遥测数据压缩和信道编码的新进展

文章论述了远程通信信道前向纠错编码和信源数据压缩编码对集成电路工艺的依赖性。重点放在采用全定制超大规模集成电路(VLSI)工艺的实时高速RS(Reed Slomon)译码上。本文还介绍了 NASA 标准信道编码器和推荐的无损数据压缩编码器的性能曲线。     

“北斗”2代B1I信号导航电文分析

分析“北斗”2代卫星导航系统B1I信号的构成,说明调制在D1导航电文上的二次编码的作用,介绍导航电文的纠错编码方式和编码原理,对BCH编码的纠错原理和纠错性能进行详细分析和计算,证明了导航电文采用的纠错编码方式能满足信息传输准确性的要求.     

基于TCM-8PSK高速卫星数据传输系统仿真设计

文章首先讨论了传统卫星传输体制的特点,找出传统调制与编码的分离独立设计是制约卫星通信系统性能进一步提高的本质根源,并由此论述了编码和调制相结合的高速卫星传输体制。随后给出了高速卫星数据传输系统结构图,重点讨论了网格编码调制(TCM)编码原理、PTCM软判决译码器、8PSK调制模型,并用Simulink对TCM-8PSK在加性高斯白噪声信道中的性能进行了仿真。     

嫦娥工程X射线谱仪的数据压缩研究

本文对嫦娥工程中的重要科学载荷X射线谱仪提出了一种有效的数据压缩方案。针对具体的数据特征,结合稀疏串编码、相关编码、前缀编码和字典编码等思想实现了无损和近无损压缩,使实验室理想环境下获得以及经嫦娥一号卫星下传的太阳能谱数据平均压缩比分别达到15和7,两种情况下的月球事例数据平均压缩比都为2,同时算法还具有一定的纠错能力,满足了X射线谱仪数据压缩的需求,为嫦娥三号卫星上粒子激发X射线谱仪的星载数据处理和后续工作提供了经验和准备。     

基于LDPC的编码PCM/FM系统及其性能分析

提出一种基于低密度校验码LDPC的编码PCM/FM系统,并对该系统的性能进行分析与仿真。首先介绍接近Shannon限的先进的信道编码技术———低密度校验码(LDPC)信道纠错编码原理和解码算法,而后给出基于LDPC的编码PCM/FM系统方案,最后详细分析并仿真该系统的性能,着重比较未编码、卷积编码和LDPC编码三种系统的性能差异,还对比LDPC的各种不同参数(编码长度、校验矩阵等)对系统性能的影响。仿真表明,基于LDPC的编码PCM/FM系统具有非常优异的纠错性能,比未编码PCM-FM系统性能高出6~8 dB,适合于PCM/FM遥测系统的应用。     

格状编码调制——高效数字调制新方法

该文介绍一种近年来发展的高效数字调制方法—格状编码调制(TCM)。它将编码和调制溶为一体、形成一种编码调制合一的信号设计方法,可以取得比常规数字调制方法更为优越的带宽功率效率。文中以8PSK为例阐述格状编码调制的基本思想、实现方法和主要技术性能,并简述其应用前景。     

遥测数据压缩算法的设计与实现

介绍遥测数据在数据存贮过程中的特点 ,分析对遥测数据进行压缩的必要性 ,特别地还分析了数字信号处理方法在遥测数据压缩中的应用。设计了自适应的遥测数据压缩算法。系统中使用多种压缩算法 ,包括预测编码、Huffman编码、游程编码、1- 9编码等 ,通过使用快速傅里叶变换、离散余弦变换、小波理论 ,将遥测数据信号转换到频域 ,再通过一般压缩算法进行压缩 ,在符合数据处理精度要求的前提下 ,引进有损压缩算法 ,达到最高压缩比。实践证明 ,使用多种压缩算法相结合 ,能使数据压缩率提高十多倍 ,远远高于压缩软件的压缩比。     

卫星可变编码调制系统设计与验证

可变编码调制系统(VCM)具备改变编码方式、调制方式、速率的能力,十分适合低轨卫星使用。文章根据我国遥感卫星主要依靠地面站完成数据接收,其接收仰角大范围变化的特点,设计了卫星可变编码调制的系统方案,分析了工作流程、切换门限、物理层帧格式等参数,说明了可变编码调制器的设计方案和实现结果。目前,该方案已在高分七号卫星上完成了可变编码调制系统的在轨试验验证。在轨试验结果表明:传输速率相对于固定编码调制系统(CCM)提升了30%,显著提升了高分七号卫星的星地数传链路的传输能力。     

RS(255,223)编码器的实现

几乎所有的现代通信系统都把纠错编码作为一个基本组成部分。ＲＳ码由于具有强有力的纠错功能，已经被ＮＡＳＡ、ＥＳＡ、ＣＣＳＤＳ等空间组织接受，用于空间信道纠错。本课题采用ＢＥＲＬＥＫＡＭＰ算法，用一片ＦＰＧＡ芯片实现了完全符合ＣＣＳＤＳ关于遥测信道编码中的Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ编码建议的ＲＳ（２５５，２２３）编码芯片可能单独使用，在突发噪声的信道中用于前抽纠错，也可以作为外码与卷积码级联使用，改善信道性能。     

具有一位纠错能力的简单遥测系统

遥测系统总存在干扰。采用具有一位纠错能力的（１２，８）汉明码来传输数据，可消除绝大部分信道干扰影响。当ε＝０．０１时，可纠正９４．５％。该系统由输入部、数据采集编码发送部、光电耦合数据传输部、接收解码纠错及数据输出部组成，在发送端与接收端，均采用ＭＣ６８ＨＣＯＳＳＲ３单片机。对汉明纠错编码算法作了较详的说明，之后，介绍系统的工作过程及信息帧格式及系统软件流程。系统用于测试飞行器表面温度和压力等。     

