基于編碼輔助的深空通信載波同步技術(shù)研究.pdf

1、深空通信是指地面站與離開地球軌道的深空探測器之間的通信，是深空探測任務(wù)的重要保障。由于通信距離遠，信號衰減嚴重，接收信號的信噪比很低，為了保證通信的可靠性，Turbo碼、LDPC碼等高性能的糾錯編碼在深空通信任務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。但是這類信道編碼對載波同步誤差十分敏感，只有在精確同步的條件下才能發(fā)揮出高編碼增益的特性。而在低信噪比條件下，傳統(tǒng)的同步方法同步性能較差。編碼輔助的載波同步算法利用譯碼輸出的軟信息，將迭代譯碼和載波同步相結(jié)合，可

2、以提高載波同步參數(shù)的估計性能。本文對深空通信中低信噪比下編碼輔助的載波同步算法進行了研究，主要包括Turbo碼的編譯碼，編碼輔助的載波同步算法，以及擴大同步范圍的編碼輔助載波同步算法：
　?、傺芯苛瞬⑿屑壜?lián)卷積結(jié)構(gòu)Turbo碼的編碼原理和最大后驗概率譯碼算法。從編碼速率、碼長、迭代次數(shù)等方面仿真分析了空間數(shù)據(jù)咨詢委員會（CCSDS）推薦的Turbo碼性能，同時仿真分析了Turbo碼對載波同步誤差的敏感性。
　　②研究了編碼輔

3、助的載波同步算法。分析了基于最大似然準則的載波同步算法，重點研究了通過迭代和搜索求解最大似然估計的期望最大化（EM）算法，并將其應(yīng)用到編碼輔助的載波同步中。本文簡化了基于EM算法的同步參數(shù)估計結(jié)果，優(yōu)化了同步參數(shù)的搜索范圍，從而降低了其復(fù)雜度。
　?、垩芯苛藘煞N具有較大同步范圍的編碼輔助載波同步算法。一種是聯(lián)合導(dǎo)頻和編碼輔助的載波同步算法，該算法使用導(dǎo)頻進行載波粗同步，EM算法進行精同步，在保證估計精度的同時增加了同步范圍。另一種