專利名稱：：聯(lián)合ldpc碼msk迭代解調(diào)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及數(shù)字通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在深空通信中，極低SNR首先使接收機(jī)的解調(diào)面臨嚴(yán)峻的同步問題。在極低SNR下，采用有限長導(dǎo)頻或判決導(dǎo)向的傳統(tǒng)同步都將不能有效工作，而結(jié)合信道碼的迭代同步可有效地解決該問題。聯(lián)合解調(diào)譯碼在深空通信中已有典型應(yīng)用，如JPL仿真了1/31碼率的Turbo碼及碼輔助同步，實現(xiàn)了SNR低達(dá)-15.SdB下的可靠通信。但該方案也存在實現(xiàn)復(fù)雜度高的問題。迭代同步可將信道碼譯碼中得到的軟信息反饋給載波及定時同步環(huán)，使其較準(zhǔn)確的判斷載波及定時信息，實現(xiàn)低SNR下的迭代同步。該算法主要包含以下三類方案直接將譯碼后較準(zhǔn)確的符號作為參考序列來輔助同步；由Turbo碼等最大后驗(MAP)迭代譯碼，通過查找給定誤差下性能最好的幸存路徑實現(xiàn)同步；將譯碼所得軟信息經(jīng)處理后反饋給同步環(huán)，來判斷和補(bǔ)償同步偏差。其中，方案一只是將譯碼后信息簡單代替了同步算法中的參考序列，該方案收斂慢，性能受限于同步算法，易受突發(fā)信號干擾，只能用于同步的跟蹤階段。方案二采用了最復(fù)雜的Turbo碼MAP譯碼，延遲和計算復(fù)雜度都相對較大，但在該譯碼基礎(chǔ)上用搜索幸存路徑所估計的性能相對較好。方案三主要有兩類實現(xiàn)方法第一類方法通過對需估計的同步偏差參數(shù)用最大期望(EM)準(zhǔn)則推導(dǎo)該參數(shù)的迭代更新公式，并將每次迭代譯碼所得的軟信息用于該更新公式更新同步偏差參數(shù)，以達(dá)到最佳估計結(jié)果，該方法性能較好，但復(fù)雜度較高，且在較大的同步偏差下，迭代時間長，計算量大，并有可能不收斂而導(dǎo)致算法失效；另一類方法僅適用于LDPC系統(tǒng)，它將若干次LDPC迭代譯碼的軟信息進(jìn)行硬判決，并將該硬判決結(jié)果滿足LDPC校驗矩陣方程約束的程度，作為判斷是否搜索到較準(zhǔn)確同步偏差的依據(jù)，該方法性能較好，與理想系統(tǒng)僅差0.2dB，但復(fù)雜度仍較高且在較大偏差下，大范圍搜索導(dǎo)致計算量增加。在深空通信極低SNR條件下，接收機(jī)首先需要實現(xiàn)有效解調(diào)，才能進(jìn)行下一步的譯碼等處理。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)因單獨解調(diào)時解調(diào)門限較高，不能在極低SNR下實現(xiàn)解調(diào)，因此在該條件下將無法有效工作。但通過解調(diào)和譯碼的聯(lián)合處理，如采用可靠性更高的譯碼軟信息作為解調(diào)的判斷依據(jù)，可有效的解決該問題，并使系統(tǒng)獲得編碼帶來的高編碼增益。在現(xiàn)有條件下，因采用LDPC碼的聯(lián)合解調(diào)譯碼方案實現(xiàn)復(fù)雜度相對較低，容易實現(xiàn)，可優(yōu)先考慮采用該方案。而且，由于譯碼輔助解調(diào)的算法的收斂范圍比較窄，還需要先用傳統(tǒng)低實現(xiàn)復(fù)雜度的解調(diào)算法進(jìn)行一次粗估計，以加快聯(lián)合解調(diào)譯碼的實現(xiàn)過程。此外，現(xiàn)有的聯(lián)合解調(diào)譯碼算法的實現(xiàn)復(fù)雜度還是比較高，主要原因是沒有從更深層次挖掘譯碼迭代過程中所反饋的軟信息判決信息，只是簡單的將軟信息用于傳統(tǒng)算法中判決反饋場合的判斷依據(jù)。因此，有必要提出一種技術(shù)方案解決上述問題，以獲得復(fù)雜度更低、解調(diào)譯碼延遲更少、性能更好的實現(xiàn)方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決在深空通信極低SNR條件下接收解調(diào)的問題，本發(fā)明的發(fā)明目的是針對上述現(xiàn)有的數(shù)字通信接收機(jī)存在的由于極低的SNR而導(dǎo)致的上述缺點和不足，提供一種可以避免上述缺點和不足的數(shù)字通信接收系統(tǒng)——聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供所述聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)在深空通信中的應(yīng)用。為了實現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明實施例一方面提出了一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，包括以下步驟接收調(diào)制信號，所述調(diào)制信號的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)；對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；然后讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。