深空通信BER和FEC？

#1 楼

多年来，最先进的技术是使用卷积“内部代码”和块“外部代码”。 “内部”和“外部”术语来自以下框图：

$$ \ boxed {\ scriptstyle \ rm Payload} {\ longrightarrow} \ boxed {\ scriptstyle \ textrm {Outer Encode} } {\ longrightarrow} \ boxed {\ scriptstyle \ textrm {内部编码}} {\ longrightarrow} \ boxed {\ scriptstyle \ rm Channel} {\ longrightarrow} \ boxed {\ scriptstyle \ textrm {Inner Decode}} {\ longrightarrow} \ boxed {\ scriptstyle \ textrm {外部解码}} {\ longrightarrow} \ boxed {\ scriptstyle \ rm有效载荷} $$

卷积代码被用作内部代码，因为它们非常强大并且可以纠正大量的位错误。但是，它们有一个弱点-当有很多错误并在一起时，它们可能会分解并在该位置突然吐出错误。外部代码用于更正那些突发错误。分组码不如卷积码强大（也不使用太多奇偶校验位/符号），但是它们擅长处理突发错误。同样，在内部代码和外部代码之间通常会存在一个解交织器，以将错误突发分散到许多块中，从而使块代码更容易纠正它们。

作为Wikipedia的“深空电信”部分说，早期的内/外码是维特比（卷积）和里德-穆勒码。后来，它们是维特比（Viterbi）和里德-所罗门（Reed-Solomon）码。

在90年代初，Turbo码被发现，并席卷了FEC世界。在2000年代，低密度奇偶校验码日益普及。它们由加拉格尔（Gallagher）于1960年发现，但由于需要计算量，因此直到最近才得以实施。 Turbo和LDPC代码在某种程度上都接近最佳，因为它们非常接近使用FEC可以达到的香农极限。据我所知，目前NASA同时使用Turbo和LDPC代码。

像设计任何可靠的通信系统一样，设计可靠的深空通信不仅需要添加功能强大的FEC，还需要更多。必须考虑信号功率，自由空间路径损耗，接收器噪声等。深空通信实际上具有很多优点和两个巨大的缺点。缺点是距离远，发射机功率有限。优势在于真正的高增益定向天线，地盘进入空旷空间所产生的低噪声，通过用液氮冷却接收器而获得的噪声更低等。它们还可以降低数据速率，同时保持发射功率恒定以给每个比特更多的能量。

#2 楼

交错卷积编码可用于减少ECC开销和浪费/节省用于奇偶校验信息的带宽。


将数据拆分为N个流。假设有8个流，因此一个字节的每个位进入一个单独的流中。
依次传输每个流的卷积位。
因此，如果出现例如5位的突发错误，它将影响每个流的单个位。
可恢复的突发错误的最大长度是流的数量N x每个流的顺序纠正能力。

例如，如果卷积编码能够纠正最多2个结果位错误，然后对于8流交错编码，最多可以纠正16个错误。