基于CCSDS标准的卫星遥控LDPC编码优化与实现

本文主要探讨了基于CCSDS（空间数据系统咨询委员会）标准的卫星遥控系统中的低密度奇偶校验（LDPC）编码方案。随着天地一体化的发展以及对遥控可靠性的日益提高，现有的BCH码已难以满足未来卫星遥控链路的复杂性和多样性需求。因此，研究者针对不同的遥控指令模式，提出了创新的编码策略。 首先，对于帧长度较短的遥控指令，文章提出采用三种不同码长的LDPC码，如短码型LDPC码。与CCSDS推荐的BCH(63,56)码相比，在误码率降至10^-5的水平下，LDPC编码能够提供4到6分贝（dB）的额外编码增益，这显著提高了数据传输的纠错能力和效率。 其次，针对大量内存上注指令，文章采纳了CCSDS遥测标准推荐的LDPC(8160,7136)编码方案。这种长码在同样10^-5误码率下，所需的信噪比（Eb/N0）大约为3.8dB，相对BCH码有约7dB的编码增益，进一步优化了高数据量传输的性能。 为了确保编码方案的实施，文章设计了一种与BCH码类似的协议格式，改动较小，保持了良好的兼容性，不会对现有的卫星遥控系统造成负面影响。此外，文中还采用了并行的FPGA（现场可编程门阵列）译码器架构和最小和译码算法，这种译码方法具有较低的复杂度，占用的硬件资源较少，证明了其实现的可行性和有效性。 这篇论文通过引入LDPC编码技术，不仅提升了卫星遥控系统的抗干扰能力，还兼顾了系统的灵活性和成本效益，为未来天地一体化通信提供了有力的技术支撑。同时，其编码方案的设计和实现策略对于卫星通信领域的标准化发展具有重要意义。