本發(fā)明實施例另一方面還提出了一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，包括正交下變頻單元、低通濾波器、載波頻偏粗估計單元、第一級緩存器、MSK差分解調(diào)器、N路幀同步頭相關(guān)檢測器、載波相偏粗估計單元、第二級緩存器、LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元、MSK相干解調(diào)器、SNR估計單元以及LDPC譯碼器，其中正交下變頻單元和低通濾波器，兩者相互串接，對接收到的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波和載波頻偏粗估計單元，對信號進(jìn)行載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)經(jīng)MSK差分解調(diào)器進(jìn)行差分解調(diào)；N路幀同步頭相關(guān)檢測器對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)通過載波相偏粗估計單元進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時經(jīng)過SNR估計單元進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；然后LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，MSK相干解調(diào)器和LDPC譯碼器對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)和LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。根據(jù)本發(fā)明的實施例提出的技術(shù)方案，解決了在深空通信極低SNR條件下接收解調(diào)的問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案通過聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)和方法實現(xiàn)了極低SNR下的快速解調(diào)和譯碼功能，同時可以降低系統(tǒng)的實現(xiàn)復(fù)雜度，還可以有效改進(jìn)其性能。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實施例聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實施例LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實施例載波頻偏粗估計單元的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明實施例載波相偏粗估計單元和SNR估計單元的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明實施例LDPC譯碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明實施例4路幀同步頭相關(guān)檢測器的結(jié)構(gòu)圖。具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。本發(fā)明所提供的這種迭代解調(diào)方法或系統(tǒng)可以應(yīng)用在各個領(lǐng)域，并不局限于下面的實施例中所詳細(xì)說明的領(lǐng)域。下面選取典型的領(lǐng)域?qū)β?lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。為了實現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明公開了一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，包括以下步驟接收調(diào)制信號，所述調(diào)制信號的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)；對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；然后讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。如圖1所示，為本發(fā)明實施例的聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)方法的流程圖，包括以下步驟SlOl將接收信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，將處理結(jié)果保存于第一級緩存器，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)。在步驟SlOl中，接收調(diào)制信號，所述調(diào)制信號的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)；其中，將所述調(diào)制信號進(jìn)行載波頻偏粗估計及補(bǔ)償包括對經(jīng)過所述低通濾波的數(shù)據(jù)輸入第一復(fù)數(shù)乘法器，對數(shù)據(jù)先取平方，對所述第一復(fù)數(shù)乘法器輸出的信號經(jīng)過快速傅里葉變換得到的能量譜，分別搜索所述能量譜的最大值點和次大值點，再送入頻偏計算單元；所述頻偏計算單元先計算所述信號能量譜的最大值和次大值之間的中點頻率，再對所述中點頻率除以2，得到頻偏估計結(jié)果，然后送入頻偏補(bǔ)償單元；所述頻偏補(bǔ)償單元的第一個輸入將與所述頻偏計算單元輸出相連，第二個輸入將與所述低通濾波器輸出相連，根據(jù)所述頻偏計算單元輸出的頻偏估計結(jié)果補(bǔ)償經(jīng)過所述低通濾波的數(shù)據(jù)，將補(bǔ)償結(jié)果送入第一級緩存器緩存，同時送入所述MSK差分解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。S102:對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計。在步驟S102中，對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計。