JPEG2000中MQ算术编译码器的研究

JPEG2000应用了嵌入式码块编码(EBCOT)，在此编码中应用了MQ算术编码器，本文主要研究MQ算术编码器的关键技术和工作原理。     

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。     

一种高速卷积编解码器的FPGA实现

在现场可编程逻辑器件(FPGA)的基础上，采用模块化设计，将超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)和原理图混合输入，设计了一种可实现数据高速传输的卷积编码器和维特比译码器。在编码器和译码器中采用(7，3／4)增信删余方式以提高编译码效率。设计的维特比译码器速率可达100Mb／s。     

卫星遥感高速数据实时传输系统

提出一种新型高速实时数据传输系统,该系统包括数据压缩、纠错编码以及调制解调3个分系统。数据压缩的压缩比为4～8倍,纠错编码的编码增益大于7dB,调制方式为8PSK。     

CCSDS中LDPC码编码器的FPGA设计与实现

CCSDS标准推荐了一组适用于深空通信的LDPC码。为了满足在一个系统中使用多种码率LDPC码的需要,设计了一个能够实现标准中4种码率码编码的通用编码器,该编码器合理安排了生成矩阵存储单元,充分复用了硬件资源,用一种码编码需要的资源消耗实现了4种码的编码,大大节省了资源;用VHDL语言在FPGA上实现了该编码器,通过仿真验证,表明该编码器在占用硬件资源不大的条件下,能够正确完成4种码率码的编码。     

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。     

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。     

航天遥测数据的无损压缩研究

航天工程需要采集大量数据，“九五”期间，我国遥测数据率将达到１０Ｍｂ／ｓ，遥测数据检前记录带宽已非届时可用记录介质所能支持．唯一的出路就是采用数据压缩．本研究探讨航天遥测数据的无损压缩方法，以降低遥测地面站记录设备的带宽要求，节省遥测数据库的存储空间．根据对“ＣＺ—ＺＥ”和“ＣＺ—３”４０６ＭＢ遥测记录数据的实际统计特性，选取了不带量化器的差值脉冲编码调制（ＤＰＣＭ）压缩算法．以零阶预测，通过反射型熵编码器，利用简化的截断Ｈｕｆｆｍａｎ码表，编制了实用化的压缩编码／解码恢复软件，将上述遥测记录数据压缩到３１ＭＢ，平均后的实际压缩比为１３．８０，有效压缩比大于２。在４８６－ＤＸ２／６６微机上用高级语言编程实现，即使在最坏情况下，平均压缩一个数据样本所需要的时间也小于１０μｓ．全部应用程序（包括辅助软件）均集成在一个“遥测数据压缩软件包”中，通过菜单集中调用，便于使用．     

空间激光通信系统中的信道纠错编码技术

由于空间激光通信系统的信道状态和链路捕获跟踪的不确定性,多种形式的信道纠错编码技术正被广泛发展研究。结合空间激光通信链路中误码性能的主要影响因素,分别选择合适的编码方案进行分析。通过仿真实验可知,对于在大气结构参数为1.5×10~(-14) m~(-2/3)、风速为20 m/s的空地激光链路的环境下,在系统数据速率为2 Gbit/s、要求误码率为10~(-6)时,LDPC码结合交织码相对未编码系统有3 dB的等效编码增益,LT码相对未编码系统有3.8 dB的等效编码增益。提供了一种能快速生成、扩展和校验的编码和交织实现方法,以抵抗大气湍流的快速变化对系统性能产生的影响。     

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。     

门阵列器件在信道化接收机上的应用

信道化接收机能够处理同时到达信号 ,但对这种信号的实时编码非常困难。在解决了单信号实时编码的基础上 ,提出用基于门阵列器件的算法 ,进而解决了同时到达信号的实时编码。在存在i个同时到达信号时 ,编码速度为 (i 1 )个时钟 ,并且使I/O端口数从nm减少到n m log2 n。     

