CCSDS标准LDPC部分并行译码器实现

针对CCSDS标准中近地通信的LDPC码,为了提高准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)译码器的吞吐率和资源利用率,设计实现了一种低复杂度高速并行译码器。译码器整体采用流水线结构,通过改进校验节点与变量节点的更新方式,在不增加运算复杂度的情况下使信息处理所消耗的时间更短,压缩单次迭代所需时间,提高了译码器的吞吐量。以现场可编程门阵列(FPGA)作为实现平台,仿真并实现了基于归一化最小和算法的(8176,7154) LDPC译码器。结果表明,当译码器工作频率为200 MHz、迭代次数为10次的情况下,译码吞吐量可达到160 Mbit/s,满足大多数场景的应用需求。

CCSDS标准在新一代航天测控系统中的应用研究

介绍了CCSDS标准的背景、技术特点、我国航天测控标准的现状与趋势,以及新型号任务对兼容CCSDS标准的需求,分析了现有航天测控设备兼容CCSDS标准的技术条件及进一步功能扩展技术要求。

在我国实施CCSDS标准的基本构想

在我国实施ＣＣＳＤＳ标准和如何实施ＣＣＳＤＳ标准的问题，已经摆在了我们面前。我们的基本构想是：以我国现有航天测控通信网硬件设施为基础，利用先进的数字化技术，如可重组技术等，对其进行功能扩展，将其扩展成为兼容ＣＣＳＤＳ标准的航天测控通信网。

一种基于CCSDS标准的数据注入策略

数据注入是遥控的手段之一。通过数据注入可以实现对星上设备的控制过程,数据内容可以包括指令、数据参数和程序。双星计划有效载荷公用设备分系统的数据注入,采用了CCSDS遥控数据包的格式进行编排,实现了既满足复杂注入需求的功能,同时又对地面控制提供了可靠而又灵活的控制方式。本文分析了CCSDS遥控数据包所具有的一些特性,并结合这些特性分析,介绍了在星上接收过程、分析过程、执行过程以及地面判读等几个环节中的应用情况。使用CCSDS遥控数据包进行数据注入,使遥控过程的灵活性和可靠性得到了很好的统一,在错误的数据注入情况下,对注入数据的取舍和容错也得到了比较好的平衡。

向国际宇航CCSDS标准靠拢的探讨

1983年开始形成以空间站为对象的CCSDS标准,1987年正式以建议书的形式公布。它包括分包遥测、遥控、信道编码、无线电测距和轨道数据等正式建议书。本文介绍其产生的历史背景。贯彻CCSDS标准引起的主要变化是信息网模式的变动和遥测标准变化。现在,已有相当多的国家参加了CCSDS标准化组织,我国应向CCSDS标准靠拢,本文认为这在技术上是可能的,作者对此提出了建议。

CCSDS标准的研究和基于EOS-AM的工程实现

本文简要介绍了CCSDS和EOSDIS的技术背景 ,详细阐述了CCSDS制定的关于信道编码和数据传输的标准 ;并且结合研制的EOS -AM遥感卫星数据接收机 ,分析了解调和编解码的关键技术。

中国空间技术研究院CCSDS标准研讨会在烟台召开

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)所制定的一系列空间数据系统标准的建议书,经过不断的评审、修订和完善,目前已经进入应用阶段。这些建议书结合了ESA、NASA现有标准的发展,对协调各国卫星测控和数据处理的技术合作,提高星载和地面设备的通用性和技术继承性起到了积极作用,并为ESA、NASA和日本等国家的航天器设计所采用。

CCSDS标准在小卫星测控系统应用的性能分析

分析在小卫星测控中实施 CCSDS标准时星上数据系统和地面包处理系统的性能。研究星上利用 CCSDS业务实现数据处理和传输对系统性能的影响 ,以及地面数据处理系统在不同负荷条件下包处理器的性能。

CCSDS标准下低码率LDPC码的编码器设计

基于空间咨询委员会(CCSDS)推荐的深空通信标准,针对码长为4096,码率为1/2、2/3、4/5的LDPC码,提出了一种实现在FPGA的编码器设计方法。根据生成矩阵的块循环特性,使用移位累加寄存器来设计编码器,3个码率使用同一套触发器,从而极大的节省了硬件消耗资源。

CCSDS标准低并行度高速LDPC编码方案

提出了一种基于CCSDS标准的低并行度高速LDPC编码结构设计方案。该编码结构通过对输入的待编码信息插"0"和改变校验矩阵的循环子矩阵结构实现了CCSDS标准中的7/8码率编码方案的奇偶并行编码,且编码结果奇偶并行输出。在编码器的编码速率需求和编码器实现的硬件资源开销上达到平衡。仿真和实现的结果表明,该低并行度编码结构的设计相对于其他7/8码率串行编码结构设计,在增加少量的硬件开销的条件下,获得双倍的编码速率。

