一种CCSDS深空标准的LDPC码高效实现

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1、第3l卷第6期2012年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT＆CTechnologyV01．31No．6Dec．2012一种CCSDS深空标准的LDPC码高效实现兰天(中国电子科技集团公司第十研究所·成都·610036)摘要：针对CcsDS(空间数据系统咨询委员会)深空通信标准LDPC(低密度奇偶校验码)，为减少定点量化后的译码性能损失，提出了一种改进的译码修正算法。通过分析矩阵结构特点，并引入交错译码结构以及流水结构，设计了一种适合该标准深空通信LDPC码编译码器的高效实现结构。使用此结构，在xili

2、nx公司的XC5vSX95T芯片上实现了CCSDS深空通信标准的(8192，4096)LDPC码，在40次迭代情况下可以达到47m的吞吐率。实践表明：该设计可以灵活地移植应用于其他码率的cCsDs深空通信标准I。DPC编译码器设计。关键词：CCSDS(空间数据系统咨询委员会)；I。DPC(低密度奇偶校验码)；高效实现；交错结构；部分并行结构中图分类号：TN919．32文献标志码：A文章编号：1674一j620(2012)06—004l—06ImplementationofaHighPerformanceDesignofCCSDS

3、DeepSpaceLDPCCodeLANTian(The10’“ResearchlnstituteofChlnaElectronicTechnol。gyGroupCorporatl。n，Chengdu610036)Abstract：AdecodingcorrectionalgorithmisproposedforimprovementofCCSDS(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems)I。DPC(I。owDensityParityCheckcode)codefordeepspacec

4、ommunicationtoreduceBERperformancedegradationinfixedpointquantization．Then，astructuresuitableforhigh—throughputapplicationofI。DPCcodeisdesignedbyincorporatingblock—interlacingtechnologyandpipeliningmechanismfollowinganalysisofthecharacteristicsofmatrixarchitecture．Us

5、ingthearchitecture，anencoderandadecoderfor(8192，4096)I。[)PCcodeofCCSDSareimplementedonXilinxXC5VSX95TFPGAandadecodingthroughputof47Mbpsisattainedwith40iterations．EngineeringapplicationsshowthatitisflexibletousethisarchitectureinencoderanddecoderdesignforotherCCSDSdee

6、pspaceI。DPCcodes．Keywords：ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems(CCSDS)；I。owDensityParityCheckcode(I。DPC)；high—throughputimplementation；block—interlaced；partiallyparallelarchitecture0引言21世纪是航天技术、空间技术高速发展的时代，作为深空探测的核心问题之一，深空通信的性能直接制约了深空探测的发展。信道编译码技术能有效改善深空通信中通信链路的性能

7、，自然也成为了需要突破的关键技术。I。DPC(低密度奇偶校验码)是Gallager于1962年提出的一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码。鉴于当时译码理论水平及实现技术限制，LDPC码未能引起太多的关注。1993年后，随着Turbo码的兴起，迭代置信传播算法开始在信道编译码中得到深入研究，编码界也重新开始认识到了I．DPC码的重要性。1999年，MackayLll证明了I。DPC在采用基于BP(置信传播)的迭代译码时具有逼近香农限的性能，随即各种关于I。DPC码的研究迅速展开。LDPC的优异性能也引起了国际上各大标准机构的重视。其中

8、，CCSDS(空间数据系统咨询委员会)在1999年发布应用于深空通信中的Turbo码标准建议后，自2004年起，先后发布了多个关于深空通信中LDPC的建议12‘4]，并分别于2006年、2007年发布了CCSDS131．1—0—1，CCSDS131．1一O一2关