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清華LDPC技術(shù)在嫦娥二號任務(wù)中試驗(yàn)成功


  本報(bào)訊(記者 胡齊明 通訊員 孫滌清 張莞昀)10月 1日 18時 59分57秒,長征三號丙火箭在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空,嫦娥二號衛(wèi)星———探月二期工程的先導(dǎo)星,踏上了遙遠(yuǎn)的奔月之旅。
  10月10日,作為嫦娥二號任務(wù)的六大工程目標(biāo)之一,我校研制的星載低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)編碼器和地面站譯碼遙測終端,按照嫦娥二號任務(wù)的預(yù)定計(jì)劃進(jìn)行了技術(shù)試驗(yàn)。試驗(yàn)從12時46分51秒開始,于13時42分15秒結(jié)束,經(jīng)過總體單位確認(rèn),LDPC編譯碼器工作正常,試驗(yàn)成功。
  據(jù)探月工程中心介紹,本次試驗(yàn)的目的在于試驗(yàn)強(qiáng)糾錯能力的LDPC信道編譯碼技術(shù),提高衛(wèi)星遙測鏈路的可靠性,為探月工程和其它深空探測項(xiàng)目提供技術(shù)儲備。
  我校該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陸建華教授介紹說,當(dāng)衛(wèi)星在太空飛行時,通過無線電信號與地面控制中心保持聯(lián)系并傳輸數(shù)據(jù),測控鏈路就像是牽著衛(wèi)星的太空風(fēng)箏線,其可靠性至關(guān)重要;衛(wèi)星繞月飛行時,無線電信號的傳輸距離遠(yuǎn)大于地球衛(wèi)星的通信傳輸距離,并且存在許多未知干擾,在衛(wèi)星功率極其受限的條件下,如何保證遙測鏈路的可靠性成為核心瓶頸之一。LDPC編碼技術(shù)是當(dāng)前通信領(lǐng)域國內(nèi)外研究前沿和熱點(diǎn),具有接近理論極限的編碼增益,應(yīng)用于衛(wèi)星遙測鏈路,可以提高鏈路余量,有效保障鏈路的傳輸可靠性。
  早在2000年,在我校電子系吳佑壽院士指導(dǎo)下,結(jié)合國家973課題研究,陸建華課題組開始跟蹤相關(guān)國際編碼前沿技術(shù)研究,并逐步積累了一系列創(chuàng)新編碼理論和技術(shù)。2003年,宇航中心在獲知探月工程相關(guān)技術(shù)需求后,協(xié)同電子系組織力量攻關(guān),在較短時間內(nèi)通過計(jì)算機(jī)仿真和半物理仿真,初步驗(yàn)證了LDPC編碼的有效性和可靠性,得到權(quán)威部門的關(guān)注和認(rèn)可。
  2004年后,項(xiàng)目組先后獲得國家自然科學(xué)基金委深空通信重點(diǎn)項(xiàng)目及國防科工局探月專項(xiàng)課題資助,在LDPC基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用方面開展了更為系統(tǒng)化的研究,實(shí)現(xiàn)了低復(fù)雜度、低功耗LDPC編碼技術(shù)的工程化,并在衛(wèi)星總體單位的支持和指導(dǎo)下,確定了星載LDPC編碼器實(shí)現(xiàn)方案。2007年,按照衛(wèi)星總體單位的要求,完成了星上LDPC編碼器的產(chǎn)品化,并為衛(wèi)星測試研制了配套的地面測試設(shè)備,為嫦娥二號衛(wèi)星測試提供了技術(shù)保障。測試表明,我校研制的探月工程LDPC編碼設(shè)備體積小、重量輕、功耗低,可使衛(wèi)星測控通信的可靠性和傳輸數(shù)據(jù)速率得到較大提升,被確定為嫦娥二號任務(wù)測控通信系統(tǒng)的四大創(chuàng)新技術(shù)之一。
  2008年~2009年,按照地面測控總體單位的要求,完成了深空測控站譯碼遙測終端的研制。2010年,該終端交付給青島、喀什測控站。2010年 10月 10日,項(xiàng)目組按照嫦娥二號任務(wù)既定計(jì)劃,參與了嫦娥二號任務(wù)創(chuàng)新技術(shù)試驗(yàn),并在北京航天飛行控制中心、青島、喀什測控站全程提供技術(shù)保障,試驗(yàn)獲得成功。該試驗(yàn)的成功,對于我國探月工程及未來更遠(yuǎn)的深空探測具有十分重要的意義。
  多年來,在學(xué)校、航院和電子系的支持與幫助下,陸建華教授及其宇航中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)克服困難,努力攻關(guān),在深空通信編碼調(diào)制技術(shù)方面取得了一系列研究成果。通過項(xiàng)目研究,涌現(xiàn)出殷柳國、詹亞鋒等多名優(yōu)秀青年研究人員,同時鍛煉培養(yǎng)了項(xiàng)目管理和工程技術(shù)人員,對于我??仗煨畔⒐こ虒W(xué)科的建設(shè)和發(fā)展起到了積極的推動作用。