低信噪比下基于LDPC码协助的载波同步算法研究

LDPC码是目前性能最接近香农(Shannon)限的信道编码方式，优异的性能使得其在可靠信息传输中有着良好的应用前景，目前在很多场合都有应用。LDPC码在低的信噪比条件下具有优异性能的前提，是前端的相干解调器能够工作，但此时解调器的载波同步成为了一个非常困难的问题，这使得长码长、低码率、高编码有效率的LDPC编码系统的应用受到了限制。本项目研究在极低信噪比下基于LDPC码协助的载波同步算法，内容包括低信噪条件下频偏和相偏对各种LDPC码译码时的收敛特性和伴随式等的影响；利用LDPC译码器提供的信息，在低信噪比下对频偏和相偏估计的快速最大似然算法，及利用估计出来的偏移量进行初始载波同步的算法；利用LDPC码提供的信息，判定载波同步跟踪是否失锁及重新入锁的算法等。通过研究，探索出在低信噪比条件下LDPC编码调制系统可靠载波同步的通用的、低复杂度的新理论。

本项目研究了在极低信噪比下基于LDPC码协助的载波同步算法，该算法运算量小且实现复杂度低，内容包括低信噪条件下频偏和相偏对各种LDPC码译码时的收敛特性和伴随式等的影响；利用LDPC译码器提供的信息，在低信噪比下对频偏和相偏估计的快速最大似然算法，及利用估计出来的偏移量进行初始载波同步的算法；利用LDPC码提供的信息，判定载波同步跟踪是否失锁及重新入锁的算法等。经过研究，得到一整套利用LDPC码的信息实现初始载波同步、LDPC译码及在解调过程中对载波同步进行跟踪的算法和流程，并进行了仿真分析及基于FPGA的硬件研制与调试工作。发表主要研究论文19篇；申请发明专利4项，其中获专利授权2项；期间荣获国防科学技术进步二等奖。