基于偽隨機矩陣的LT編碼及其在衛(wèi)星導航中的應用.pdf

1、衛(wèi)星導航系統(tǒng)用戶種類繁多且用戶環(huán)境多樣，給導航信號的設計帶來了極大的不便。噴泉碼是為滿足異質(zhì)用戶的需求而設計的，其編譯碼過程簡單，傳輸接收過程中不需要反饋信息，具有較低的編譯碼復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航信號的設計要求，將噴泉碼應用到衛(wèi)星導航系統(tǒng)中理論上可以極大改善導航定位系統(tǒng)對異質(zhì)用戶的適應性。
　　編碼結(jié)構(gòu)是影響噴泉碼編譯碼性能的一個主要因素，而度分布函數(shù)決定了編碼結(jié)構(gòu)的好壞。本文以衛(wèi)星導航數(shù)據(jù)幀

2、結(jié)構(gòu)為基礎，提出了一種適合于超短碼的噴泉編碼方案——基于偽隨機矩陣的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編碼方案進行了對比分析。最后，在偽隨機矩陣的基礎上，結(jié)合不等差錯保護思想，進一步研究設計了不等差錯保護偽隨機矩陣，并結(jié)合導

3、航數(shù)據(jù)包具體意義仿真分析了其不等差錯保護能力。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。在用戶接收信號受到干擾較大時，其譯碼成功率較低?，F(xiàn)將LT-PRM應用到衛(wèi)星導航電文編碼中，用戶接收信號受到干擾較小時，接收少量數(shù)據(jù)包即可成功譯碼；當用戶接

4、收信號受到干擾較大時，只需要繼續(xù)接收數(shù)據(jù)包即可完成譯碼過程。本文應用matlab中simulink庫搭建仿真平臺，以不同場景下用戶處實測導航信號信噪比作為外部干擾，仿真對比分析了基于LT-PRM的導航電文編碼方案和傳統(tǒng)的導航電文編碼方案的譯碼成功率。當接收三個完整數(shù)據(jù)幀時，使用傳統(tǒng)的導航電文編碼方式在用戶信道條件好時收齊歷書的概率才能達到95％以上，而基于LT-PRM的導航電文編碼方案在用戶信道條件一般時收齊歷書的概率也可接近100%。