空间应用中高性能纠错码的实现

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空间遥控通信技术作为空间通信的重要组成之一,传输的指令数据帧一般较短,可靠性与实时性要求较高。为确保遥控信号的高可靠传输,多采用信道编码技术来减小系统的错误概率。码长较长的信道编码方案可获得优越的纠错性能,但该类码不适合遥控数据帧较短的特点;编译码复杂度较高也不满足遥控设备一般较简单的需求。因此,在遥控指令传输中一般需采用纠错能力较强、码长较短的分组码。为满足遥控系统中指令信号可靠传输的要求,本文采用一类特殊结构的多进制分组码,该多进制短码具有易于设计、构造灵活的优势。基于此,针对不同码长与码率的多进制短码,仿真分析了适合该类多进制短码的软判决译码算法,即基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的译码算法。该算法复杂度较低,纠错能力强,实现了性能与复杂度的良好折中。进一步,为充分评估多进制短码的译码算法的性能,利用FPGA设计实现了该类多进制短码译码器。同时,为验证译码器的正确性并测试其性能,搭建了基于FPGA硬件平台的仿真测试系统。该系统中计算机采用以太网接口与FPGA平台进行信息交互,采用UDP协议对编码码字经过调制、加噪、量化后得到的定点数据进行传输,实现对译码器的性能测试。综上所述,首先仿真验证了定义在高阶有限域上的多进制短码的性能。进一步,利用FPGA实现了该类多进制短码译码器,并构建仿真测试系统验证了该类多进制码采用基于FFT的软判决译码算法可获得优越的性能。
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