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深空通信中纠错码的仿真研究

王志英  
【摘要】: 随着太空时代的到来,深空探测日益成为人类的重大战略任务。要开展空间探测,就要向太空发射带各种目的的空间探测器,这样就要求在探测器间、探测器与地球间构建起行之有效的联系,即要进行深空通信。深空探测的事实证明深空通信测控网是空间开发的重要支柱。其基本特征是非常大的传输距离,与其它通信方式相比难度更大。 在信道编码方面,从最初的卷积码到现在CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)建议下的Turbo码已经经历了几十年的时间。然而Turbo码的复杂度大不易于实现,本文以RA(Repeat-Accumulate)码和ARA(Accumulate-Repeat-Accumulate)码作为研究对象。RA码和ARA码既可以看成是Turbo-like码,又可以看成是LDPC-like(Low-Density Parity-Check-like)码,具有简单的编码结构,同时又有Turbo码和LDPC码相似的译码性能。 本文首先介绍了RA码和ARA码的基本原理,并在此基础上详细讨论了RA码和ARA码的编译码算法,在译码算法方面采用了基于Tanner图的迭代译码算法。 考虑到深空信道近似为AWGN信道,所以本文的RA码和ARA码的仿真是在AWGN信道下完成的。其中介绍了仿真用到的AWGN模型和它的实现方法。在综合编、译码部分及信道模型的基础上,给出了RA码和ARA码的仿真流程。 最后,在不同的条件下对RA码和ARA码误码性能进行了仿真和分析。在AWGN信道中,考虑了RA码和ARA码的一些设计参数,如码长、迭代次数、译码算法、码率等对误码性能的影响,以及RA码和ARA码的性能比较。


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