深空通信中码字复接结构Turbo译码器设计

码字复接结构Turbo译码器,有效解决了Turbo码与一些调制模块迭代级联时产生的信息损失问题,使得在调制迭代级联系统中,译码器能有效反馈包括信息位和校验位的全码字软信息.本文以与CPM调制级联系统为例,采用11种编码构造方案,分别对512,1024,2500码长的Turbo码方案进行对比.仿真结果表明,该方案较好地实...     

基于FPGA的串行RS+Viterbi级联译码器的设计与实现

提出了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的RS码(255,223)级联卷积码(4,3,3)译码器及其实现,给出了系统结构。其中级联译码器均采用串行结构,减少了资源占用。卷积译码使用Viterbi算法,给出了其初始化网络、分支度量计算、加比选、累计度量储存、幸存路径储存和回溯等主要部分;RS译码采用欧几里德算法,给出了伴随式计算、错误位置和错误值多项式计算(钱搜索计算错误位置、福尼算法计算错误值)、模二和计算解码输出等关键部分。     

Turbo乘积码技术及其FPGA实现

介绍Turbo乘积码的基本概念,对chase译码算法、硬判决码字的可靠性计算、串行和并行迭代译码算法及其FPGA硬件描述语言的实现作了介绍和仿真,给出了仿真的译码性能曲线。     

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。     

一种卫星通用遥控指令译码器设计

针对卫星传统遥控指令译码器已经无法满足通用性、适应性、好用易用及批量生产的要求,提出了一种新型遥控指令译码器设计。与传统遥控指令译码器相比,新型遥控指令译码器能够同时适应脉冲编码调制(PCM)遥控体制和空间数据系统咨询委员会(CCSDS)分包遥控体制的两种标准;并且配置了两种输入接口,既能直接接收地面发送的直接指令帧进行译码输出,又能接收星载计算机发出的间接指令帧进行译码输出。新型遥控指令译码器配置的与星载计算机的接口以及具备的自主健康管理功能,非常适用于有智能化自主运行管理需求的卫星。该译码器通用性和适应性强,非常适用于高集成度的抗辐照专用集成电路(ASIC)器件研制,以及高可靠性和长寿命产品的批量生产。新型遥控指令译码器设计已在新遥感平台及相应的卫星研制中得到验证。与传统遥控指令译码器相比,新型遥控指令译码器的功能、性能均得到显著提高。     

一种纠3错BCH译码器的FPGA设计

文章基于一种较新颖的纠3错BCH码逐步译码算法和结构原型,提出了BCH译码器的完整实用化结构,采用FPGA设计并实现了纠3错BCH(31,16)译码器。该译码方案的特点是主体结构通用、资源占用少、运行速度高,非常适合于需要对传输帧的帧头实施特殊保护的数据传输应用场合。     

BCM码的软输出迭代译码

ＢＣＭ码是由Ｉｍａｉ与Ｈｉｒａｋａｗａ首次提出的＾「１」，能够在不扩展带宽的前提下获得很大的编码增益，ＢＣＭ码的译码有多种方法，其中多级译码较好地实现了性能与复杂度的折衷。本文在多级译码的基础上，利用＾「２」中给出的三种方法来改善ＢＣＭ码的译码性能。不同的是此处用于软输出译码中的可靠信息不是通过ＭＡＰ算法而是由软输出Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法（ＳＯＶＡ）得到的，从而使得译码复杂度大大降低，文中对成分码选用重复码、汉明码时的ＢＣＭ码在加性白高斯噪声信道（ＡＷＧＮ）中的性能进行了仿真，结果表明，采用这种方法对ＢＣＭ进行译码时可在误码率为１０＾－５时获得１．７ｄＢ的编码增益，而复杂度仅在原硬输出译码的基础上增加了５０％，是ＭＡＰ算法的２５％。     

Turbo码在AWGN和Rician信道中的性能研究

对Turbo码在AWGN和R ic ian信道中的性能进行了仿真研究。利用Turbo码的译码原理分析了Turbo码在两种信道中的性能,给出仿真结果,表明Turbo码在低信噪比条件下,适合于AWGN和R ic ian信道。     

基于DVB标准的RS码编译码器的实现

论文介绍了DVB标准的RS码的编译码的设计和实现,针对有限域乘法的代数特点,提出了一种新的有限域乘法器结构,大大降低了编译码电路的复杂度。在传统的译码器基础上,设计了新的译码器结构,并用Verilog语言实现了编译码器的各个模块功能,在现场可编程门阵列（FPGA）芯片上实现和验证了该设计结构。     

LDPC编码系统的码辅助载波相位同步算法

深空通信具有传输距离远、信号衰减严重的特点,针对低信噪比条件下深空通信系统中LDPC编码系统载波同步实现困难的问题,提出一种新的具有较低复杂度的码辅助载波同步算法。分析了载波同步误差对译码性能的影响,基于最大似然准则推导了载波相位的迭代同步算法,算法利用LDPC译码器输出的软判决信息来辅助载波相位的估计,将译码器与载波同步器进行联合迭代,从而得到接近最大似然估计性能的载波相位估计,同时对载波相位进行迭代补偿。仿真结果表明,在低信噪比条件下,算法能够有效纠正载波偏差,并能够以较低的系统复杂度获得近似理想同步的LDPC码译码性能。     

