检索结果-南通市图书馆

空间图像ccsds压缩算法研究与FPGA实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

空间图像CCSDS压缩算法研究与FPGA实现

作者：雷震霖大连理工大学

学位级别：硕士

随着空间技术的发展，遥感图像获得了日益广泛的应用，随之带来的遥感数据海量增长，给存储和传输都带来极大的困难，因而进行有效的数据压缩就显得特别迫切和重要。图像压缩编码技术能降低图像冗余度，从而减小图像的存储容量和传输带... 详细信息

随着空间技术的发展，遥感图像获得了日益广泛的应用，随之带来的遥感数据海量增长，给存储和传输都带来极大的困难，因而进行有效的数据压缩就显得特别迫切和重要。图像压缩编码技术能降低图像冗余度，从而减小图像的存储容量和传输带宽，它的研究对于遥感图像的应用具有重要的现实意义。ccsds图像压缩算法是空间数据系统咨询委员会(ccsds)提出的图像数据压缩算法。该算法复杂度较低，并行性好，适合于硬件实现，能实现对空间数据的实时处理，从而广泛应用于深空探测和近地观测。本文针对ccsds压缩算法进行了研究，本文主要工作如下：(1)对ccsds编码系统的基本理论进行了深入研究，并对其编码性能进行了系统分析。总结了各种常用压缩技术的特点和算法，然后以此为参照，对ccsds在遥感图像压缩中的优势进行了讨论。此外，从应用出发，多角度比较、分析了其编码的有效性。这部分的研究为实际应用奠定了必要的理论基础。(2)介绍了Xilinx公司Vertex-Ⅱ架构的FPGA硬件平台，以及所应用的Verilog HDL开发语言。描述了FPGA开发的流程，并结合流程介绍了集成开发环境ISE和仿真软件ModelSim。(3)在给出总体发计方案后，按算法的功能模块给出了ccsds编码器的FPGA实现方法和实现性能，详细介绍了位平面编码的实现和优化重点。(4)将源代码下载到硬件上并用不同图像测试，在不同压缩等级设置下均通过测试。测试的验证结果表明：基于FPGA的ccsds图像压缩算法占用资源较少，并在较高的频率下运行，设计方案在速度和资源利用率方面达到了较好的平衡，达到了预期的设计目的。

关键词： ccsds 图像压缩算法位平面编码 FPGA设计

低存储量ccsds-Turbo码译码器的设计与FPGA实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

低存储量CCSDS-Turbo码译码器的设计与FPGA实现

作者：赵海北京邮电大学

学位级别：硕士

Turbo码自1993年由法国学者***等人提出之后,以其接近香农极限的优异性能,引起业界的极大关注,成为备受欢迎的信道编码方案。Turbo码所具有的强大的低信噪比下的性能表现,超强的抗衰落,抗干扰能力使其成为众多通信标准的编码方案。Turb... 详细信息

Turbo码自1993年由法国学者***等人提出之后,以其接近香农极限的优异性能,引起业界的极大关注,成为备受欢迎的信道编码方案。Turbo码所具有的强大的低信噪比下的性能表现,超强的抗衰落,抗干扰能力使其成为众多通信标准的编码方案。Turbo码在3G和4G通信技术中的使用就证明了它具有的无可替代的价值。对于深空通信来说,信道编码还需要克服传输距离远,传输环境严苛等困难。ccsds(Consultative Committee for Space Data System)最终也选择了Turbo码作为卫星通信和深空通信的信道编码标准。Turbo码译码结构复杂,FPGA实现时不仅需要大量的处理单元,还需要大量的存储单元来保存中间数据。对于通信系统接收机来说,存储资源是极其宝贵的,大量的处理模块需要存储缓冲信息和中间数据,这对于FPGA本身存储资源来说往往是难以承受的。本文通过调整译码器译码流程,减少中间数据缓存,整合数据存储格式实现一套基于FPGA的低存储量的Turbo码译码器。本文首先介绍了 ccsds标准的Turbo码编码器结构,接着推导了 BCJR译码算法,分析和仿真不同译码方式对译码性能的影响,最后介绍了本文采用的译码器算法和译码流程设计及实现。本文针对译码算法进行分析和比较,选择了基于scale的maxogap译码算法。在算法实现上采用了基于模算法的归一化方案。针对低存储量的设计原则,设计了加窗的并行译码架构,提出了新的译码流程和交织方案。根据译码算法的特点,设计了改进的外信息存储格式。最后,介绍了译码器的FPGA实现,结合算法设计介绍了不同译码模块的实现架构和实现细节。本文实现的基于ccsds-Turbo码译码器在存储量上比传统译码器总体至少节省250%以上,在某些应用上甚至达到50%以上,明显降低了存储量。另外在实现复杂度上和传统译码器相当。本文实现的译码器已经经过室内和野外环境的充分测试,测试结果表明译码器性能没有受到影响,性能指标达到了设计要求。

