卫星导航系统中ldpc码的研究

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1、ClassifiedIndex:TN911.22U.D.C:621.394.67DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONLDPCCODEOFSATELLITENAVIGATIONSYSTEMCandidate：TengGuangyaoSupervisor：Prof.TianRicaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationE

2、ngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsinformationEngineeringDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要卫星导航系统能够提供导航、定位和授时等服务，是现代化生活中不可或缺的一部分。导航系统中的信道编码直接影响着导航系统的服务质量，信道编码的选择是导航系统设计的重要部分。LDPC码作为一种接近香农限的差错

3、控制编码，近年来得到了越来越多的应用。用LDPC码代替目前导航系统中所使用的卷积码，能够提升导航系统的性能。GPS系统会于2013年首次尝试使用LDPC码编码的导航电文，这将进一步推动卫星导航系统的现代化。本文对LDPC码的构造方法以及LDPC码在卫星导航系统中的应用做了探讨。本文首先介绍了卫星导航系统的基本知识，研究全球主要卫星导航系统的导航电文结构，分析了各大导航系统所采用的信道编码方法。然后介绍了LDPC码的基本知识，讨论了LDPC码的编译码方法，介绍了快速编码算法和易于软硬件实现的译码算法。介绍了基于有限域

4、几何与基于循环置换矩阵构造准循环LDPC码的方法，在此基础上，提出了辅助的方法使得有限域几何法能够构造码长与码率灵活多变的LDPC码。采用下山法和分层法来构造大环长的循环置换矩，提出了能够加快搜索速度的快速下山法，针对下山法和分层法提出了一种易于编码的结构。对设计的LDPC码进行了仿真，验证了所提方法的性能和可行性。对采用卷积编码的三种导航电文在高斯白噪声信道下的性能进行了仿真。利用有限域几何法与循环置换矩阵的方法设计了多组符合GPSCNAV-2电文参数的LDPC码，进行了性能仿真，并与采用卷积编码方式的导航电文进

5、行了性能对比。计算了LDPC码的编译码复杂度，分析了编码延迟对LDPC码在导航系统中应用的影响，列举了LDPC选取时的注意事项。阐述了LDPC码在导航系统中的应用前景。关键词：卫星导航系统；导航电文；LDPC码；有限域几何；循环置换矩阵；-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSatellitenavigationsystemcanprovidetheservicesofnavigation,fixingposition,accuratetimeandsoon,itplaysanimportantpar

6、tinourmodernlife.Thechannelcodingofthesatellitenavigationsystemdirectlyaffectsthequalityofservice,sothechoiceofchannelcodingisanimportantpartofthedesignofthenavigationsystem.AsatypeofadvancedchannelcodesapproachingShannonlimit,LDPCcodesarebeingacceptedinmanyap

7、plications.TheLDPCcodeswillbefirstusedinGPSnavigationmessagein2013,whichcanpromotethemodernizationofsatellitenavigationsystem.MethodsforconstructingLDPCcodeandtheapplicationofLDPCinsatellitenavigationsystemwillbediscussedinthepaper.Firstly,satellitenavigationt

8、heoryisintroduced,includingthestructureofnavigationmessageandthechannelcodingmethods.ThenwestudiedthetheoryofLDPCcode,aswellastheencodinganddecodingmethods,findingthefastencodingal