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。     

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。     

一种符合CCSDS标准的通用码流发生器的设计与实现

文章设计了一种基于FPGA的符合CCSDS标准的通用码流发生器,它对外有USB、Ethernet、RS232串口和前面板设置四种不同的接口,可以对不同编译码模式进行选择设置,提供所需的CCSDS标准帧格式的信号输出,并可以检测输入信号是否符合CCSDS标准的帧格式。本设计可以适应不同型号的CCSDS标准遥测信道编码测试,在型号测控系统的地面测试中具有重要的实际应用价值。     

GPS L5信号帧同步方法的设计与实现

为了实现电文数据的帧同步,给出了GPS L5信号帧同步方法的设计思路,利用GPS L5两个信号分量的同步关系,实现L5I信号的处理并得到电文编码符号。基于咬尾卷积码译码算法和VCP2译码器核完成译码并得到电文数据,最后完成电文数据的帧同步。测试结果显示GPS L5信号的帧同步跟踪稳定,从帧同步中获取的电文帧正确无误且实现定位。方法充分利用信号自身的同步特性关系和现有硬件资源,具有计算量小、资源耗费少和硬件易实现的优点。     

基于航天测控通信系统LT码的应用研究

针对航天测控通信系统传输距离远,信道噪声干扰大等特点,研究了一种适用的LT编译码方案。基于对译码过程中预处理集分析给出的最优度分布理论模型,提出了一种混合型度分布函数。该函数为一种次优度分布,综合了部分常用度分布函数的优点,可有效提高编译码性能。优化后的LT编译码方案在航天测控系统中的应用进行了仿真,结果表明:译码效率提高了16.67%,且保持了良好的编码增益,适于系统的应用需求。     

一种结构化LDPC码的部分并行译码器设计

CCSDS标准给出的低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check,LDPC)其子矩阵具有不同的列重,这给部分并行译码器的设计带来困难。本文针对如何高效实现CCSDS中LDPC码部分并行译码的问题,根据该类码的准循环特性,将码的校验矩阵分解成3个矩阵的和,提出了一种能够部分并行译码的译码器结构。利用本文提出的方法设计译码器时可以在译码时延和译码复杂度之间进行折中。     

DT-OFDM在Ka频段卫星通信中的应用

为提高Ka频段卫星通信的性能,采用信道编码技术提出了一种差分Turbo码正交频分复用(DT-OFDM)方案,给出了DT-OFDM系统模型的组成和差分软检测方法。仿真试验结果表明,不同子载波数的DT-OFDM误码率均低于传统的卷积编码正交频分复用(CC-OFDM)和网格编码正交频分复用(TCM-OFDM)。     

串行级联Turbo码在Ka频段静止卫星通信系统中的应用仿真研究

文章在分析Ka频段静止卫星信道特点的基础上,建立了信道仿真模型并进行了基带仿真;研究了不同天气条件下静止卫星通信系统的误比特率性能;基于这一模型,通过仿真研究了串行级联Turbo码在静止卫星信道条件下的性能。仿真结果表明,除了中雨、雷雨等恶劣天气状况之外,在通常的天气条件下,串行级联Turbo码可以提供约10dB左右的编码增益,可有效改善系统性能。     

一种性能优越的纠错码——Turbo码

Turbo码是一种性能优异的纠错编码方式 ,已引起广大学者的高度重视。文中介绍了 Turbo码的编码方式和迭代译码原理 ,详细推导了 MAP算法。给出了目前用于 CCSDS标准中的 Turbo码结构。对 Turbo码和卷积码的异同点做了比较。最后给出了一些目前关于 Turbo码研究的热点问题。     

基于CCSDS标准的卫星遥控LDPC编码方案探讨

随着天地一体化及遥控可靠性需求的不断提高,传统卫星遥控标准中广泛采用的BCH码很难满足未来卫星遥控链路复杂多样的需求。为此,文章将卫星遥控指令分为短指令模式和内存上注指令模式两大类,设计低密度奇偶校验(LDPC)编码方案。对于帧长较短的遥控指令,采用3种码长较短的LDPC码,与目前空间数据系统咨询委员会(CCSDS)遥控标准推荐的BCH(63,56)码相比,在误码字率为10~(-5)量级时,可以额外获得4～6dB的增益。对于大数据量的内存上注指令,应用现有CCSDS遥测标准推荐的LDPC(8160,7136)编码方案,当误码字率为10~(-5)量级时,所需信噪比(Eb/N0)约为3.8dB,编码增益约为7dB。为了实现LDPC编码方案,文章设计了与BCH码相似的协议格式,改动量较小且具有良好的兼容性,不会对已有遥控系统产生影响。译码方案采用并行的FPGA译码器架构及最小和译码算法,其译码复杂度较低,硬件实现资源占用较少,具有可行性。