康 婧, 安军社, 王冰冰, 张伟东

(1.中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室(中国科学院国家空间科学中心), 北京 100190；2.中国科学院大学, 北京 100190)

随着空间探测任务需求日益提升，航天器携带的载荷设备趋于精密多样，星地链路传输数据量大幅增加.而大部分对地观测卫星为近地轨道(low Earth orbit,LEO)卫星，其特点是单次过境时间短，为保证在有限时间内传输更多数据，星地链路需支持更高的数传速率[1].在传输带宽不变的情况下，通常将高阶调制技术与高效编译码算法相结合来提升数传速率，但同样误码率接收高阶调制信号相较于低阶调制信号需要更大的信噪比，意味着需要提高信号发射功率.另一方面，LEO卫星通常采用固定编码调制(constant coding modulation,CCM)数传体制，其按照确保地面天线5°仰角时的数据接收设计编码调制方式，而卫星过境过程中，由于天气、传输距离变化等原因，星上发射功率并未得到充分利用[2].为充分利用星上发射功率并最大化卫星过境时下传的载荷数据量，可采用可变编码调制(variable coding modulation,VCM)数传体制[3-4].

目前有两种支持VCM的通信标准：一种是蓝皮书中的串行级联卷积码(serially concatenated convolutional codes,SCCC)[5]，另一种是基于欧洲电信标准化协会(European Telecommunication Standards Institute,ETSI)制定的第二代数字视频广播(the second generation digital video broadcast,DVB-S2)标准[6], 其中DVB-S2标准采用BCH(Bose-Chaudhuri-Hochquenghem)为外码，LDPC(low-density parity-check)码为内码的级联编码方式.LDPC码[7]由Gallager于1962年提出，是一种逼近Shannon极限的线性分组码[8]，具有译码复杂度低、误码平层低等优势.文献[9-16]对DVB-S2标准LDPC编码进行了研究，其中文献[11]实现了基于DVB-S2标准的LDPC编码器，设计时将双口RAM配置成先读后写模式，同一时刻完成两个校验比特更新，可使编码速率达到328 Mb/s，但其采用的存储结构最多支持两路并行，不能满足更高传输速率的要求；……