其中，對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償包括對幀同步頭部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行MSK差分調(diào)制，然后對第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)與本地幀同步頭的MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的共軛采用第二復(fù)數(shù)乘法器進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘，實現(xiàn)第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的去調(diào)制，隨后對去調(diào)制后的I、Q路數(shù)據(jù)分別積分，其積分結(jié)果即為相偏角度的實部和虛部，根據(jù)該相偏角度的實部和虛部的結(jié)果補(bǔ)償?shù)谝患壘彺嫫髦休敵龅挠行?shù)據(jù)，再將補(bǔ)償結(jié)果送入第二級緩存器緩存；進(jìn)行SNR估計包括利用第一乘法器對第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)取模平方，然后利用第一積分器對第一乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，該積分結(jié)果即為信號和噪聲的功率和，同時利用第二乘法器對載波相偏粗估計單元中第二復(fù)數(shù)乘法器輸出的數(shù)據(jù)取模平方，利用第二積分器對第二乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，該積分結(jié)果即為信號的功率，估計的SNR即為第二積分器輸出結(jié)果與第一積分器輸出結(jié)果減去第二積分器輸出結(jié)果的差的比值。S103將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中。S104:讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。在步驟S104中，首先讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。其中，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償包括LDPC譯碼軟信息處理單元對從LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和，輸出到載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元中搜索載波的頻偏、相偏最優(yōu)值，同時輸出到定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元中搜索定時的頻偏、相偏最優(yōu)值，以實現(xiàn)載波和定時同步，其中最優(yōu)值表示搜索出的頻偏、相偏與實際頻偏、相偏最接近；載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元采用Nelder-Mead單純形算法，用于優(yōu)化載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程，其中載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元的初始點為(0，0)點，即載波頻偏、相偏值均為0，隨后的值根據(jù)LDPC譯碼軟信息處理單元輸出的軟信息計算而來，同時將所述載波頻偏、相偏值送入載波旋轉(zhuǎn)單元進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)；定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元采用Nelder-Mead單純形算法，用于優(yōu)化定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程，其中定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元的初始點為(0，0)點，即定時頻偏、相偏值均為0，隨后的值根據(jù)LDPC譯碼軟信息處理單元輸出的軟信息計算而來，同時將所述定時頻偏、相偏值送入定時插值單元進(jìn)行定時插值；載波旋轉(zhuǎn)單元根據(jù)所述載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波相偏粗估計結(jié)果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)，在載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程中將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，用于獲得不同載波頻偏和相偏下的LDPC譯碼軟信息，在載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索結(jié)束后將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述第二緩存器，用于后續(xù)定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索，其中載波旋轉(zhuǎn)是指輸入數(shù)據(jù)與e〃(2—相乘，其中△f表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏值，P表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波相偏值，k為自然數(shù)，與輸入數(shù)據(jù)的序號對應(yīng)；定時插值單元根據(jù)所述定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的定時頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波的頻偏和相偏最優(yōu)值補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時插值，然后將該定時插值結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，在定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程中其目的是獲得不同定時頻偏和相偏下的LDPC譯碼軟信息，在定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索結(jié)束后其目的是在載波和定時的頻偏、相偏均為最優(yōu)的情況下將本幀數(shù)據(jù)送入所述MSK相干解調(diào)器和所述LDPC譯碼器得到譯碼結(jié)果，其中定時插值是線性插值或拉格朗日插值。