关键词：低存储量 ccsds Turbo 译码器 FPGA

基于ccsds的可配置高速数据分接技术研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CCSDS的可配置高速数据分接技术研究

作者：罗学平中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心）

学位级别：硕士

随着空间科学的不断发展,空间数据传输系统中音、视频数据以及大量科学实验数据的传输变得越来越重要。在空间飞行器采用ccsds AOS标准对多路语音、图像、实验数据进行信道复用传输的情况下,本课题中开展了对高速CADU复帧数据进行处理... 详细信息

随着空间科学的不断发展,空间数据传输系统中音、视频数据以及大量科学实验数据的传输变得越来越重要。在空间飞行器采用ccsds AOS标准对多路语音、图像、实验数据进行信道复用传输的情况下,本课题中开展了对高速CADU复帧数据进行处理以达到按照所属信道分路输出的工作,解决了在不同业务级别数据的信道复用传输中,接收端可以对CADU复帧进行分接输出的问题。本文根据飞行器高速通信处理器地面检测仪下行检测设备的设计任务要求,开展了对帧同步、解扰、数据分路等技术的研究,设计了可配置高速数据分接器,将高速通信处理器下行输出的CADU复帧数据进行分接输出,进而通过将各路输出数据与高速通信处理器所复接的源数据进行比较以达到对高速通信处理器下行复接功能进行验证的目的。分接器达到了对144Mbps速率的CADU格式的复帧数据进行分接输出的性能指标,满足了飞行器高速通信处理器地面检测仪下行检测设备的设计要求。通过论文的研究,提出并实现了面对不同级别业务的可配置分接器的设计方法,可以通过外部输入的指令灵活配置分接器中的帧同步、解扰、输出信道、输出时钟等信息。本课题工作是面向地面检测设备开展的,但经过分析可知课题中设计的可配置高速分接器完全可以应用于空-地数据传输中接收端的实时数据分接工作,对今后实际应用中实现面向多级别业务的通用帧数据分接器的设计具有重要的参考和借鉴意义。

关键词： ccsds 高速可配置分接

面向ccsds标准的（8176，7154）LDPC码编译码器设计与FPGA实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

面向CCSDS标准的（8176，7154）LDPC码编译码器设计与FPGA实现

作者：李阳羿西安电子科技大学

学位级别：硕士

卫星通信的发展降低了人们日常通信的成本,随着对吞吐量和编码增益的需求逐步提高,LDPC码凭借其低误码平层、高编码增益以及逼近香农限的理论性能等优势受到了广泛关注。在2007年,国际空间数据系统咨询委员会(ccsds)将两类LDPC码写入编... 详细信息

卫星通信的发展降低了人们日常通信的成本,随着对吞吐量和编码增益的需求逐步提高,LDPC码凭借其低误码平层、高编码增益以及逼近香农限的理论性能等优势受到了广泛关注。在2007年,国际空间数据系统咨询委员会(ccsds)将两类LDPC码写入编码方案中。基于上述背景,本文将ccsds标准的LDPC码编译码器设计与硬件实现作为研究内容具有重要的实际意义。首先,本文对ccsds标准中(8176,7154)LDPC码,利用其生成矩阵中子矩阵的循环特性设计编码器。采用循环移位寄存器进行编码,所设计的编码器在Xilinx的FPGA开发平台VCU118开发板(xcvu9p芯片)上能够实现400MHz的时钟频率,单比特传输下信息吞吐率最高可达400Mbps,并且编码器消耗的硬件资源很少,其中LUT和FF仅占片上可用资源的0.39%和0.05%。其次,本文对ccsds标准中(8176,7154)LDPC码采用不同译码参数和调度方式进行性能仿真,从易于硬件实现的角度出发确定了译码器采用分层偏移最小和译码算法以及硬件代码所需的量化位宽,并且在译码器内部采用块并行的方式进行译码,在硬件资源消耗和吞吐率之间进行了平衡。此外为了提高吞吐量,根据校验矩阵中子矩阵是行重为2的循环矩阵的特点,提出了一种并行处理子矩阵的优化架构,通过对每个子矩阵中变量节点对应的两个校验节点分开并行处理,之后将结果累加的方式,能够以不到一倍的资源消耗提升一倍的译码速率。在此基础上,本文通过优化译码器空闲时间,增加译码器中存储资源使用,实现一帧译码时间内完成两帧数据译码。所设计的译码器在Xilinx的FPGA开发平台VCU118开发板(xcvu9p芯片)上能够实现250MHz的时钟频率,在25次迭代下信息吞吐率最高可达2.16Gbps,其中译码器主要消耗的LUT、BRAM、FF硬件资源分别占片上可用资源的17.34%、21.16%、7.06%。最后为了验证编译码器的实际性能,在搭建的FPGA仿真验证平台上对LDPC码编译码器的功能进行测试、仿真、验证。结果显示,误码性能同浮点SPA性能相差在0.5d B以内,具有较好的译码性能。