一种小型化微波开关矩阵

随着卫星有效载荷技术的发展,微波通道的数量逐渐增多,为了能够实现多入多出信道间的透明转发,需要使用微波开关矩阵来实现不同信道间的连接和隔离。由于卫星上空间有限,以往基于微波集成电路的开关矩阵由于体积较大而占用了较多卫星资源。文章研究了一种通过使用低温共烧陶瓷技术(LTCC)的8×8开关矩阵,该方案可以实现小型化,同时能够满足卫星使用需求。     

利用MPEG图像压缩技术传输和控制小卫星图像

低功率小卫星的有限数据率通常要求图像在发送之前经过了数据压缩。目前研究出了几种数据压缩技术，并对其做了改进。这些方法包括：矢量量化（ＶＱ）、Ｌｅｍｐｅｌ－Ｚｉｖ、分数维编码和诸如ＪＰＥＧ及ＭＰＥＧ的离散余弦变换（ＤＣＴ）方法。     

一种FPGA在轨重构配置数据压缩算法

对现场可编程门阵列(FPGA)在轨重构配置文件压缩,可以大大减少遥控上注时间。为此,文章利用FPGA配置文件中0值较多的特点,结合游程编码(RLC)及字典编码的优势,提出一种FPGA在轨重构配置数据压缩算法,即结合零游程(Zeros Run Length,ZRL)编码的VLZW压缩算法(简称为ZRL-VLZW算法)。为减小航天器载计算机内存开销,使用索引迭代方式存储字典并限制字典长度。采用航天器常用FPGA多种资源占用比的配置文件,利用ZRL-VLZW、LZW和VLZW算法进行压缩测试比较。结果表明:ZRL-VLZW算法性能优于LZW算法和VLZW算法,可有效进行配置文件的压缩,使在轨重构注入数据上注时间减少为原来的1/20~1/3。     

环境减灾-1A卫星超光谱数据实时压缩编码器的设计

主要研究了超光谱干涉条纹图像的数据特点及其压缩方法,并以HJ-1A卫星型号为背景,提出了适合星上应用的压缩方法。文章对该算法进行了硬件语言的设计和硬件电路的实现,所设计的压缩编码器简单、可靠、实时性好,目前在轨工作稳定,数据压缩质量用户评价良好。     

低轨天基信息定向分发区域分割编码控制方法

为提高低轨指向性信息分发链路的频谱利用效率，从天基分发平台与地面用户的相对位置关系入手，建立了分发指向、编码增益与信道传输容量的量化关系。在此基础上，提出一种低轨天基信息定向分发区域分割编码控制方法，该方法针对不同信息分发区域，采用最小均方误差(MMSE)作为区域分割准则选择编码方式，既提升了信道传输效率也便于工程实现。最后，本文通过仿真分析了方法的效能和性能影响因素，并与现有自适应编码方法进行了对比，验证了本方法的有效性和可靠性。     

星载多体制变速率高速数字成形滤波器设计

卫星信道带宽资源有限,为了抑制码间干扰并提高频带利用率,必须在星载调制器中使用成形滤波器。随着对卫星数据传输速度需求的不断提高,可变速度编码调制(VCM)和自适应编码调制(ACM)应运而生,其核心思想是在不同的星地信道条件下使用预设的或自适应得到的调制体制和调制速率。基于该思想,提出一种基于多路并行且工作于固定频率时钟下的星载高速多体制变速率数字成形滤波器设计方案。仿真和实现结果表明,方案可行,性能良好,可以应用于星载高速多体制变速率调制器。     

LDPC码在迭代接收机中的应用

讨论了空时分组编码、正交频分复用(OFDM)系统与低密度奇偶校验码(LDPC码)的迭代译码联合使用的方法.以一个迭代接收机的实例,在Jakes信道模型下对误码性能进行了仿真.结果表明该方法可以有效地提高系统性能.     

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。