其中，進(jìn)行LDPC譯碼包括對輸入數(shù)據(jù)存入原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元，存滿一幀數(shù)據(jù)后，讀取原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元和節(jié)點存儲單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)入變量節(jié)點處理單元，處理后數(shù)據(jù)寫回節(jié)點存儲單元，進(jìn)行變量節(jié)點更新，節(jié)點存儲單元初始值為全零；讀取節(jié)點存儲單元中的變量節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)入校驗節(jié)點處理單元，處理時將變量節(jié)點數(shù)據(jù)送入查找表，從而得到查找表的輸出為Inex+1/ex-1，其中χ為輸入的變量節(jié)點數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速計算，處理后數(shù)據(jù)寫回節(jié)點存儲單元，進(jìn)行校驗節(jié)點更新；判斷迭代次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，如果達(dá)到則將節(jié)點存儲單元中的同列數(shù)據(jù)和對應(yīng)原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元中數(shù)據(jù)累加作為譯碼軟信息輸出，否則再進(jìn)行變量節(jié)點處理，直至達(dá)到設(shè)定迭代次數(shù)。本發(fā)明公開的上述方法依次經(jīng)過正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計后，利用MSK可進(jìn)行差分解調(diào)的特點，采用幀同步頭相關(guān)檢測器快速實現(xiàn)LDPC碼幀同步頭序列的檢測，同時實現(xiàn)定時相偏的粗估計，隨后進(jìn)行載波相偏粗估計和SNR估計，然后進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步，最后進(jìn)行MSK相干解調(diào)和LDPC譯碼，實現(xiàn)了極低SNR下的快速解調(diào)和譯碼功能。通過聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，可以降低系統(tǒng)的實現(xiàn)復(fù)雜度，還可以極大地改進(jìn)其性能。如圖2所示，為本發(fā)明實施例的聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括正交下變頻單元、低通濾波器、載波頻偏粗估計單元、第一級緩存器、MSK差分解調(diào)器、N路幀同步頭相關(guān)檢測器、控制開關(guān)、載波相偏粗估計單元、第二級緩存器、LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元、MSK相干解調(diào)器、SNR估計單元、LDPC譯碼器。對接收到的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)；對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測；相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；然后讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償；對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，將譯碼結(jié)果判決輸出。如圖3所示，為本發(fā)明實施例的LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元的結(jié)構(gòu)圖。該單元包括LDPC譯碼軟信息處理單元、載波旋轉(zhuǎn)單元、定時插值單元、載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元以及定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元。首先，載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法提供初始點為(0，0)點，即載波頻偏、相偏值均為0；載波旋轉(zhuǎn)單元根據(jù)所述載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波相偏粗估計結(jié)果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)，將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，其中載波旋轉(zhuǎn)是指輸入數(shù)據(jù)與e〃(2—相乘，其中Δf表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏值，P表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波相偏值，k為自然數(shù)，與輸入數(shù)據(jù)的序號對應(yīng)；MSK相干解調(diào)器對所述載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果進(jìn)行相干解調(diào)，然后送入所述LDPC譯碼器；LDPC譯碼器對所述相干解調(diào)結(jié)果進(jìn)行LDPC譯碼，輸出軟信息至所述LDPC譯碼軟信息處理單元；LDPC譯碼軟信息處理單元對所述LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和，輸出到所述的載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元，所述LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