关键词：卫星通信 LDPC码 ccsds 编译码器 FPGA实现

基于ccsds的深空测控伪码同步技术研究与硬件实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CCSDS的深空测控伪码同步技术研究与硬件实现

作者：柏翰南京理工大学

学位级别：硕士

随着深空探测的不断发展,人类探究的距离更远,也给航天技术提出了更高的要求。再生伪码测距能够消除前向测距信号信道噪声,提高反向测距信号质量,改善测距精度,缩短测距捕获时间,非常适合于深空任务。ccsds建议书中明确了再生伪码测距... 详细信息

随着深空探测的不断发展,人类探究的距离更远,也给航天技术提出了更高的要求。再生伪码测距能够消除前向测距信号信道噪声,提高反向测距信号质量,改善测距精度,缩短测距捕获时间,非常适合于深空任务。ccsds建议书中明确了再生伪码测距法方法的应用,世界各国也在按照这个标准进行研究和试验,再生伪码测距逐渐被用于新的深空任务中,是深空技术发展的重要趋势。本论文研究了基于ccsds深空测控体制的再生伪码系统及其硬件实现,仿真分析了T2B、T4B的组合原理和特点,介绍了再生伪码测距过程,给出了再生伪码同步的方案,对测距码跟踪捕获和转发模块做了功能仿真,搭建了FPGA数字信号处理平台,完成了再生伪码测距跟踪系统的硬件电路设计与调试,成功研制出深空应答机,并从透明转发与再生转发的比较、捕获时间和测距抖动等三个方面对再生伪码测距跟踪系统进行了测试。测试结果表明：深空应答机具备透明转发和再生转发两种伪码测距模式,捕获时间与同步精度满足指标要求。

关键词：深空再生伪码测距 ccsds T2B/T4B 测距码同步

未来空间飞行器测控与通信系统的ccsds高级在轨系统研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

载人航天 2006年第3期 36-39页

作者：丁兵中国空间技术研究院总体设计部

提出了我国未来空间飞行器测控与通信系统的ccsds高级在轨系统设计方案,同时将测控和数传的数据格式进行了统一。为实现与国际接轨、一站多能、测控信道的标准化,提出了有益的建议。

关键词： ccsds AOS 测控通信设计

基于ccsds的空间数据链路协议研究与仿真

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CCSDS的空间数据链路协议研究与仿真

作者：周君国防科学技术大学

学位级别：硕士

为满足未来我国空间探测的发展需要,本课题对空间数据系统咨询委员会ccsds建议的几个空间数据链路协议进行了分析和研究。论文首先介绍了ccsds空间数据链路协议的发展历史,说明我国开展对其研究和最终采用ccsds建议的必要性。参照CCSD... 详细信息

为满足未来我国空间探测的发展需要,本课题对空间数据系统咨询委员会ccsds建议的几个空间数据链路协议进行了分析和研究。论文首先介绍了ccsds空间数据链路协议的发展历史,说明我国开展对其研究和最终采用ccsds建议的必要性。参照ccsds空间数据链路协议的建议并结合本课题实际需要,在总结出了一种有效的传送帧产生算法和确定相关参数后,采用OPNET仿真工具对遥测TM和遥控TC协议进行建模。并利用此模型,对多业务类型数据源包分发和COP-1闭环控制机制进行了仿真。参考通用协议性能分析方法,对已经建立的TM和TC协议模型进行了性能仿真。首先利用TM模型,分别从源包和帧数据域长度变化角度出发,仿真了它们对协议通信链路吞吐量的影响。然后引入有效吞吐量的概念,从理论仿真角度分别得出了遥控包、段数据域和帧数据域长度对有效吞吐量的影响。最后针对TC协议实际应用例子,分析了加入身份认证机制可能对协议产生的影响。课题建模和仿真的目的是找寻对协议干扰的方法,同时作为重要的创新点,论文在最后提出了基于有效吞吐量性能和身份认证机制的两种干扰方法。

