào)受到干擾較大時(shí)，其譯碼成功率較低?，F(xiàn)將LT-PRM應(yīng)用到衛(wèi)星導(dǎo)航電文編碼中，用戶接收信號(hào)受到干擾較小時(shí)，接收少量數(shù)據(jù)包即可成功譯碼；當(dāng)用戶接

4、收信號(hào)受到干擾較大時(shí)，只需要繼續(xù)接收數(shù)據(jù)包即可完成譯碼過程。本文應(yīng)用matlab中simulink庫(kù)搭建仿真平臺(tái)，以不同場(chǎng)景下用戶處實(shí)測(cè)導(dǎo)航信號(hào)信噪比作為外部干擾，仿真對(duì)比分析了基于LT-PRM的導(dǎo)航電文編碼方案和傳統(tǒng)的導(dǎo)航電文編碼方案的譯碼成功率。當(dāng)接收三個(gè)完整數(shù)據(jù)幀時(shí)，使用傳統(tǒng)的導(dǎo)航電文編碼方式在用戶信道條件好時(shí)收齊歷書的概率才能達(dá)到95％以上，而基于LT-PRM的導(dǎo)航電文編碼方案在用戶信道條件一般時(shí)收齊歷書的概率也可接近100%。