题目：航天测控通信中信道编码方法和应用研究

航天测控是一个广泛的概念，可以分为深空测控、轨道航天器测控和航天运载器测控，三类测控有着不同的特点，在信道编码方法和应用上也有着明显的不同。深空探测其信道十分接近理想的AWGN模型，频带资源十分丰富，是典型的功率受限的情况，信道编码应用可采用较低的编码效率换取较高的编码增益。地球轨道航天器的测控通信的特点是功率、带宽同时受限，在选择调制体制和信道编码技术时需要兼顾编码效率和编码增益。航天运载器的特点是飞行状态变化节奏紧凑，信道干扰因素较多，对测控的实时性和抗干扰性有较高的要求。本论文以航天测控为应用背景，从以下几个方面开展了信道编码方法和应用的研究。（1）对航天测控进行了分类研究，分析了深空测控、轨道航天器测控和航天运载器测控的不同特点。分析了深空测控、轨道航天器测控和航天运载器的工作特点及其对测控的特殊要求。（2）对连续相位调制（CPM）基本理论开展了研究。分析了CPM基带成形脉冲、相位路径状态以及信号的功率谱等特性；给出了一般的解调和调制方法；探讨了调制指数、脉冲成形函数、调制进制数等对解调性能的影响。（3）航天运载器遥测最常用的PCM/FM体制用传统的鉴频方法进行解调时存在门限效应，限制了信道编码技术的应用。在前两项研究的基础上，提出了基于CPM理论的PCM/FM解调方法，推导了MSD的最大似然算法，仿真结果表明，该方法成功地解决了传统解调方法存在门限效应的问题，不仅直接改善了解调性能，还为信道编码技术的进一步应用开辟了空间。此项成果对航天运载器测控中应用信道编码技术具有重要的意义。（4）根据工程实际的需要，对MSD的最大似然算法在FPGA中的算法实现进行了系统的优化，优化前的算法需要占用大量FPGA资源，以至于在工程上是不可实现的，而优化后的算法完全适应工程实际需求。应用优化后的算法，实现了满足工程要求的接收解调电路设计。（5）对Turbo乘积码（TPC）进行了研究。描述了TPC码的编码方法、硬判决算法、Chase译码算法。在此基础上给出了TPC的软输入软输出（SISO）迭代译码算法，大大降低了译码复杂度，有利于实际工程应用，而其性能十分接近最大似然译码。仿真和实验结果表明，TPC在编码效率较高（0.79）的情况下，在BEP=10-6处获得了6.6dB的编码增益，且在低误码区没有“误码平底”现象。如果综合使用MSD和TPC，在BEP=10-5处即可获得7dB的编码增益。