LDPC码在深空通信中的应用技术研究

在DVB-S2标准提出的LDPC码校验矩阵的构造方法以及编码算法的基础上,对LDPC码编码复杂度以及译码性能进行了分析和仿真验证;在AGWN信道下,采用BPSK调制方式对DVB-S2标准码长为16200、码率为0.5的LDPC码进行了计算机仿真。仿真结果表明,LD-PC码纠正突发错误和随机错误的能力均很强,具有很高的纠错比特数,适合应用在深空通信的恶劣环境中;并初步论述了深空通信的信道特点,通过和Turbo码比较,分析了LDPC码作为深空通信系统信道编译码方案的可行性。     

远距离测试发控系统中数字光纤通信系统的接口设计及实现

远距离分布式计算机网络测试发控系统是当今国际宇航事业发展的方向。数据通信系统能否畅通、准确、实时、可靠是实现远距离测试发控的关键。本文列举了光纤通信的优点，分析了通信中常用纠错编码的优劣，提出一种既符合测试发控系统的特点又适合光纤通信要求的新的纠错编码方案，并设计出以该纠错编码为核心的数字光纤通信接口，满足了一个特定的远距离测试发控系统对数字通信的要求。     

基于空时编码的SOQPSK-TG调制器的FPGA设计

为满足未来遥测系统高码速率且可靠传输的要求,将空时编码与SOQPSK-TG技术联合调制,通过使用正余弦波形查表法及基于预编码特性的累积相位映射简化来设计结构,设计一种ALAMOUTI空时码与SOQPSK-TG编码调制的FPGA实现方案。在FPGA硬件平台测试结果验证SOQPSK-TG体制相比传统遥测调制体制具有更高的频带利用率,并且基于空间分集技术的空时编码并不会对SOQPSK-TG信号频谱产生影响,具有抗信道衰落能力的空时编码在未来遥测系统有一定应用价值。     

BCH(31,16)、CRC-32与交织码级联的实现及分析

在遥测系统的无线传输中为了对突发错误进行检测及纠错,克服单一编码方式检纠错能力有限的缺点,利用BCH(31,16)纠错能力强、CRC-32检错效能高及交织器能将突发性错误转换为随机错误的优点,组成串行级联编码方式,并对其实现原理及方法进行讨论。通过模拟实验对该编码方式进行分析,在每帧数据544位的情况下,对连续错误低于48位的纠错能力达100%,且编码效率高。     

第八讲 信源编码

一、引言信源编码,是现代信息科学的一个重要分支。与其它数字通信技术一样,它在遥测系统中的地位和意义也愈来愈被更多的人所确识。由于它是面向信源,研究对信源进行加工、处理或压缩的一门理论和技术,因而就能使遥测信息的传输,在有效性和真实性上达到最佳的统一。它的基本构成,主要是A/D变换器和数据压缩两部分,如图1所示。模拟遥测信源经A/D变换后,再进行数据压缩而输出。而数字信源则直接进行数据压缩而输出。所以信源编码的核心部分就是数据压缩。本文就通用这两种术语而不加区分。遥测信源之所以要进行压缩和处理,可以认为有如下三个原因: ——数字化遥测势在必行,但它却以增加带宽     

多载波相位编码新体制雷达研究与实现

针对传统相位编码雷达存在的多普勒敏感性,提出了一种基于正交多载波调制技术的相位编码新体制雷达。在该雷达体制中,调制码字对多路子载波信号同时进行调制,决定了发射信号的频谱结构。目标径向运动引起的多普勒频移表现为码元在频域的移位,从而保证了调制码字结构的完整性。目标回波信号解调得到的码字与参考码字进行相关处理得到目标速度信息,有效避免了多普勒敏感问题。文章讨论了该雷达体制的系统原理、波形综合和信号处理方法,提出了频域信号处理流程,分析了信号参数设计与系统性能。系统仿真和雷达外场试验表明了正交多载波相位编码新体制雷达的可行性。
     

遥感卫星数据传输系统新技术

针对未来我国新型高分辨率遥感卫星的需求，提出了我国高码速率遥感卫星数据传输系统的发展趋势，并对其关键技术高保真数据压缩，TCM技术，信源信道联合编码技术进行了详细的分析。     

适合于遥测8位微型机作数据传输和处理的一种纠检错码

本文提出一种最小距离为6的纠检错码,适硬于采用8位微型机的遥测遥控糸统进行自动回询纠错(ARQ)或前向纠错与自动回询纠错混合(HEC)的数据传输。文中给出了检5错和纠1检4错的译码方案。在 Z-80机上用汇编语言编程实现编码和译码表明,在编译码程序所占内存约为1 K 字节的情况下,传输速率可达48kb/s。     

利用公用电话网络实现数据通信

本文系统地论述了利用公用电话网络实现数据通信的意义与可行性,着重指出必须采用纠错编码,并推荐了几种实用的编码方法。文中还指出,如果信道的数据传输速率较高,允许采用编码效率较低的码,则可采用纠错能力极强的 Gold码,直接传输字符。     

比特交织编码调制技术在卫星通信中的应用

针对卫星移动通信信道频带和功率均受限的特点,将比特交织编码调制（BICM）技术应用到卫星通信系统,通过编码和高阶调制的结合,利用状态的记忆和适当的映射来增大码字序列之间的距离,进而提高编码增益,在保证系统频带利用率的同时,有效地提高了其功率利用率。在对卫星信道特点分析的基础上进行卫星信道建模,并分别在高斯（AWGN）信道、莱斯（Rice）信道和瑞利（Rayleigh）信道下对系统性能进行仿真,仿真结果证明了该种编码调制方式在卫星信道中的有效性。