全球首次成功传输下一代纠错码，克服地面与卫星之间光通信中大气波动的影响

国立信息通信技术研究所/V体育

点

〇世界首次演示下一代纠错码传输，克服地面与卫星之间光通信中大气波动的影响
〇成功纠正地面卫星光通信线路中因大气波动造成的错误数据
〇​我们希望提高通信质量，为实际应用的研发做出贡献

摘要

国立信息通信技术研究所 (NICT(NICT)，校长：Hideyuki Tokuda）和V体育（校长：Makoto Obata）正在与日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 合作调查大气波动^*1关于地面卫星光通信^*2
地面卫星光通信线路中由于大气波动造成的衰落^*1，导致错误数据不断生成，但纠错码是克服这种影响的技术之一。这次，我们开发了具有高纠错能力的下一代纠错码（5G NR LDPC）。^*3和 DVB-S2^*4)，我们成功地纠正了地面和卫星之间的光通信线路中出现的错误数据，并确认与以前相比，这有助于提高通信质量。

通过应用这些代码，该结果有望有助于地对卫星光通信线路的实际应用。

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术语表

*1 大气波动、褪色
一种自然现象，其中光的波前由于温度变化、大气折射率波动以及风引起的对流和湍流而扭曲。在地对星光通信中，由于大气波动，信号光的接收光功率发生波动，导致通信质量恶化和信号中断（这种现象称为衰落）。大气波动很难预测，因为大气中的折射率由于风的随机变化而不断变化。

*2纠错码
通信时，由于通信路径或通信设备的影响，通信数据可能会出现错误。这是为了纠正错误数据而与通信数据分开添加的代码数据。在通信领域，通常使用前向纠错，它检测并纠正接收数据中的错误。另外，作为纠错码的条件，存在编码率(*)。在本实验中，我们通过调整编码率来提高纠错能力。
(*)编码率=(通信数据的信息量)/(通信数据和纠错码数据的总信息量)

*3 5G NR LDPC
第五代移动通信系统（5G New Radio：5G NR）采用LDPC（低密度奇偶校验）码作为纠错码，以实现高速、高可靠的通信。 LDPC码的纠错能力接近被称为香农极限的理论能力上限。此外，由于LDPC解码算法适合并行处理，因此满足5G物理层低延迟和高吞吐量的要求。

*4 DVB-S2
DVB-S2（第二代数字视频广播卫星）是为卫星广播开发的第二代数字传输标准，并使用称为级联码的强大纠错方法来提高通信效率和纠错能力。此外，可以根据卫星广播的无线电波传播路径的状态自适应地改变调制方法和码强度。与第一代 DVB-S 相比，频率使用效率提高了约 50%。

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