星载一体化小卫星高可靠通信编码技术研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wa0001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文主要研究在星载一体化微小卫星通信系统数据传输时如何保证通信的可靠性和实时性,即如何设计合理的纠错方案在减少误码率的同时加快数据的处理能力。为实现卫星小型化、轻量化,提出了以有效载荷为中心的星载一体化设计思想。卫星通信系统传输数据的距离非常远,受衰落、噪声和各种干扰的影响比较严重。而星载一体化小卫星的体积和重量又约束了信号能量,且要求通信精度更高,这种情况下,为了保证远距离传输的误码率在允许范围之内,必须采用纠错能力很强的差错控制方法来进行纠错。Rs码是一种纠错能力很强的线性纠错码,既可以纠正随机错误,也可以纠正突发错误,其纠错能力达到了分组纠错码的极限。Rs码的强纠错能力符合卫星通信高可靠性的要求。但是由于其编译复杂,尤其是译码算法,当纠错个数增加时,译码难度成倍增加。虽经过半世纪的改进,由最初的PGz算法到如今最普遍、工程上最长使用的Berlekamp译码算法和Euclid译码算法以及它们的改进算法,改进算法层出不穷,但硬件上实现依然非常复杂,译码时间长。这样,如果在星载一体化小卫星上采用Rs码就会增加微小卫星星上处理和星际交换信息负担,增加信息的传输延时。保证Rs码纠错能力的同时,简化其编译过程,使其适用于星载一体化微小卫星通信系统成为本论文的根本任务。本文采用一种全新的编译方式,即将信息码分组后,在较低阶的有限域下分别并行的进行编译,这样避免了高阶矩阵迭代运算和钱搜索运算,采用一种化整为零的思想,将对庞大的数据的处理变为分组处理,既保证了纠错能力又降低了数据处理难度,同时加快了编译速度。本文中的设计是基于FPGA的编译码器,利用vHDL硬件语言编程,以Xilinx"公司的Virrex4系列4vlx15ff668-10为目标板,在其上进行综合验证以及静态时序分析,综合软件为IsE 9.li,仿真软件为ModelSim sE 6 O。通过观察仿真波形,可以观察到编译速度明显加快,通过研究综合结果,结论是硬件资源的使用情况明显降低,这样就满足了微小卫星通信的高可靠和实时性两方面的要求,同时在很多需要强纠错能力,并且需要快速编译的场合,RS码同样可以大展拳脚,拓宽了RS码的应用范围。
其他文献
石墨烯是由单层碳原子组成的六边形蜂窝状的二维晶体。具有超高的载流子迁移率、独特的线性色散关系、良好的机械柔韧性以及宽光谱吸收能力等一系列优异性能。这些优异的物性
微针是指通过微机械加工工艺制备出的,尺寸在微米级的针型结构,是MEMS在生物医学领域的新型应用。本文主要介绍面向透皮给药钛基微针的基础研究,在此基础上对钛基微针的制备
球形芽胞杆菌(Bacillus sphaericus)是一种广泛存在于自然界的好氧芽胞杆菌,由于其对蚊幼虫具有特异性毒杀作用,在世界范围内被成功地应用于疾病媒介蚊虫的生物防治。高毒力菌
随着微电子技术的不断发展,半导体辐射探测器由于位置分辨率好、能量分辨率高,线性范围宽、体积较小和脉冲响应时间较快等优点,得到了快速的发展,其在核能谱分析、环境污染测
随着功率集成电路应用领域的不断扩大,BCD工艺所受的关注度日益增加。相对于低压CMOS部分,高压DMOS的研发与设计更具挑战性,而DMOS的击穿电压和导通电阻则是器件设计者考虑的
自上世纪七十年代以来,激光推进作为一种具有巨大潜在优势的新型技术,越来越受到世界各国的广泛关注。本文基于吸气模式激光推进,对于冲量耦合系数的测量方法、激光参量对于冲量
菠萝蛋白酶是一种巯基酶,有较高的药用价值,按来源分为茎菠萝蛋白酶和果菠萝蛋白酶。前人已经证实,茎菠萝蛋白酶和果菠萝蛋白酶的氨基酸组成和序列几乎一样,两种酶只含一种亚基,其
透明电子学(transparent electronics)是关于透明电子材料、透明器件以及透明电路的研究,是当前半导体技术领域前沿的研究热门课题之一。21世纪以来,透明电子材料受到国内外科
作为调控细胞自噬的关键节点,Beclin1-VPS34(三型PI3K)复合体可以与不同的分子相互作用并行使不同的功能,如ATG14L相关的VPS34复合体主要参与自噬的启动,而UVRAG相关的复合体主要
为应对国际金融危机,我国中央政府投资4万亿元扩大内需的计划正在逐步实施。但完全靠中央政府财政投资难度很大,再加上各地纷纷宣布的投资计划已达到十几万亿元甚至更多,因此