一种用于深空通信的系统LT码

针对传统LT（Luby Transform）码用于深空通信时性能不理想的问题,通过重构LT码的二分图设计适用于深空通信环境的系统LT码,提出一种去环编码算法。采用外信息转移图分析系统LT码的收敛阈值,然后通过仿真试验评估系统LT码的性能。仿真结果表明,采用本文提出的编码方案的系统LT码能够明显降低错误平层,提高译码算法的性能。     

基于遗传算法的信源信道联合译码方法

遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机搜索算法,适用于处理传统搜索方法难以解决的复杂的非线性问题。文章在论述了联合编译码基本原理的基础上,提出了一种基于遗传算法的联合译码方案,并对译码效果作了分析。由分析可见,采用信源信道联合编码可以获得很高的编码增益;同时,由于去掉了信道编译码部分,则使系统的复杂度降低,耗时下降,有利于系统的整体优化。     

航天测控与数传接收综合信道构想

提出 S/ X航天测控与数传接收综合信道的概念 ,对综合信道进行了设计 ,重点说明综合信道中伪码测距的实现方法。讨论设计测控系统和应用系统综合信道的三种方案 ,并进行了比较分析。     

一种适用于深空通信的有限随机性喷泉码算法

基于数字喷泉的编译码技术无码率、不需要反馈的特点可适应深空环境下的文件传输。但传统的喷泉随机编码算法需要10^4量级以上的码长以保证可恢复概率,且原有的译码算法是一种次优方案,无法满足功率和存储空间严格受限的深空通信系统。提出了一种限制编码过程中部分随机性的相关列补偿编码算法,采用渐增高斯消去算法优化译码性能。仿真结果表明所提出的联合优化编译码方案能使码长不大于10^3的喷泉码在冗余度小于0.20的情况下,获得10^-4的译码失败率,较好地解决了传统数字喷泉码在空间通信系统中的适用问题。     

星载低复杂度Turbo译码器的实现技术研究

针对航天测控通信系统中微弱信号处理的实际应用需求,研究了Turbo译码算法在星载平台上的低复杂度实现技术。基于折线近似的Log_MAP算法,提出了一种新的基于FPGA的译码器实现方案,一方面简化了迭代译码过程中分支度量的计算存储方法,有效减少了存储容量及算法复杂度;另一方面采用半并行化及流水的数据处理方式,提高了译码处理速度。利用CCSDS标准建议的交织器和生成矩阵进行了仿真和实测,结果表明相较于其它结构,采用本文设计方案实现的Turbo译码器在Slice资源没有增加的条件下存储复杂度降低了29.6%,且在输出误码率<10 -6 时编码增益达到了9.9dB,保持了良好的译码性能。本文译码器已成功应用于某航天型号工程。     

LDPC编译码方法综述

目前的研究均表明LDPC码是信道编码中纠错能力最强的一种码,其译码器结构简单,在深空探测、卫星通信等领域可得到广泛的应用。文章介绍了LDPC码,综述了其编码方法和译码方法。在编码方法中分别描述了校验矩阵的构造和基于校验矩阵的编码算法,译码方法中主要论述了消息传递译码算法、置信传播译码方法、最小和译码算法、比特翻转译码算法和加权比特翻转译码方法。同时对LDPC码编译码方法的发展作了分析。     

LDPC码的编译码仿真平台设计

对LDPC码进行仿真是评价LDPC码构造方案和设计编译码器的前提条件。文章基于Matlab开发了LDPC码的一些基本函数和典型函数,这些函数可以分为4类：环、校验矩阵的构造、高斯消去和译码算法。重点介绍了girth分布、高斯消去、PEG—LDPC码、Tanner-LDPC码的实现方法和函数流程。通过与经典文献中的数据进行对比,验证了这些函数的正确性。     

短帧长Turbo编译码的FPGA实现研究

对深空通信中短帧长信息的Turbo编译码FPGA实现进行了研究。设计了Turbo编译码方法,编码由两个分量编码器并行级联组成,选择递归系统卷积码,编码采用特殊行列交织器;译码由两个独立的软输入软输出译码器串行联级联组成,采用近似Log-Map算法。给出了Turbo编译码的现场可编程逻辑阵列(FPGA)实现,给出了Turbo编译码单元的接口和顶层接口时序,以及Map译码单元流程。仿真结果表明:对帧长小于500b、码率为1/2的Turbo编译码器的FPGA实现了编码数据实时输出,译码延时0.45ms,满足输入数据速率要求。实测结果验证了仿真结果与理论性能相符。     

基于载波平滑伪码的高精度航天扩频体制测距技术

在航天扩频测控系统中，伪码测距技术可以有效避免相位模糊，但是码长也限制了其相位测量精度，而载波测距技术则具有更高的相位测量精度。针对扩频测控体制，提出了一种基于载波平滑伪码的高精度航天扩频体制测距技术，该技术利用锁相环获得的载波相位对伪码值进行平滑，在保留伪码测距无相位模糊特性的基础上进一步提升测量精度，从而减小测距接收机的随机误差。仿真结果和试验数据表明:该方法能有效提高星地测距精度，测量精度达到毫米量级，具有很强的实用价值。     

