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硕士学位论文


深空通信中 LDPC 码应用研究





APPLICATIONS OF LDPC CODE IN DEEP
MUNICATIONS







崔可











哈尔滨工业大学

2010 年 12 月
国内图书分类号:TN927 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开











工学硕士学位论文

深空通信中 LDPC 码应用研究




硕士研究生: 崔可
导师: 张钦宇教授
副导师: 许洪光副教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 信息与通信工程
所在单位: 深圳研究生院
答辩日期: 2010 年 12 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
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Classified Index: TN927
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Dissertation for the Master Degree of Engineering

APPLICATIONS OF LDPC CODE IN DEEP
MUNICATIONS








Candidate: Cui Ke
Supervisor: Prof. Zhang Qin Yu
Associate Supervisor: Prof. Xu Hong Guang
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Communication and Information
Engineering
Affiliation: Shenzhen Graduate School
Date of Defence: December, 2010
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
深空探测是指对月球和比月球更远的天体和空间进行的探测,对实施深空探测
的航天器进行测控通信的系统称为深空测控通信系统。深空通信的基本特点是距离
远、时延大、链路易中断、丢包率大、上下行链路带宽不对称、工作频率高和频带
资源丰富等。这些特点决定了深空通信是深空探测的一个难点问题。本文根据这些
特点,对深空通信中关键技术之一——信道编译码技术进行了初步的研究。
低密度校验(LDPC)码是一种逼近香农限的好码,由于其良好的性能,近线形时
间复杂度的编码算法、可并行实现的译码算法以及广阔的应用前景,LDPC 码已经
成为信道编码领域的研究热点之一。
本文在现有理论的基础上,对 LDPC 码的基本原理和应用进行研究,取得了一
定的成绩,为以后的深入研究打下基础。首先,在线性分组码的基础上介绍了低密
度校验码的基本原理,总结了目前 LDPC 码常用的通用编码方法和几种译码算法,
重点分析了目前最为常用的和积译码即置信传播 BP(Belief Propagation)算法和
BF(bit flipping)比特反转译码算法。详细介绍了线性分组码的统计译码原理,利用统
计译码思想并结合 LDPC 码的并行比特反转和串行比特反转,提出一种新的硬判决
访案。
接着介绍了 LDPC 码在深空通信中的应用前景和重要性。简要比较了 LDPC 和
Turbo 码和其他主要编码形式在深空应用中所起到的作用以及它们之间的差异,在
CCSDS 标准提出的 LDPC 码,对 LDPC 码编码复杂度以及译码性能进行了分析和
仿真验证;并初步论述了深空通信的信道特点,通过和 Turbo 码比较,分析了 LDPC
码作为深空通信系统信道编译码方案的可行性。


关键词: 迭代译码;低密度校验码;比特反转;深空通信
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Deep space exploration means to the exploration of the moon or space and celestial
bodies beyond the moon. The system which actualizes tracking, telemetry mand
on the spacefli