和結(jié)果越大表示給定的載波頻偏、相偏值與實際頻偏、相偏越接近；載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法根據(jù)所述LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和結(jié)果以及當(dāng)前提供的頻偏、相偏值計算出下一個該提供的頻偏、相偏值，該頻偏、相偏值應(yīng)當(dāng)是比當(dāng)前提供的頻偏、相偏值更優(yōu)的值，并送入載波旋轉(zhuǎn)單元，其中更優(yōu)值表示計算出的頻偏、相偏與實際頻偏、相偏比當(dāng)前提供的頻偏、相偏值與實際頻偏、相偏接近；重復(fù)以上步驟，達(dá)到迭代設(shè)定的次數(shù)后，將得到載波頻偏、相偏的最優(yōu)值，并送入載波旋轉(zhuǎn)單元，其中最優(yōu)值表示搜索出的頻偏、相偏與實際頻偏、相偏最接近；載波旋轉(zhuǎn)單元根據(jù)所述載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元提供的載波頻偏、相偏最優(yōu)值對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波相偏粗估計結(jié)果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)，將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果寫回所述第二緩存器，用于后續(xù)定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索。然后，定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法提供初始點為(0，0)點，即定時頻偏、相偏值均為0；定時插值單元根據(jù)所述定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的定時頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波的頻偏和相偏最優(yōu)值補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時插值，然后將該定時插值結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，其中定時插值可以是線性插值，也可以是拉格朗日插值；MSK相干解調(diào)器對所述定時插值結(jié)果進(jìn)行相干解調(diào)，然后送入所述LDPC譯碼器；LDPC譯碼器對所述相干解調(diào)結(jié)果進(jìn)行LDPC譯碼，輸出軟信息至所述LDPC譯碼軟信息處理單元；LDPC譯碼軟信息處理單元對所述LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和，輸出到所述的定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元；定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法根據(jù)所述LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和結(jié)果以及當(dāng)前提供的頻偏、相偏值計算出下一個該提供的頻偏、相偏值，該頻偏、相偏值應(yīng)當(dāng)是比當(dāng)前提供的頻偏、相偏值更優(yōu)的值，并送入定時插值單元；重復(fù)以上步驟，達(dá)到迭代設(shè)定的次數(shù)后，將得到定時頻偏、相偏的最優(yōu)值，并送入定時插值單元；定時插值單元根據(jù)所述定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元提供的定時頻偏、相偏最優(yōu)值對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波的頻偏和相偏最優(yōu)值補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時插值，將該定時插值結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器，用于進(jìn)行最終的LDPC譯碼，得到最終的譯碼結(jié)果。如圖4所示，為本發(fā)明實施例的載波頻偏粗估計單元的結(jié)構(gòu)圖。該單元第一復(fù)數(shù)乘法器、快速傅里葉變換器、能量譜線搜索單元、頻偏計算單元、頻偏補(bǔ)償單元。首先，利用第一復(fù)數(shù)乘法器對正交下變頻和低通濾波后的數(shù)據(jù)取平方；然后，使用快速傅里葉變換器對乘法器輸出的平方后數(shù)據(jù)求信號能量譜；而后，先在信號能量譜中搜索最大值，再在能量譜最大值點的兩側(cè)理論存在的次高譜線附近搜索次大值；隨后，取最高譜線和次高譜線中點除以2(由于取平方導(dǎo)致倍頻)，即為載波頻偏；最后，粗頻偏估計的載波頻偏結(jié)果補(bǔ)償?shù)屯V波后的數(shù)據(jù)，再將補(bǔ)償結(jié)果送入第一級緩存器緩存，同時送入所述MSK差分解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。如圖5所示，為本發(fā)明實施例的載波相偏粗估計單元和SNR估計單元的結(jié)構(gòu)圖。其中，載波相偏粗估計單元包括MSK調(diào)制器、第二復(fù)數(shù)乘法器、積分器以及相偏補(bǔ)償單元。首先對幀同步頭部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行MSK差分調(diào)制；然后對第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)與本地幀同步頭的MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的共軛采用第二復(fù)數(shù)乘法器進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘，實現(xiàn)第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的去調(diào)制；隨后對去調(diào)制后的I、Q路數(shù)據(jù)分別積分，其積分結(jié)果即為相偏角度的實部和虛部；最后根據(jù)該相偏角度的實部和虛部的結(jié)果補(bǔ)償?shù)谝患壘彺嫫髦休敵龅挠行?shù)據(jù)，再將補(bǔ)償結(jié)果送入第二級緩存器緩存。