关键词： ccsds OPNET仿真 COP-1 FOP-1 干扰

基于ccsds标准的帧同步算法研究及其FPGA实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CCSDS标准的帧同步算法研究及其FPGA实现

作者：李玮西南交通大学

学位级别：硕士

随着航天技术的发展,载人飞船、空间站等复杂航天器对空-地或空-空之间数据传输速率的要求越来越高。在此情况下,为了提高空间通信中数据传输的可靠性,保证接收端分路系统能和发送端一致,必须要经过帧同步。对卫星基带信号处理来说,帧... 详细信息

随着航天技术的发展,载人飞船、空间站等复杂航天器对空-地或空-空之间数据传输速率的要求越来越高。在此情况下,为了提高空间通信中数据传输的可靠性,保证接收端分路系统能和发送端一致,必须要经过帧同步。对卫星基带信号处理来说,帧同步是处理的第一步也是关键的一步。只有正确帧同步才能获取正确的帧数据进行数据处理。因此,帧同步的效率,将直接影响到整个卫星基带信号处理的结果。本设计在研究ccsds标准及帧同步算法的基础上,利用硬件描述语言及ISE9.2i开发平台在基于FPGA的硬件平台上设计并实现了单路数据输入及两路合路数据输入的帧同步算法,并解决了其中可能存在的帧滑动及模糊度问题。在此基础之上,针对两路合路输入时可能存在的两路输入不同步或帧滑动在两路中分布不均匀问题,设计实现了两路并行帧同步算法,并利用ModelSim SE 6.1f工具对上述算法进行了前仿真和后仿真,仿真结果表明上述算法符合设计要求。本论文首先介绍了课题研究的背景及国内外研究现状,其次介绍了与本课题相关的基础理论及系统的软硬件结构。然后对单路数据输入帧同步、两路数据合路输入帧同步和两路并行帧同步算法的具体设计及实现过程进行了详细说明,并给出了后仿真结果及结果分析。最后,对论文工作进行了总结和展望,分析了其中存在的问题及需要改进的地方。

关键词： FPGA ccsds 帧同步模糊度帧滑动

面向ccsds标准的深空通信信道编译码算法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

面向CCSDS标准的深空通信信道编译码算法研究

作者：韩超哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在深空通信中，由于极低的信噪比环境，保证通信的可靠性成为其一大重点和难点。解决这一问题的有效手段是采用信道编译码技术。Turbo码和LDPC码是两种性能优异的信道编码方式，被ccsds作为深空通信应用的标准。本文在对这两种编码方式... 详细信息

在深空通信中，由于极低的信噪比环境，保证通信的可靠性成为其一大重点和难点。解决这一问题的有效手段是采用信道编译码技术。Turbo码和LDPC码是两种性能优异的信道编码方式，被ccsds作为深空通信应用的标准。本文在对这两种编码方式国内外研究现状调研的基础上，对它们的编译码算法分别进行了分析，重点研究了它们在深空通信中的应用，并通过仿真比较了它们各方面的性能。首先，对LDPC码的编译码算法进行了研究。分析了几种常用的LDPC编译码方式，重点是QC-LDPC编码算法和最小和译码算法及其改进算法，并探讨了深空通信中LDPC码的应用。然后，对Turbo码的译码算法进行了研究。这一部分主要分析研究了MAP算法、Log-MAP算法及其改进算法，并对深空通信中使用的Turbo码编码器和译码器进行了分析。最后，使用MATLAB分别对ccsds标准中推荐的LDPC码和Turbo码进行了仿真，比较了不同译码方式、不同迭代次数以及不同码长、码率等条件下的译码性能，并对这两种编码方式的编码效率、编译码复杂度及数据传输速率等性能进行了比较分析。总体来说，本文在学习和理解现有编译码理论的基础上，对LDPC码和Turbo码的编译码算法进行了推导，特别是对ccsds标准中的这两种码进行了详尽的仿真，这一工作对工程应用具有很强的指导意义。

关键词： ccsds 深空通信 LDPC码 Turbo码