高速SOQPSK信号解调与同步技术详解

本文主要探讨了在航天技术快速发展的背景下，SOQPSK（整形偏移四相相移键控）调制技术在航天器通信中的重要性，特别是在高数据速率和高动态环境下的应用。SOQPSK因其优良的频谱特性，被广泛用于航天测控系统，对信号的高效解调和同步技术的需求日益突出。 首先，作者深入研究了SOQPSK的调制原理以及基于最大似然检测理论的理想接收机设计。然而，这种理想接收机的复杂度较高，限制了实际应用。因此，文章进一步聚焦于降低解调复杂度的方法，包括脉冲截短技术、Walsh空间分解以及Laurent分解等。通过SOQPSK-MIL和SOQPSK-TG这两个具体实例，作者分析了这些低复杂度解调技术在实际误码性能上的表现。 针对在高动态环境中，如存在±1MHz的频偏时难以直接进行环路跟踪的问题，本文提出了一个创新的同步策略。首先利用希尔伯特变换复矢量FFT算法进行频偏估计，将载频调整到±200Hz的可控范围内，然后才开始实施定时和相位环路跟踪。对于SOQPSK-MIL信号，研究了结合最大似然判决的直接定时相位同步算法；而对于SOQPSK-TG信号，由于其最佳接收机同步模块复杂度高，作者开发了一种基于Laurent分解的定时相位联合估计同步算法，显著降低了接收和同步过程的复杂度。 通过这些研究，论文提出了一种适应高速率和高动态需求的SOQPSK接收解决方案，该方案有效地平衡了性能和复杂度，能够有效应对航天器通信中的各种挑战。仿真结果验证了该方案的有效性和实用性，为SOQPSK在实际航天测控系统中的广泛应用提供了理论支持和实践指导。关键词：整形偏移四相相移键控、低复杂度解调算法、同步算法。