發(fā)布時間：2017-09-01 20:01

  本文關(guān)鍵詞：面向深空通信的Spinal無速率碼研究

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【摘要】：深空通信具有距離遠(yuǎn)、時延長的特點(diǎn),造成了通信路徑能量損耗大,反饋重傳效率低。因此為了保證深空通信中信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率,必須采取一定的技術(shù)或方法,提高對信道資源的利用。使用高增益的信道編碼技術(shù)就是其中方法之一。因此,對性能優(yōu)良的編碼技術(shù)的研究一直是深空通信的重點(diǎn)研究方向之一。目前,在深空通信中得到廣泛應(yīng)用的是一些固定碼率編碼。但是深空信道受環(huán)境影響是動態(tài)時變的,固定碼率編碼方式在一定情況下雖然能夠取得較好的性能,但是難以適應(yīng)信道的復(fù)雜時變特性。而無速率編碼方式可以自適應(yīng)信道變化狀態(tài),充分利用信道資源。Spinal碼是2012年新提出的一種能在模擬信道和數(shù)字信道中都能取得良好性能表現(xiàn)的無速率編碼。在深空通信信道中,與固定碼率編碼LDPC碼和無速率編碼Raptor碼以及Strider碼相比,Spinal碼在極寬的信噪比范圍內(nèi)都能獲得更好的性能。因此Spinal碼非常適用于深空通信信道編碼。本文首先對編譯碼原理進(jìn)行介紹,并通過與其他編碼對比對其性能進(jìn)行分析。然后為了優(yōu)化在深空信道中的性能和復(fù)雜度表現(xiàn),從兩個方面進(jìn)行研究:一是對Spinal碼編譯碼機(jī)制的研究;二是刪余編碼方式在Spinal碼中的應(yīng)用研究。Spinal碼在譯碼端構(gòu)造譯碼樹時,為了降低譯碼復(fù)雜度進(jìn)行譯碼樹裁剪。為了彌補(bǔ)因譯碼樹裁剪造成的性能損失,對消息尾部的編碼段多發(fā)送符號數(shù)目。研究得知,針對尾部編碼段多發(fā)送符號數(shù)時,以SNR?5dB為例,性能提升約9%,同時復(fù)雜度降低了約20%,同時發(fā)送的符號數(shù)目在5個以內(nèi)為佳,位數(shù)在4位以內(nèi)。編碼端的分段方式對譯碼性能和復(fù)雜度具有重要影響。根據(jù)研究可知,Spinal碼的性能和復(fù)雜度均與編碼端消息分段大小有關(guān)。當(dāng)編碼端的消息采取多種值組合進(jìn)行分段時,應(yīng)采取從大到小的組合方法。采取的數(shù)值越接近,性能越接近多種值中最小值在單一分段情況下的性能,同時其復(fù)雜度要低于多種值中最大值在單一分段情況下的復(fù)雜度。所以可以在編碼端采取相近值組合的分段方法,在犧牲較少性能的情況下降低Spinal碼的復(fù)雜度,并解決了分段取值受限問題。Spinal碼的編碼特點(diǎn)限定了其編碼速率上限,因此采取打孔、刪余的方法可以突破速率上限,并能細(xì)化速率變化步長。研究結(jié)果表明,細(xì)化通道粒度能夠提升譯碼性能,但是其復(fù)雜度亦隨之增大。所以采取4個子通道刪余策略最佳,在取得良好性能時,復(fù)雜度增加盡量少。
【關(guān)鍵詞】：深空通信 信道編碼 Spinal碼 無速率編碼 刪余編碼
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN927
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 信道編碼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 深空通信信道編碼技術(shù)的研究發(fā)展10
• 1.2.2 無速率編碼技術(shù)的研究10-11
• 1.3 Spinal碼的研究與發(fā)展11-12
• 1.4 Spinal碼在深空信道中的應(yīng)用12
• 1.5 本文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第2章 Spinal碼的編譯碼基本原理14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 Spinal碼編譯碼原理14-18
• 2.2.1 Spinal碼編碼原理14-15
• 2.2.2 Spinal碼譯碼原理15-18
• 2.3 Spinal碼性能和復(fù)雜度分析18-19
• 2.4 仿真平臺和仿真參數(shù)說明19-21
• 2.4.1 仿真平臺構(gòu)建和仿真環(huán)境19-20
• 2.4.2 譯碼性能和復(fù)雜度的衡量參數(shù)20
• 2.4.3 仿真信道和編碼參數(shù)的設(shè)定20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 Spinal碼性能對比分析22-32
• 3.1 引言22
• 3.2 Spinal編譯碼中CRC校驗(yàn)的使用22-24
• 3.2.1 16位CRC22-23
• 3.2.2 CRC校驗(yàn)的應(yīng)用23-24
• 3.3 Spinal碼與LDPC碼的性能對比分析24-27
• 3.3.1 LDPC碼編譯碼原理24-25
• 3.3.2 Spinal碼與LDPC碼的性能對比25-27
• 3.4 Spinal碼與Raptor碼的性能對比分析27-31
• 3.4.1 Raptor碼的編譯碼原理27-30
• 3.4.2 Spinal碼與Raptor碼的性能對比分析30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第4章 Spinal碼編譯碼機(jī)制的研究32-46
• 4.1 引言32
• 4.2 消息段尾部多發(fā)送編碼符號數(shù)研究32-37
• 4.2.1 最后一位編碼段多發(fā)送符號的研究32-35
• 4.2.2 多發(fā)送符號數(shù)的編碼段位數(shù)研究35-37
• 4.3 Spinal碼編碼分段形式研究37-45
• 4.3.1 分段長度k取值研究37-39
• 4.3.2 兩種k值組合方式的研究39-41
• 4.3.3 兩種k值組合分段的研究41-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 Spinal碼中刪余策略研究46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 刪余方法在Spinal碼中應(yīng)用的原理46-47
• 5.3 Spinal碼中刪余策略的設(shè)計(jì)47-53
• 5.3.1 刪余策略中模板的使用47-50
• 5.3.2 刪余策略中通道粒度的設(shè)計(jì)50-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-62
• 致謝62

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;“深空通信理論及技術(shù)學(xué)術(shù)會議”征文通知[J];通信學(xué)報;2011年02期

2 吳海濤;梁迎春;陳英俊;;深空通信現(xiàn)狀研究[J];肇慶學(xué)院學(xué)報;2011年05期

3 房鴻瑞;;深空通信導(dǎo)航技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)[J];遙測遙控;2009年03期

4 張更新;謝智東;沈志強(qiáng);;深空通信系列講座之二 深空通信的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];數(shù)字通信世界;2010年04期

5 謝智東;邊東明;孫謙;;深空通信系列講座之六 深空通信中的調(diào)制技術(shù)[J];數(shù)字通信世界;2010年08期

6 姚飛;匡麟玲;詹亞鋒;陸建華;;深空通信天線組陣關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J];宇航學(xué)報;2010年10期

7 謝捷峰;陳金鷹;朱軍;王緒本;;深空通信特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)分析[J];通信與信息技術(shù);2011年04期

8 姚文頂;李暉;陳立甲;許洪光;;深空通信中噴泉碼技術(shù)研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2009年01期

9 李芳;陳德元;Q霉，

本文編號：774099