基于纠删码的遥测链路丢帧恢复技术

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1、第32卷第6期2013年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．32No．6Dec．2013基于纠删码的遥测链路丢帧恢复技术+张金荣，吴岭，游莎莎(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)摘要：针对遥测系统在恶劣天气条件、航天器姿态调整、天线指向偏离、脉冲干扰等各种因素影响下出现的遥测信号闪断以至接收机丢帧问题，提出一种适用于闪断信道的纠删码技术，用于恢复丢失的数据帧。首先介绍LDPC(低密度奇偶校验)纠删码的编译码算法，然后构造一种以短码长的随机码为外码、IR

2、A(不规则重复累积)LDPC码为内码的级联纠删码，最后给出纠删码的应用策略和实现纠删码所需的CCSDS(空间数据系统咨询委员会)协议扩展。通过仿真实验和分析，得到了I．DPC纠删码和级联纠删码的纠删性能，得出级联纠删码与LDPC纠删码均可获得接近理想的纠删性能的结论，且级联纠删码的构造更为灵活，可适应不同的应用环境，对CCSDS协议进行适当扩展后即可支持纠删码在CCSDS遥测链路中的应用。关键词：纠删码；丢帧恢复；级联码；低密度奇偶校验(LDPc)码；遥测链路；空间数据系统咨询委员会(CCSDs)协议中图分类号：V556

3、．1文献标志码：A文章编号：1674—5620(2013)06—0501—06DOl：10．7642／j．issn．1674—5620．2013—06—0501一06ErasureCorrectionCodesforFrameLossRecoveryinTelemetryLinksZHANGJinrong，WULing，YOUShasha(BeijingInstituteofTrackingandTelecommunicationsTechnology，Beijing100094)Abstract：Anerasureco

4、rrectioncodeisproposedtorecoverframelossbecauseofsignaldiscontinuitycausedbyfac—torssuchasadverseweather，spacecraftattitudeadjustment，antennapointingerrorandpulseinterference．Follow—ingintroductionofencoding／decodingalgorithmoferasurecorrectionLDPC(LowDensityPari

5、tyCheck)codes，aconcatenatedcodecomposedofashortrandomoutercodeandanIRA(IrregularRepetitiveAccumulation)LDPCinnercodeareconstructed．PossiblecodingstrategiesandCCSDS(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems)protocolextensionsforimplementationoferasurecorrectioncode

6、sarepresented．Theperformanceoferasurecorrec—tionLDPCcodesandconcatenatedcodesareobtainedthroughsimulationandtheresultsshowthatnearoptimume—rasurecorrectionperformanceisachieved．Theproposedcodescanbedesignedwithhighflexibilityandisapplicabletoavarietyofapplication

7、scenariosaftermakingnecessaryCCSDSprotocolextensions．Keywords：erasurecorrectioncode；framelossrecovery；concatenatedcode；LowDensityParityCheck(LDPC)code；telemetrylink；ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems(CCSDS)protocol0引言在遥测系统中，通常采用信道纠错码来解决物理层的噪声干扰引起的误码问题，以保证低信

8、噪比下数据传输的可靠性‘1。。然而，遥测信道不仅存在噪声引起的误码，还可能存在数据丢失现象，例如：恶劣天气条件可能造成接收信号(特别是Ka频段)几分钟甚至几小时中断；航天器姿态调整可能造成接收信号出现几百毫秒甚至几秒的闪断；天线丢失目标后重捕，接收机在信号捕获和同步建立过程中，可能造成丢帧；脉冲干扰造成接收机失锁从而