文/張振權(quán) 徐燕紅

信道編碼的本質(zhì)就是為了匹配不同的傳輸信道，它通過增加冗余來提高抗干擾能力以及糾錯能力，為此付出的代價是必須傳送比該信息所需要的更多的比特。因此人們一直在尋找不同的編碼方式從而滿足對衛(wèi)星信道的要求，卷積碼和Viterbi譯碼的提出使得衛(wèi)星通信數(shù)字化發(fā)展邁入了新的篇章。后來，人們相繼發(fā)現(xiàn)RS碼，級聯(lián)碼，Turbo碼，通過對其的仿真研究都發(fā)現(xiàn)信道編碼能有效接近Shanon公式達到的性能要求，也被廣泛使用在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。本文就結(jié)合美國Comtech公司生產(chǎn)的CDM570L調(diào)制解調(diào)器，通過建立一種視頻傳輸系統(tǒng)分別采用國際標準的的(2,1,6)卷積碼的Viterbi譯碼和Turbo碼兩種典型信道編碼來檢驗其性能，最后通過實際測量值給出了這兩種信道編碼的優(yōu)缺點。

1 CDM570L介紹

美國Comtech公司的生產(chǎn)的CDM570L調(diào)制解調(diào)器是體積小、功能強、接口多，性能穩(wěn)定同時提供的IP模塊功能，滿足衛(wèi)星數(shù)字化及IP技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，因此該調(diào)制解調(diào)器被大量應(yīng)用在衛(wèi)星通信傳輸領(lǐng)域。該設(shè)備的其設(shè)計提供了高靈活性和出色的性能，可以根據(jù)需要為用戶提供不同的編碼方式、調(diào)制方式、速率要求等。最主要的是該設(shè)備為用戶提供的FEC的信道編碼方式有Viterbi、RS和Turbo碼，正因為該設(shè)備提供了TPC技術(shù)的應(yīng)用，用戶可以通過菜單選擇相應(yīng)的TPC編碼方式，提高了編碼增益，降低了編碼延時，并提供了客觀的信道帶寬節(jié)省，因此可以通過該設(shè)備迅速實現(xiàn)對不同編碼的需求。

2 編碼的CDM570L實現(xiàn)和分析

信道編碼的一個重要指標就是編碼增益，我們通過各種軟件仿真可以看出在QPSK方式下，卷積編碼和Viterbi譯碼在誤碼率為1E-9的情況下，其編碼增益要相對于沒有編碼的情況下提高6-7個DB的增益。而使用Turbo編碼的情況下，在相同誤碼率的情況下，比Viterbi 還要提高近3個dB的增益。CDM570L中提供了Viterbi和Turbo兩種編碼方式，通過進入設(shè)備的Cоnfig菜單中找到發(fā)送（TX）和接收（RX）中的FEC菜單選項，就可以任意切換和選擇這兩種編碼方式。我們通過固定站和一車載站設(shè)備通過點對點的方式搭建一種視頻傳輸系統(tǒng)來實際檢驗這兩種信道編碼的性能。通過CDM570L調(diào)制解調(diào)器，在調(diào)制方式為QPSK的條件下，動中通車載發(fā)射一定的信號，我們觀察固定站的CDM570L調(diào)制解調(diào)器中的接收信噪比及其它的誤碼率，同時記錄車載信號的發(fā)射中頻值，完成兩種不同信道編碼，得出表1所示測試表。

通過表1測量結(jié)果，我們可以得出以下結(jié)論：

（1）在相同誤碼率情況下，Turbo碼的編碼方式編碼需要解調(diào)的信噪比都比Viterbi譯碼低3-4個dB，比如在10E-7的情況下，Turbo碼只需要4.6就可以滿足，而Viterbi譯碼則需要7.1個dB的信號值，也就是說Turbo碼的編碼增益高更適合衛(wèi)星信道的傳輸要求。

（2）在相同誤碼率的情況下，采用Turbo碼方式對方的發(fā)射中頻值要比Viterbi譯碼的發(fā)送電平低4-5個dB。比如1E-8的情況下，Turbo碼需要對方調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送電平值為-25，而Viterbi譯碼方式則需要對方調(diào)制解調(diào)器發(fā)送電平為-20。

表1：測試結(jié)果表

3 結(jié)束語

本文通過CDM570L通用衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器內(nèi)部的兩種信道編碼模塊，通過運用實際的視頻傳輸系統(tǒng)檢驗和分析了兩種不同信道編碼的編碼增益和特點，通過實際運用檢驗和證明了Turbo編碼的優(yōu)勢，同時指出了這種編碼方式不但可以提高編碼增益，而且需要對方的發(fā)送功率小，這就使得在在衛(wèi)星EIRP比較弱的邊疆地區(qū)可以通過改變編碼方式來保障和提高衛(wèi)星信號的可靠傳輸。