第6节 深空通信.ppt

深空通信的编/译码 深空通信中比较成熟的编码方式包括线性分组码、循环码、卷积码和交织编码。 Turbo码和LDPC码可以较大地提高编码增益，是深空通信中常用的编码方式。 此外，还采用级联码以及编码和调制相结合的编码调制方式。 深空通信中可采用以下级联码： RS码（外码）+ 卷积码（内码），译码采用维特比译码； LDPC（外码）＋ Turbo码（内码）。 标准级联码系统原理框图 信道编码 深空任务 时间 未编码 “探险者”号，“水手”号 1958－现在 （25，12）卷积码 “先驱者”号，“金星”号 1968－1978 （32，6）Reed-Muller码 “水手”号，“海盗”号 1969－1975 Golay码 “旅行者”号 1977－现在 RS（255，223）+（7，1/2） “旅行者”号，“伽利略”号 1977－现在 RS（255，223）+（7，1/3） “旅行者”号 1977－现在 RS（255，var）+（14，1/4） “伽利略”号 1989－2003 RS＋（15，1/6） “卡西尼”号，“火星探路者”号 1996－现在 Turbo “信使”号，“日地关系观测卫星”号，“火星侦察轨道器”号 2004－现在 LDPC “星群”号，“火星科学实验室”号 近期 NASA深空任务采用的信道编码 未来空间任务对信道编码的要求 深空信道编码的应用场合 深空遥测（不包含火星任务） 火星探测（信息从探测器发送到近火星表面或者是地球地面站之间的遥测链路） 火星和月球探测任务（链路设在从探测器发送到近火星表面和建在月球上的基础通信设施） 火星表面的应用（链路设在登陆者、漫游者和接近火星表面工作的机器人之间） 新型信道编码的要求 具有大的编码增益 具有高的频谱利用效率 具有较低的编码和译码复杂度 六、深空通信关键技术的发展趋势 工作频段提高到Ka 深空通信协议 现有CCSDS空间/地面协议栈 延迟容忍网络协议栈 深空光通信技术 天线组阵技术 行星际Internet技术 深空探测无线电测量新技术 甚长基线干涉测量技术 差分甚长基线干涉测量技术 连接元干涉技术 同波束干涉技术 七、对月及对太空的探测技术 在深空探测与通信中，美、俄等国首先对月球进行了探测 欧空局、日本和印度也有探月计划 我国也将探月作为深空探测的重要一步，计划采取“绕”、“落”、“回”三个步骤，达到探月研究目标 美国等还对火星进行了探测 NASA、ESA和意大利宇航局合作，于2004年将“卡西尼”号送达土星，用于对土星的科学研究 第6章 深空通信 参考文献 朱立东，吴廷勇，卓永宁。卫星通信导论（第3版），北京：电子工业出版社，2009年11月 周贤伟等，深空通信，北京：国防工业出版社，2009年5月 David H. Rogstad Alexander Mileant Timothy T. Pham著，李海涛译。深空网的天线组阵技术，北京：清华大学出版社，2005年5月 Marvin K. Simon著，夏云，孙威译。高带宽效率数字调制及其在深空通信中的应用，北京：清华大学出版社，2006年8月 William A. Imbriale著，李海涛译。深空网大天线技术，北京：清华大学出版社，2006年9月 目录 一、深空通信概述 二、深空通信的频段 三、深空通信系统的组成及工作原理 四、深空通信的跟踪、测量、控制技术 五、深空通信的调制解调/编译码技术 六、对月及对太空探测技术 一、深空通信概述 空间通信 近空通信与深空通信 深空通信的特点 深空通信的任务 深空探测对通信和测控的要求 深空通信存在的问题 空间通信 空间通信：以地球大气层之外的航天器为对象的无线电通信，称为空间无线电通信，简称空间通信，或宇宙通信。 空间通信的三种形式 地球站与航天器之间的通信 航天器之间的通信 通过航天器的转发或发射来进行的地球站相互间的通信 空间通信分为近空通信和深空通信 近空通信：地球上的实体与地球卫星轨道上的航天器之间的通信，通信距离为数百至数万公里。 深空通信：地球上的实体与离开地球卫星轨道进入太阳系的航天器之间的通信，通信距离达几十万公里至几亿、几十亿公里，包括各行星表面的区域通信以及地球与太阳系以外星球间的通信。 1988年世界无线电管理大会将距离地球2×106 km作为新的近空和深空分界线标准，即深空是指与地球的距离大于或等于2×106 km的空间。 我国航天界将深空定义为月球和月球以远的外层空间，将地球上的实体与处于月球及月球以远的宇宙空间中的航天器之间的通信称为深空通信 近空通信与深空通信 深空通信的特点 通信距离极其遥远，链路损耗大 信号传输时延很长，例如地球与火星之间的信息传输往返时间约为10～40 min 工作频率高，可用频带宽 非对称的信道带宽。上行链路的带