基于無速率碼的遙感數據自適應傳輸技術

宋 鑫，廖育榮b，丁 丹b，楊新巖，曾江輝

(航天工程大學 a.研究生院；b.電子與光學工程系，北京 101416)

1 引 言

隨著有效載荷技術的發展，遙感衛星所獲取的數據量急劇增加。地面對衛星的可視時間十分有限，而固定編碼調制方式的傳輸速率恒定，有限時間內的傳輸數據量難以滿足地面系統要求。為了及時有效地將衛星采集到的海量遙感數據傳輸至地面站，文獻[1-2]采用了第二代數字衛星電視廣播標準(DVB-S2)中的自適應編碼調制(Adaptive Coding and Modulation,ACM)[3]方案，根據信道狀態的變化情況自適應地切換編碼調制方案，實現了傳輸數據量的提升。該ACM方案采用BCH碼和LDPC碼級聯的編碼方案，可選碼率有1/4、1/3、2/5等，可選調制方式有QPSK、8PSK、16APSK等。但是ACM方案也存在固有的問題：一是接收端需要計算信道狀態信息并反饋給衛星，信道狀態計算誤差以及反饋時延會造成星上切換的編碼調制方案與地面終端不匹配；二是在信道狀態變化較快時，地面終端需要上傳大量的反饋信息，這會造成鏈路資源浪費并且使得星上過于頻繁地切換編碼調制方案；三是在“階梯式”的切換方案下，鏈路余量仍未得到充分利用。

針對上述問題，本文利用ACM方案中碼率可變的思想，結合無速率碼[4]固有的隨機性和信道自適應特性，采用了基于無速率碼的遙感數據傳輸技術。無速率碼作為一種特殊的信道編碼，最初作為糾刪編碼使用，但文獻[5-6]證明，無速率碼作為糾錯編碼使用時也具有良好的性能。無速率碼的自適應特性主要體現在碼率隨信道狀態的變化自適應地進行無縫調整，非常適合應用于時變的無線信道中實現高效、可靠的數據傳輸。……