SNR估計單元包括第一乘法器、第一積分器、第二乘法器、第二積分器。首先，利用第一乘法器對第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)取模平方，然后利用第一積分器對第一乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，該積分結(jié)果即為信號和噪聲的功率和；同時，利用第二乘法器對載波相偏粗估計單元中第二復(fù)數(shù)乘法器輸出的數(shù)據(jù)取模平方，利用第二積分器對第二乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，該積分結(jié)果即為信號的功率。因此，估計的SNR即為第二積分器輸出結(jié)果與第一積分器輸出結(jié)果減去第二積分器輸出結(jié)果的差的比值。如圖6所示，為本發(fā)明實施例的LDPC譯碼器的結(jié)構(gòu)圖。該LDPC譯碼器包括主控單元、原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元、節(jié)點存儲單元、校驗節(jié)點處理單元、查找表、變量節(jié)點處理單兀。首先，輸入數(shù)據(jù)存入原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元；存滿一幀數(shù)據(jù)后，讀取原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元和節(jié)點存儲單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)入變量節(jié)點處理單元，處理后數(shù)據(jù)寫回節(jié)點存儲單元，進(jìn)行變量節(jié)點更新，節(jié)點存儲單元初始值為全零，此操作相當(dāng)于初始化節(jié)點存儲單元為原始輸入數(shù)據(jù)；然后，讀取節(jié)點存儲單元中的變量節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)入校驗節(jié)點處理單元，處理時將變量節(jié)點數(shù)據(jù)送入查找表，從而得到查找表的輸出為Ing，其中χ為輸入的變量節(jié)點e-1數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速計算，處理后數(shù)據(jù)寫回節(jié)點存儲單元，進(jìn)行校驗節(jié)點更新；而后，判斷迭代次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，如果達(dá)到則將節(jié)點存儲單元中的同列數(shù)據(jù)和對應(yīng)原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元中數(shù)據(jù)累加作為譯碼軟信息輸出，否則再進(jìn)行變量節(jié)點處理，以此類推，直至達(dá)到設(shè)定迭代次數(shù)。其中，變量節(jié)點處理單元和校驗節(jié)點處理單元均采用并行結(jié)構(gòu)處理，實現(xiàn)快速譯碼；整個譯碼器的工作時序由主控單元控制。如圖7所示，為本發(fā)明實施例的4路幀同步頭相關(guān)檢測器的結(jié)構(gòu)圖。該相關(guān)檢測器包括1:4串并變換器、4個相關(guān)器、最大值判斷器。差分解調(diào)輸出的數(shù)據(jù)輸入到1:4串并變換器后輸出4路數(shù)據(jù)，然后將這4路數(shù)據(jù)分別輸入到4個相關(guān)器與已知幀同步頭數(shù)據(jù)序列進(jìn)行相關(guān)運算，得到4路相關(guān)結(jié)果，然后用最大值判斷器分別判斷4路輸出相關(guān)結(jié)果中的兩幀同步頭加一幀數(shù)據(jù)減一比特的長度中的極大值，得到4個極大值，再判斷4個極大值中的最大值，其最大值在第一級緩存器中的位置即為LDPC碼在第一級緩存器中的起始位置，同時最大值所在路即為定時同步的粗估計結(jié)果。其中，相關(guān)器包括用于存儲輸入數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)移位寄存器、用于存儲相關(guān)內(nèi)容的相關(guān)內(nèi)容寄存器、用于最新滑入數(shù)據(jù)與相關(guān)內(nèi)容所有位比較的同或門組、用于存儲輸入數(shù)據(jù)與相關(guān)內(nèi)容比較結(jié)果的匹配寄存器組，用于同或門輸出與對應(yīng)匹配寄存器相加的加法ο根據(jù)本發(fā)明提出的實施例，本發(fā)明人在Xilinx的FPGA——XC4VLX100平臺上進(jìn)行了實現(xiàn)，該平臺上包括兩片XC4VLX100。正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償在第一片XC4VLX100上實現(xiàn)，其中，載波頻偏粗估計中的采用65536點FFT變換器；正交下變頻后為4倍采樣率。第一級緩存器、MSK差分解調(diào)器、4路幀同步頭相關(guān)檢測器、載波相偏粗估計單元、第二級緩存器、LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元、MSK相干解調(diào)器、SNR估計單元、LDPC譯碼器在第二片XC4VLX100上實現(xiàn)，其中，LDPC碼為1/6碼率，信息位為1024比特，即(6144，1024)碼；幀同步頭長度為1024比特。占用資源如下表所示，其性能為_5dB下實現(xiàn)10_5以下誤碼率。