魏苗苗，刘洲峰，王竹刚

（1.中原工学院电子信息学院河南郑州451191；2.中国科学院国家空间科学中心，北京100190）

深空通信[1]由于其遥远的传输距离和特殊的运动情况，对通信接收机系统有着很高的要求。在接收和遥测的过程中，首先要克服深空信道中的各种噪声带来信噪比极低的问题，其次火星EDL（Entry，Descent and Landing）阶段探测器会处于较高的运动状态[2-3]，因此还需解决高动态适应性问题。

针对低信噪比的问题，近年来国内外学者提出了多种利用译码辅助同步算法[4-11]，但是该类算法的同步范围有限；为提高该类算法的动态适用性，文中将改进的频域移位周期图法与译码辅助算法相结合，设计了一种针对深空通信条件下的同步系统并根据算法特点完成参数设计，实现在低信噪比高动态环境下对载波相偏、频偏以及频偏变化率的估计。经仿真，该算法在信噪比1.5 dB、火星EDL动态模型下系统可以实现误码率达到10-3以下。

1 系统模型

系统采用LDPC（Low density Parity Check Code，低密度奇偶校验）编码方式，译码算法使用置信传播（BP）译码方式，调制方式为BPSK，噪声选择高斯白噪声（AWGN）。

当信号的高阶多普勒变化率较小时，可以恒变化率模型来分析接收信号频率，即多普勒变化率为常数，此时的接收信号等价于线性调频信号，可表示为[13]：

采用零中频接收系统，则中频信号可表示为

式中：A为接收信号幅值；θk=[2qk+(1+(-1)M2)/2]π/M，qk∈{ }0,1,...,M-1为MPSK调制相位；fd为多普勒频偏；a为多普勒变化率；n(t)为零均值的高斯白噪声，方差为σ2。

针对残留的频偏和相偏成分，联合算法采用改进的频域移位周期图法进行载波频偏估计，采用译码辅助同步算法实现相偏估计。……