CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)LDPC碼編譯碼器設(shè)計(jì).pdf

1、分類號(hào)號(hào)UDCCC密級(jí)級(jí)級(jí)學(xué)號(hào)號(hào)號(hào)、砂矯爭了，去軍碩士學(xué)位論文CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)LDPC碼編譯碼器設(shè)計(jì)冉旭學(xué)科名稱:學(xué)科門類:指導(dǎo)教師:微電子學(xué)與固體電子學(xué)工學(xué)盧剛殷柳國副教授副研究員申請日期:2010年3月摘要論文題目:學(xué)科專業(yè):研究生:指導(dǎo)教師:CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)LDPC碼編譯碼器設(shè)計(jì)微電子學(xué)與固體電子學(xué)殷柳國簽名:生直簽“嚴(yán)旭剛?cè)奖R摘要21世紀(jì)將是人類向深空發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，航天活動(dòng)對人類文明和社會(huì)進(jìn)步的影響進(jìn)一步增強(qiáng)。深空

2、通信有傳輸距離遙遠(yuǎn)、信號(hào)損失嚴(yán)重的特點(diǎn)，需要用高增益的信道編譯碼等技術(shù)措施以保證信息的可靠傳輸。作為一種高增益的信道編碼技術(shù)，低密度奇偶校驗(yàn)碼(LownensityParityeheekCode，LDpCCode)性能卓越，近年來在深空通信領(lǐng)域獲得越來越多的關(guān)注。如何對LDPC碼譯碼性能進(jìn)行有效地分析，設(shè)計(jì)出適合于深空通信的性能優(yōu)越的實(shí)用LDPC碼，是一個(gè)值得研究的問題。LDPc碼最初由Galager于1962年發(fā)現(xiàn)，它是一類用非常稀疏

3、的校驗(yàn)矩陣或幾朋er圖定義的線性分組糾錯(cuò)碼。由于當(dāng)時(shí)條件所限，被人們忽略了30多年。LDPC碼被重新發(fā)現(xiàn)后，它在設(shè)計(jì)、構(gòu)造、譯碼、快速編碼、性能分析以及在數(shù)字通信和存儲(chǔ)系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用成為研究的焦點(diǎn)。論文首先介紹了LDPC碼的基本原理，包括LDPC碼的基本概念、表示方法和分類情況，講述了校驗(yàn)矩陣的常用構(gòu)造方法。然后，著重介紹了基于CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的深空LDPC碼的校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方法，結(jié)合深空通信的特點(diǎn)，研究了AR4ALDPC碼的構(gòu)造方法和特

4、性之后，對CCSDS標(biāo)準(zhǔn)深空LDPC碼的構(gòu)造原理進(jìn)行分析。接著，根據(jù)該碼的特征設(shè)計(jì)出一種適合的編碼器結(jié)構(gòu)，采用VHDL語言在XilinxISE中完成了編碼器的硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)在Matlab編程對算法進(jìn)行仿真計(jì)算并與其比對，結(jié)果完全正確。最后又分析比較了幾種譯碼算法，包括兩種硬判決譯碼算法和兩種軟判決譯碼算法，進(jìn)行性能仿真分析，從中選出適合深空通信條件下的譯碼方法，利用VHDL語言完成了LDPC碼譯碼器的硬件設(shè)計(jì)。結(jié)果顯示，編碼器具有低復(fù)雜