第一届中国卫星导航学术年会 刘祖军-结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究.pptVIP

西安电子科技大学通信工程学院 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 报告人：刘祖军 liuzujun@mail.xidian.edu.cn QC-LDPC码性能仿真 4088的码字性能在误码率为10-6时距离香农限仅仅1.3dB 2000的短码字距离香农限也仅仅为1.6dB左右，此时的编码增益达7dB以上。 因此本文拟采用2000长的OOC-LDPC码字为导航信号的编码方案。 LDPC码主要译码方法 置信传播算法(Belief Propagation Algorithm，简称 BP 算法) 及其衍生算法 概率域BP算法（Sum-Product） 对数域BP算法（LOG-BP） 最小和算法（ Min-Sum ） 归一化最小和算法（Normalized Min-Sum ） Min-Sum算法是为了便于硬件实现，而对LOG-BP算法进行的简化处理。它与LOG-BP算法的区别在于校验节点的更新规则。 Normalized Min-Sum又在Min-Sum基础上引入一个归一化常数 来改善性能 LDPC 译码简易示意图 本文将主要针对单频干扰、脉冲干扰以及噪声调频、调幅、调相这几种干扰进行抗干扰性能仿真。 单音干扰 单音干扰信号： 脉冲干扰仿真 脉冲为高斯一阶脉冲，占空比分别为0.05和0.2。 噪声调幅干扰 噪声调幅波的数学表达式为： 为载波振幅； 为调制噪声 特点：已调波的频谱由载波及两对称旁瓣组成，旁瓣与噪声功率谱相似，但数量上减小为1/4；噪声已调信号的频谱中心频率移到了载波频率处，频宽为原来的两倍； 噪声调相干扰 噪声调相： 其中， 为初始相位； 为均值为零，方差为 的平稳随机过程。 噪声调频 噪声调频数学表达式为： 西安电子科技大学 * 研究背景 ★采用纠错码对导航数据进行信道编码，不仅可对发送数据进行保护，同时可以提高其干扰容限，改善接收机性能。 ★ GPS L5信号对数据进行了1/2卷积编码 ,在信噪比降低5dB的条件下获得与不编码时相同的差错率。 ★GPS L5信号还采用Neumann Hoffman编码，提高了抗窄带干扰的能力 ，改善了卫星信号之间的互相关性。 ★GPS III的L1C信号也将采用纠错码技术，取代现有的L1 C/A信号。 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合信道编码的卫星导航信号传输体制 原有导航电文帧结构、信息速率保持不变 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 ★ 接收机结合译码过程，采用迭代载波跟踪。 ★ 可提高载波相位跟踪精度，从而提高基于载波相位的导航定位精度 。 ★ 可提高对高动态的适应性。 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 相位偏差LDPC码性能的影响 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 每迭代一次LDPC译码器所产生的软信息进入相位估计器和频率估计器来估计相位差及频率差，从而更新下一次迭代时的输入信息向量，直到译码正确或到达迭代阈值而退出迭代 。 信号经过FLL+PLL联合载波跟踪后，此时带有频差和相差的信号进入具有载波迭代恢复功能的LDPC译码器进行初始化并开始迭代译码，译码器在迭代过程中能够逐步估计FLL+PLL没能纠干净的恒定偏差和相差，并在每次迭代开始时进行校验节点和信息节点的逐步更新。 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 不同残留相差下BER性能曲线 在残留相差在[-85°, 85°]范围内基本上可以消除残留相位差对LDPC译码的影响 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究 迭代载波恢复在高动态环境下的应用 方案A：PLL+FLL+基于LDPC译码的迭代载波恢复方案； 方案B：PLL+FLL＋传统LDPC译码方案； 方案C：传统PLL+FLL载波跟踪方案。 加速度变化情况下载波迭代恢复方案与传统载波跟踪方案对比 结合LDPC信道编码的卫星导航信号体制研究