面向船載動(dòng)中通的高可靠性糾錯(cuò)碼研究.pdf

1、艦船與陸地的通信是必不可少的，基于船載動(dòng)中通的衛(wèi)星通信是目前合適的選擇。但在船載動(dòng)中通與衛(wèi)星通信中，船舶會(huì)在風(fēng)浪影響下不停地晃動(dòng)，導(dǎo)致船載動(dòng)中通的天線主瓣經(jīng)常偏離衛(wèi)星天線。這種偏離會(huì)導(dǎo)致接收信噪比迅速下降，從而產(chǎn)生一些嚴(yán)重的突發(fā)錯(cuò)誤，甚至中斷通信。通常，船載動(dòng)中通需要精確度高的陀螺儀提供準(zhǔn)確的天線指向信息，但精確度高的陀螺儀不僅價(jià)格昂貴，而且也不能確保船載動(dòng)中通時(shí)時(shí)刻刻對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星天線。如果能找到一種可靠的糾錯(cuò)碼，使得應(yīng)用高精度陀螺儀的船載

2、動(dòng)中通的通信更加可靠，同時(shí)還能使得低成本陀螺儀應(yīng)用到船載動(dòng)中通中成為可能，將具有重要的實(shí)際意義。因此，本文從糾錯(cuò)碼的角度進(jìn)行了深入研究，主要貢獻(xiàn)如下：
　　分析了風(fēng)浪影響船載動(dòng)中通運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)幅度和周期，建立了一種擺動(dòng)幅度對(duì)船載動(dòng)中通接收信噪比影響的數(shù)學(xué)模型。隨后，對(duì)CCSDS標(biāo)準(zhǔn)給出的衛(wèi)星信道糾錯(cuò)碼—RS碼、卷積碼、Turbo碼和LDPC碼進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)它們不適合糾正船載動(dòng)中通與衛(wèi)星通信中的突發(fā)錯(cuò)誤。
　　為了應(yīng)對(duì)這些突發(fā)

3、錯(cuò)誤，本文提出了HPRS-C級(jí)聯(lián) LDPC糾錯(cuò)碼。在提出該碼的過(guò)程中，先后提出了三種糾錯(cuò)碼，3DRS-E碼、3DRS-EC碼和 HPRS-C碼。關(guān)于LDPC校驗(yàn)矩陣，本文提出了構(gòu)造滿秩矩陣且不增加短環(huán)的簡(jiǎn)單搜索算法，同時(shí)還給出了關(guān)于循環(huán)和準(zhǔn)循環(huán)矩陣的2個(gè)定理和3個(gè)推論。
　　由于RS碼是本文提出的糾錯(cuò)碼的關(guān)鍵，于是對(duì)RS碼的解碼算法進(jìn)行了研究。先提出了一種改進(jìn)的BM算法，其中搜索步驟的復(fù)雜度由O(n2)降低到O(n)。然后，又從概

4、率的角度進(jìn)行分析，把迭代次數(shù)之差μ-ρ的值由一個(gè)變量取為常數(shù)4。這樣的改進(jìn)簡(jiǎn)化了硬件的運(yùn)算量，節(jié)約了資源。在求解錯(cuò)誤值時(shí)，本文又推導(dǎo)出一個(gè)更加通用的求值公式，并進(jìn)行了優(yōu)化。
　　本文對(duì)提出的HPRS-C與LDPC級(jí)聯(lián)碼進(jìn)行了測(cè)試。該級(jí)聯(lián)碼中，HPRS-C采用的是GF(256)上的縮短碼RS(50,48)和RS(12,8)，LDPC采用(4000,1000)。該級(jí)聯(lián)碼和CCSDS LDPC(8176,7154)碼相比，解碼延遲為60