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>本發(fā)明公開的上述系統(tǒng)依次經(jīng)過正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計后，利用MSK可進(jìn)行差分解調(diào)的特點，采用幀同步頭相關(guān)檢測器快速實現(xiàn)幀同步頭序列的檢測，同時實現(xiàn)定時相偏的粗估計，隨后進(jìn)行載波相偏粗估計和SNR估計，然后進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步，最后進(jìn)行MSK相干解調(diào)和LDPC譯碼，實現(xiàn)了極低SNR下的快速解調(diào)和譯碼功能。通過聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，可以降低系統(tǒng)的實現(xiàn)復(fù)雜度，還可以極大地改進(jìn)其性能。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，其特征在于，包括以下步驟接收調(diào)制信號，所述調(diào)制信號的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)；對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；然后讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，其特征在于，將所述調(diào)制信號進(jìn)行載波頻偏粗估計及補(bǔ)償包括載波頻偏粗估計單元，包括第一復(fù)數(shù)乘法器、快速傅里葉變換器、能量譜線搜索單元、頻偏計算單元、頻偏補(bǔ)償單元，其中對經(jīng)過所述低通濾波的數(shù)據(jù)輸入第一復(fù)數(shù)乘法器，對數(shù)據(jù)先取平方，對所述第一復(fù)數(shù)乘法器輸出的信號經(jīng)過快速傅里葉變換得到的能量譜，分別搜索所述能量譜的最大值點和次大值點，再送入頻偏計算單元；所述頻偏計算單元先計算所述信號能量譜的最大值和次大值之間的中點頻率，再對所述中點頻率除以2，得到頻偏估計結(jié)果，然后送入頻偏補(bǔ)償單元；所述頻偏補(bǔ)償單元的第一個輸入將與所述頻偏計算單元輸出相連，第二個輸入將與所述低通濾波器輸出相連，根據(jù)所述頻偏計算單元輸出的頻偏估計結(jié)果補(bǔ)償經(jīng)過所述低通濾波的數(shù)據(jù)，將補(bǔ)償結(jié)果送入第一級緩存器緩存，同時送入所述MSK差分解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。3.如權(quán)利要求2所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，其特征在于，對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償包括對幀同步頭部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行MSK差分調(diào)制，然后對第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)與本地幀同步頭的MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的共軛采用第二復(fù)數(shù)乘法器進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘，實現(xiàn)第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的去調(diào)制，隨后對去調(diào)制后的I、Q路數(shù)據(jù)分別積分，其積分結(jié)果即為相偏角度的實部和虛部，根據(jù)該相偏角度的實部和虛部的結(jié)果補(bǔ)償?shù)谝患壘彺嫫髦休敵龅挠行?shù)據(jù)，再將補(bǔ)償結(jié)果送入第二級緩存器緩存；進(jìn)行SNR估計包括利用第一乘法器對第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)取模平方，然后利用第一積分器對第一乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，該積分結(jié)果即為信號和噪聲的功率和，同時利用第二乘法器對載波相偏粗估計單元中第二復(fù)數(shù)乘法器輸出的數(shù)據(jù)取模平方，利用第二積分器對第二乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，該積分結(jié)果即為信號的功率，估計的SNR即為第二積分器輸出結(jié)果與第一積分器輸出結(jié)果減去第二積分器輸出結(jié)果的差的比值。4.如權(quán)利要求3所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，其特征在于，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償包括LDPC譯碼軟信息處理單元對從LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和，輸出到載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元中搜索載波的頻偏、相偏最優(yōu)值，同時輸出到定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元中搜索定時的頻偏、相偏最優(yōu)值，以實現(xiàn)載波和定時同步，其中最優(yōu)值表示搜索出的頻偏、相偏與實際頻偏、相偏最接近；載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元采用Nelder-Mead單純形算法，用于優(yōu)化載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程，其中載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元的初始點為(0，0)點，即載波頻偏、相偏值均為0，隨后的值根據(jù)LDPC譯碼軟信息處理單元輸出的軟信息計算而來，同時將所述載波頻偏、相偏值送入載波旋轉(zhuǎn)單元進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