3.5.2 编译码码长和码率的选取

信道编译码能够保证数据在卫星信道中的可靠传输,在传递的信息中增加一定冗余,使其具有一定的纠错和检查功能,通过一定译码规则使得译码后的信道平均错误概率最小,并且信息传输速率无限接近信道容量,从而接近香农限。

不同的编译码带来的编译码增益不同,例如 MF-TDMA 系统中常用的Turbo 码、LDPC 码性能优于卷积码。另外,分组码如 LDPC 码等编码性能与码长、码率都有关系,码长越长,码率越小,编码增益越高。

更高的编译码增益不仅可以使解调器能够在更低的门限信噪比下工作,在恶劣的信道下如雨衰较大情况下,可用信道余量较大,保证正常通信。同时更高的编译码增益,更低的门限信噪比能够降低功放发送功率,有助于降低站型成本及功耗。

MF-TDMA系统选取编译码码长和码率的原则主要考虑:依据系统的解调门限要求,分解得到编译码增益,根据编码增益选择适合的编译码码长和码率;兼顾 TDMA 帧结构设计、帧效率及突发数据量大小等因素,选择适合的码长和码率。

目前,MF-TDMA 系统的编译码多为分组码,主要原因是现有的MF-TDMA系统大多支持自适应编码调制(ACM)功能,可以根据系统的前返向传输链路质量自适应调整编译码码长及码率,最大程度提高信道利用效率及可靠性。ACM 要求编译码支持码长及码率可变,以适应不同的解调门限,现有的分组码如LDPC码、TPC码等纠错性能好、易实现,且码长及码率设计灵活,可良好支持MF-TDMA系统的ACM功能实现。

根据信道编码理论,采用较长的编码,可以降低系统的解调门限,提高系统的通信容量。但在MF-TDMA系统里,较长的编码势必会导致突发信号的持续时间变长,当传输信号的符号速率较高时,长编码突发信号整体的持续时间也很短,信道衰落变化对突发信号的影响较小,可忽略信道变化的影响。而当传输信号的符号速率较低时,长编码突发信号整体持续时间会变长,信道衰落变化对突发信号不同的时间段会有不同的影响,此时对于低速突发信号的处理就需要考虑信道衰落的变化,导致接收处理复杂度增加。因此,通常在MF-TDMA系统中,低速突发信号采用较短码长,高速信号采用较长码长。此外,TDMA控制业务如测距、申请等,数据量较小时可以采用短编码,业务数据量较大时可以考虑较长的编码。

MF-TDMA系统的突发在划分的时隙内发送,相邻突发之间有保护间隔,不同调制方式、码率、码长等因素都会影响帧效率,为得到较高的帧效率,在时隙内应尽可能多地放置完整的编码块数,因此编码长度应尽可能地适配突发时隙的长度,在满足保护时间间隔的要求下,冗余时间应尽量短,以提高突发的帧效率。因此,码长的选择与帧结构的设计应相互兼顾。