[發明專利]基于RS-LDPC級聯碼的電文編碼方法

有效

• 申請號: 202111288235.1
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN114124297B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 克兢;盧曉春;王雪;唐升
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/15;H03M13/11
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

1.一種基于RS-LDPC級聯碼的電文編碼方法，其特征在于，該方法以北斗衛星導航系統B-CNAV1電文為應用對象，外碼采用RS碼、內碼采用二進制LDPC碼的電文級聯編碼方式，包括：

1)用二進制LDPC碼替換北斗衛星導航系統B-CNAV1電文子幀2和子幀3原有的64進制LDPC碼，用以降低算法復雜度；同時，在二進制LDPC碼編碼前增加RS外碼，用以對抗衰落信道引起的突發錯誤；

2)利用B-CNAV1電文為子幀3預留的頁面類型，定義一個新的頁面類型5用于存放前一幀中子幀2和子幀3經RS編碼后的校驗位。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，具體實現步驟如下：

令B-CNAV1電文當前幀為第i幀，下一幀為第i+1幀，i為自然數；

步驟1，分別將第i幀子幀2和子幀3的GF(2)域二進制比特數據轉換為GF(2⁸)域元素，即每8比特二進制數據對應一個GF(2⁸)域元素，GF(2⁸)域的本原多項式為x⁸+x⁴+x³+x²+1：

(1)子幀2的600比特二進制數據轉換為75個GF(2⁸)域元素；

(2)子幀3的264比特二進制數據轉換為33個GF(2⁸)域元素；

步驟2，對步驟1轉換為GF(2⁸)域的第i幀子幀2和子幀3數據分別進行RS系統編碼：

(1)對子幀2進行RS(95，75)編碼的過程為：

首先在子幀2的75個GF(2⁸)域信息位符號前補160個GF(2⁸)域符號0，然后對信息位補足為235個GF(2⁸)域符號的子幀2進行RS(255，235)編碼，最后將RS(255，235)編碼后的前160個GF(2⁸)域符號刪除，只保留后95個GF(2⁸)域編碼符號；

(2)對子幀3進行RS(41，33)的編碼過程為：

首先在子幀3的33個GF(2⁸)域信息位符號前補214個GF(2⁸)域符號0，然后對信息位補足為247個GF(2⁸)域符號的子幀3進行RS(255，247)編碼，最后將RS(255，247)編碼后的前214個GF(2⁸)域符號刪除，只保留后41個GF(2⁸)域編碼符號；

步驟3，將步驟2得到的第i幀子幀2和子幀3的GF(2⁸)域RS編碼符號分別轉換為二進制比特：

(1)子幀2的95位GF(2⁸)域RS編碼符號轉換為由600比特信息位和160比特校驗位構成的760比特；

(2)子幀3的41位GF(2⁸)域RS編碼符號轉換為由264比特信息位和64比特校驗位構成的328比特；

步驟4，對步驟3得到的第i幀子幀2的600比特信息位和子幀3的264比特信息位分別進行二進制LDPC編碼；子幀2和子幀3的二進制LDPC校驗矩陣為近似下三角矩陣，由6個稀疏的子矩陣A、B、C、D、T和E組成，其中T為下三角矩陣；

令s為子幀2或子幀3的信息位比特向量，校驗位比特向量p₁和p₂可通過下式計算：

式中，φ＝-E·T^-1·B+D，[]^T表示轉置。編碼后的碼字向量為(s；p₁；p₂)。

(1)對子幀2進行二進制LDPC(1200，600)編碼，編碼后為1200比特；子幀2的校驗矩陣六個子矩陣A、B、T、C、D、E的維數分別為599×600、599×1、599×599、1×600、1×1、1×599；

(2)子幀3進行二進制LDPC(528，264)編碼，編碼后為528比特；子幀3的校驗矩陣六個子矩陣A、B、T、C、D、E的維度分別為263×264、263×1、263×263、1×264、1×1、1×263；

對得到的編碼后的子幀2和子幀3進行交織，采用B-CNAV1電文原有38×46大小的塊交織器；

步驟5，新建一個子幀3頁面類型5，將第i幀子幀2經RS編碼并轉換至GF(2)域的160個校驗位和子幀3經RS編碼后并轉換至GF(2)域的64個校驗位放入第i+1幀子幀3的頁面類型5中，共計224比特，剩余10比特為預留位；第i+1幀的級聯編碼過程與第i幀相同。