TPC编码在高码率数传中的应用

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1、第29卷第5期飞行器测控学报V01．29No．51Q!Q生!Q旦』Q坠婴型Q￡墨乜墼塑堕鱼卫鱼￡堕丛塾Q!Q赶丛主=墨Q!QTPC编码在高码率数传中的应用’郭立浩，蒋培文，郑雪峰，卢满宏(北京遥测技术研究所·北京·100076)摘要：介绍了TPC码(TurboProductCode)研究的意义、TPC码在高码率数传中的应用前景以及高速TPC编码模块及译码模块设计，并给出了常用码长的TPC码的性能指标。TPC码在译码性能上能够非常接近香农门限，并具有较高的编码效率，同时算法复杂度较低，适合并行处理，易于用FPGA等器件实现，在

2、高码率数传应用中具有广阔的应用前景。关键词：TPC码；高码率；数传中图分类号：TN919．3文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)05—0051—05ApplicationofTPCCodeinHighRateDataTransmissionGUOLi—hao，JIANGPei—wen，ZHENGXue-feng，LUMan-hong(BeijingInstituteofTelemetryTechnology，Beijing100076)Abstract：Thispaperintroducesthesigni

3、ficanceofresearchonTurboProductCode(TPC)anditsprospectofappli—cationinhighdataratetransmission．Ahigh-speedTPCcodingmoduleanddecodingmoduledesign，andtheper—formanceofcommonTPCarepresented．ThedecodingperformanceofTPCisveryclosetoShannonthreshold，butTPChastheadvantage

4、ofhighcodingefficiencyandlowcomplexityalgorithm．Therefore，TPCfitswellinparallelimplementationinFPGAandhasabroadprospectforapplicationinhighdataratetransmission．Keywords：TPCCode；HighDataRate；DataTransmission0引言近年来高分辨力侦察卫星、中继星等系列卫星的大量使用，对天地通信带宽、星载设备发射增益、地面设备天线接收增益等提出

5、了更高的要求，为了满足地面信号接收的信噪比，高码率数传(100Mbit／s以上)与以前的中低码率数传(20Mbit／s以下)相比较，需要大幅度提高星载下行功放并增大发射天线口径。在实际工程中，特别是在星载等体积、重量和功耗严格受限的场合，提高下行功放和增加天线口径非常困难。此情况下，最为经济有效的途径之一就是采用信道编码，以编码带来的增益补偿发射功率的不足。采用信道编码对传输中可能或已经出现的差错进行控制，可以使误码率降低到用户允许的程度。信道编码器将没有规律性的数字信号转换为具有规律性的数字信号，信道译码器则利用这些规律性

6、来鉴别是否发生了错误进而纠正错误。在大多数情况下，采用信道编码获得编码增益的方法，虽然增加了编译码的设备复杂性，但降低了下行功放、发射天线等其他相关设备的实现代价，从整个数据传输系统来看，仍是相对经济的。由于星载设备发送的数据率越来越高，星地通信的频段也已经向X频段、Ka频段甚至更高频段迈进，数传带宽要求不久将突破Gbit／s量级，更高效率的调制体制(8PSK、16QAM等)在可预见的未来也将应用于高码率数传中。同时，高码率数传对星地之间设备的数据接收、编码译码的处理速度也提出了更高的要求。因此，高速高效的信道编译码技术是当

7、今非常热门的研究方向。1TPC码在高码率数传中的应用对于信道编码，国外应用最为广泛的编码形式是卷积码和Reed—Solomon(RS)码，以及二者的级联形式。当采用CCSDS推荐的卷积码(7，1／2)为*收稿日期：2010一05—15；修回日期：2010一08—26第一作者简介：郭立浩(1982一)，男，硕士，工程师，主要从事高码率数传解调、高效编译码的研究工作E-mail：guolihao@126．com52飞行器测控学报第29卷内码，(255，223)RS码为外码的级联编码时，接收采用3bit软判决维特比泽码，在误码率为

8、lo。7时，工程上通常能够获得约7dB的编码增益。但在许多情况下，此增益仍然不能满足应用需求。在目前已经找到的众多编码方案中，TPC码和LDPC码等都具有很高的编码增益，能够在极低的E／No下保证足够的性能，2种码都能够获得接近香农极限的编码性能。TPC不同于Turbo码，后者以递归卷积码