高速航天下SOQPSK信号的低复杂度解调与同步策略

本文主要研究内容围绕矩阵论千题习题详解中的“主要研究内容及章节安排”，聚焦于在航天测控通信领域高速发展的背景下，SOQPSK调制体制的应用和优化。SOQPSK因其良好的频谱特性，特别是在高速率和高动态环境下的通信需求中，成为了关注焦点。本文的核心研究目标是降低SOQPSK调制解调的复杂度，并针对高动态环境下的信号同步问题提出有效解决方案。 首先，论文从基础理论出发，详细探讨了SOQPSK体制的调制信号模型和最大似然检测接收理论，这是理解SOQPSK系统的关键。作者针对SOQPSK的最大似然检测接收机（SOQPSK-MIL）进行了深入研究，分析了其频谱性能和误码性能，这有助于评估系统的有效性。 面对SOQPSK接收机的复杂性问题，论文着重介绍了三种低复杂度解调技术：脉冲截短、Walsh空间分解和Laurent分解。通过实例，如SOQPSK-MIL和SOQPSK-TG，对比分析了这些技术在实际应用中的误码性能，证明了它们在减少解调算法复杂度的同时，对信号质量的影响。 对于高动态环境下的SOQPSK信号同步难题，特别是当存在±1MHz大频偏时的同步挑战，作者提出了一种创新策略。首先，利用希尔伯特变换复矢量FFT算法进行载频捕获，将频偏控制在±200Hz范围内，然后采用直接判决联合定时相位算法（如SOQPSK-MIL信号中的ML方法）进行进一步同步。对于像SOQPSK-TG这样的系统，其同步模块复杂度较高，论文则引入了基于Laurent分解的定时相位联合估计同步算法，显著降低了整体系统的复杂度。 本文在深入研究SOQPSK调制、解调技术和同步算法的基础上，提出了一个适用于高动态和高速率要求的SOQPSK接收解决方案。通过仿真结果验证，该方案有效地降低了系统的复杂度，提高了在实际航天测控通信中的性能，为SOQPSK在复杂通信环境中广泛应用提供了理论支持和实用策略。关键词包括整形偏移四相相移键控（SOQPSK）、低复杂度解调算法和同步算法，这些都是本研究的核心知识点。