北斗高精度差分信息编码方法

摘要

本发明提供了一种北斗高精度差分信息编码方法，采用基于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，首先生成校验矩阵，然后进行分块预处理，最终进行快速编码。本发明能够明显的提高北斗高精度差分信息接收的正确性，在现有通信条件下可使得编码增益优于5db。本发明应用于北斗高精度差分信息传递，在一定程度上解决了卫星远距离通信过程中误码率高、抗干扰能力差的问题。

主权项

一种北斗高精度差分信息编码方法，其特征在于包括下述步骤：(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＜；mp_j，p_k，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；(2.4)令x＝1，求在GF(2)上的逆矩阵，如果不可逆，设列停止的标记位置为stopcol，则把H矩阵的第x列和第n‑m+stopcol列进行列交换，同时把colid[x]和colid[n‑m+stopcol]进行交换，并令x+i，进入下一轮的求逆尝试，直到可逆或x＞n‑m才退出；如果最终仍不可逆，则认为H矩阵不能进行近似下三角化，此时采用校验矩转生成阵方法得到生成矩阵G，设原始信息信息比特为s，则形成编码码字x＝s·G；若可以得到可逆的近似下三角化的H矩阵，则相对于原来的H矩阵的列交换记录colid[x]，采用步骤(3)进行快速编码；(3)快速编码，包括以下内容：利用公式和算出校验码字q₁,q₂，其中将q₁,q₂和电文原始信息信息比特s连接，形成编码码字x＝(s,q₁,q₂)。