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。     

OFDM系统中TURBO码译码算法研究

研究多径衰落信道下TURBO编码OFDM系统的特性,推导出一种TURBO码在OFDM系统具体应用方式,得到OFDM系统中TURBO的译码算法。并从推导结果确定,平均信噪比和信噪比弥散度是影响系统性能的两个重要参数。仿真结果表明,与IEEE 802.11 A定义的物理层性能相比,采用提出的TURBO译码算法,可以提高整个系统性能,信噪比改善2.9DB;在大平均信噪比和小信噪比弥散度条件下,系统性能较好,误帧率较低。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

喷泉码的遥测抗闪断技术应用研究

喷泉码具有恢复闪断数据的能力,可以有效改善火箭导弹遥测系统可能出现的接收信号起伏大、甚至闪断的问题。本文提出了一种喷泉码级联技术的物理层应用方案,重点研究了喷泉码与TPC级联过程中的关键技术问题,分析了系统的误码和丢帧性能,并进行了原理样机的试验验证。实测数据表明,在信道闪断概率低于10%的条件下,采用LT+TPC级联编码的PCM\|FM遥测系统,其数据恢复能力可提高至99.5%以上。     

反汇编技术在嵌入式软件安全性分析中的应用

分析了航天型号嵌入式软件代码安全性分析中对目标码进行反汇编的必要性,总结了两种静态反汇编技术的优缺点,提出了适用于航天型号嵌入式软件代码安全性分析的反汇编算法,并介绍了结合编译信息的反汇编算法在软件安全性分析中的应用。     

认知航天测控系统探讨

针对航天测控系统面临的频谱资源紧缺和抗干扰等问题,首先结合认知无线电系统组成及关键技术,分析基于认知无线电技术的航天测控系统优势,并探讨开展认知航天测控系统研究的必要性,然后提出一种基于认知无线电技术的认知航天测控系统,并设计与其相对应的认知航天测控网络架构。最后,针对航天测控系统特点,初步分析建立认知航天测控系统所需的关键技术,为该系统的深入研究提供一定的参考。     

深空通信中Ka频段自适应纠删编码研究

未来深空通信将采用Ka频段进行深空探测任务,但余量有限的Ka频段链路受地面站区域天气的影响较大,容易产生中断。将Ka频段链路的噪声温度建模为两状态马尔科夫链的Gilbert Elliot信道,结合异步CFDP传输模式,设计了低误差的天气状态预测模型,同时针对给定噪声阈值下天气状态转换对下行链路丢包率的影响,提出一种基于天气状态转换的RS码与弱鲁棒孤波分布LT码级联的分组纠删编码技术,通过预测模型实现自适应码率调整以保持Ka频段的数据链路连续性以及有效吞吐量。仿真表明算法可实现对数据分组的纠删保护,提高接收端的译码性能,增大系统吞吐量,提高文件传输效率。     

卫星测控射频链路安全防护能力分析与设计

针对当前卫星测控射频链路面临的安全威胁,文章分析了不同测控体制的抗干扰能力,提出一种兼容直扩/扩跳频等多种体制的测控系统方案,采用多体制融合设计及基于窗函数的频域抗干扰算法,并在射频接收通道增加限幅器设计,在某遥感卫星的测控系统中应用,经过工程试验表明:此测控系统方案具备较高抗干扰能力和抗毁伤能力,可为其他有高抗干扰能力需求的卫星测控系统设计提供借鉴.     

利用组合码进行纠错的检错重传方案

将一个码字重复J次得到的一个新码字是原码字的组合码。只要信道(假定为二进制对称信道)的比特差错率小于0.5,组合码的抗干扰能力就大于原码,且该能力随着J值的增大而增大。在检错重传通信系统中,利用多次重传得到的多个有错码字,按某种规则对它们进行组合译码可望译得正确码字。从而可提高信息利用率,减少重传次数。本方案对于某些信道特性不稳定的遥测遥控或其它通信系统具特殊意义。本文推导组合码的实用译码算法及译码失误率的估算公式,具体给出了使译码失误率小于给定值、利用组合码进行纠错的检错重传方案的算法框图。     

一种改进的LDPC码BP译码算法

LDPC码作为纠错能力最强的信道编码,在深空通信中具有广泛的应用前景。研究了LDPC码的BP译码算法,并对该算法进行了仿真,分析了LDPC码的误码率随BP译码迭代次数的演化情况,提出了一种改进的BP译码算法。经过仿真验证,改进的BP译码算法,在信噪比低于译码阈值时能够大幅地减少译码迭代次数,降低运算复杂度,而性能却几乎没有降低。这种改进的BP译码算法对LDPC码在深空通信中的应用具有重要的意义。
     

DQPSK数传接收机

重点介绍用于航天测控系统的 DQPSK数传接收机的主要技术问题及解决途径 ;应用超大规模集成电路芯片进行 QPSK信号调制解调、解调控制、差分编码和差分解码等