CCSDS标准的技术特征

本文讨论ＣＣＳＤＳ标准的一些基本技术特征，指出其适用范围、数据格式、数据质量控制以及数据系统的概念和运行方式的许多新颖之处．文章还简要说明它与现行标准的关系．

推行CCSDS标准的意义与前景

文摘:本文讨论在我国推行CCSDS标准的意义与前景,探讨与现行标准的关系,指出存在的问题并提出若干建议。

加强对CCSDS标准的认识与研究

ＣＣＳＤＳ标准是国际空间数据系统咨询委员会针对航天测控通信提出的一个广泛的技术先进的标准，文中简述其发展背景及其发展的历程。它建立了ＣＣＳＤＳ版本包、空间信道编码、虚拟信道概念，采用统一数据流思想，实现了航天测控、通信数据的综合传输与交换，大大简化空地设备与任务保障系统，为航天任务的动态调控与国际合作奠定了基础。作者对我国及早应用ＣＣＳＤＳ标准的必要性、合理性和可能性作了说明，并认为是紧迫的。为此，提出了六项建议，希望大力开展对ＣＣＳＤＳ标准的研究和应用。

基于CCSDS的Turbo码译码器设计与实现

在对CCSDS标准Turbo码编译码原理和Log-MAP算法进行分析介绍的基础上,给出Turbo码译码器的FPGA设计和实现方法,分析基于移动窗技术实现软输入软输出译码的电路设计和实现流程。仿真结果表明,所实现的Turbo码译码器的性能与理论曲线相比,增益损失不超过0.3 dB。

CCSDS遥测包处理分析

文章对CCSDS包处理器模型进行了改进,并分析了其性能界限,给出了影响包处理器性能的主要因素;通过分析输入缓存器和处理缓存器不同的状态,得出包处理器处理能力的上限,指出处理器能支持的帧数超过包处理器能够缓存的帧数之后的帧数据丢失隐患,以此界定了何种情况下包处理器需要转存遥测包数据;并对CCSDS数据包的整个处理流程进行了描述。

一种基于CCSDS的遥感图像压缩算法研究

提出了一种遥感图像数据的近无损压缩算法,用于对一幅红外图像进行2倍压缩以及解压。该算法基于CCSDS(空间数据系统咨询委员会)提出的对空间数据无损压缩的标准,实现了无损压缩和有损压缩的兼容,对于简单的图像可以实现无损压缩,且压缩比大于2倍,复杂的图像进行2:1有损压缩,总体压缩比大于等于2。

面积优先的CCSDS Turbo码编译码器的设计与实现

本文设计出符合CCSDS标准的Turbo编译码器,包含伪随机序列模块与帧同步模块。在实现编码器时针对标准要求,对伪随机化处理及其恢复和帧同步检测提出了解决方案;而在相应的译码器设计中,本文权衡硬件实现复杂度与处理时延等因素,优先考虑面积因素提高元件的重复利用率和降低复杂度,并阐述了其实现过程。最后基于Verilog HDL设计出RTL级14位固点数据的Turbo编译码器以及仿真验证平台,与用MATLAB语言设计的相同指标的浮点数据译码器进行性能比较,得到设计验证。

多光谱遥感图像CCSDS动态码率控制近无损压缩

基于空间数据系统咨询委员会(CCSDS-123.0-B-1)推荐的多光谱图像无损压缩算法,提出了一种前向自适应调整量化步长的码率控制方法以实现定码率近无损压缩。介绍了CCSDS标准的预测方法,分析了Golomb-Rice编码的上界与下界的范围。通过分析预测误差均值与压缩比的对应关系,建立了均值与压缩比之间近似线性映射曲线。根据预测误差均值,前向自适应估计量化步长,初步控制Golomb-Rice码长。考虑到星载条件下多光谱图像码率控制策略,通过压缩比反馈微调量化步长,实现压缩码率的精确控制。最后总结了CCSDS多光谱近无损压缩码率控制流程。实验结果表明,k值(Golomb编码变量)的分布区域稳定,在4∶1压缩时,本文方法的峰值信噪比(PSNR)平均为60.42dB,比单谱段JPEG2000、差分JPEG-LS压缩等方法提高了5.51dB和2.89dB。实验显示本文方法码率控制准确,易于硬件实现,适合航天工程使用。

Turbo译码SOVA算法的研究与实现

针对低轨道卫星通信的应用需求,为了降低干扰,减小负荷,通常采用卷积码、Turbo码等信道编码的方法提升传输的可靠性能。Turbo码是一种具有接近香农极限定理的优异信道码,SOVA译码是Turbo码的一种译码方法。以CCSDS推荐的Turbo码为例,研究了网格图在SOVA译码过程中的功能和用法,并与Viterbi译码进行了对比,并基于网格图详细阐述了SOVA译码的原理和实现步骤,最后对SOVA译码的实现过程进行了仿真验证。该方法已实际应用于项目,经测试该方法实现简单,获得了良好的信道编码增益。

气象卫星数据传输的发展

分析了国内外气象卫星数据传输的发展方向:气象卫星数据传输的频率正在从传统单一的L波段向L波段和频率更高的X波段及K波段同时使用发展;数据格式采用空间数据系统咨询委员会标准(CCSDS标准)分包传输,信道编码采用了纠错及抗干扰能力较强的R-S加卷积的级联编码技术;原有的模拟传输体制都改为数字传输。文章归纳了各国极轨和静止气象卫星高低速率数据传输特性。便于广大气象卫星数据接收站及早做好接收新的气象卫星数据的准备。