)；定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元采用Nelder-Mead單純形算法，用于優(yōu)化定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程，其中定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元的初始點為(0，0)點，即定時頻偏、相偏值均為0，隨后的值根據(jù)LDPC譯碼軟信息處理單元輸出的軟信息計算而來，同時將所述定時頻偏、相偏值送入定時插值單元進(jìn)行定時插值；載波旋轉(zhuǎn)單元根據(jù)所述載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波相偏粗估計結(jié)果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)，在載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程中將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，用于獲得不同載波頻偏和相偏下的LDPC譯碼軟信息，在載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索結(jié)束后將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述第二緩存器，用于后續(xù)定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索，其中載波旋轉(zhuǎn)是指輸入數(shù)據(jù)與e〃(2—相乘，其中△f表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏值，識表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波相偏值，k為自然數(shù)，與輸入數(shù)據(jù)的序號對應(yīng)；定時插值單元根據(jù)所述定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的定時頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波的頻偏和相偏最優(yōu)值補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時插值，然后將該定時插值結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，在定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程中其目的是獲得不同定時頻偏和相偏下的LDPC譯碼軟信息，在定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索結(jié)束后其目的是在載波和定時的頻偏、相偏均為最優(yōu)的情況下將本幀數(shù)據(jù)送入所述MSK相干解調(diào)器和所述LDPC譯碼器得到譯碼結(jié)果，其中定時插值是線性插值或拉格朗日插值。5.如權(quán)利要求4所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，其特征在于，進(jìn)行LDPC譯碼包括對輸入數(shù)據(jù)存入原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元，存滿一幀數(shù)據(jù)后，讀取原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元和節(jié)點存儲單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)入變量節(jié)點處理單元，處理后數(shù)據(jù)寫回節(jié)點存儲單元，進(jìn)行變量節(jié)點更新，節(jié)點存儲單元初始值為全零；讀取節(jié)點存儲單元中的變量節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)入校驗節(jié)點處理單元，處理時將變量節(jié)點數(shù)據(jù)送入查找表，從而得到查找表的輸出為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>,其中χ為輸入的變量節(jié)點數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速計算，處理后數(shù)據(jù)寫回節(jié)點存儲單元，進(jìn)行校驗節(jié)點更新；判斷迭代次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定次數(shù)，如果達(dá)到則將節(jié)點存儲單元中的同列數(shù)據(jù)和對應(yīng)原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元中數(shù)據(jù)累加作為譯碼軟信息輸出，否則再進(jìn)行變量節(jié)點處理，直至達(dá)到設(shè)定迭代次數(shù)。6.一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括正交下變頻單元、低通濾波器、載波頻偏粗估計單元、第一級緩存器、MSK差分解調(diào)器、N路幀同步頭相關(guān)檢測器、載波相偏粗估計單元、第二級緩存器、LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元、MSK相干解調(diào)器、SNR估計單元以及LDPC譯碼器，其中正交下變頻單元和低通濾波器，兩者相互串接，對接收到的幀同步頭為差分編碼、有效數(shù)據(jù)為非差分的LDPC碼的MSK調(diào)制信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波和載波頻偏粗估計單元，對信號進(jìn)行載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)經(jīng)MSK差分解調(diào)器進(jìn)行差分解調(diào)；N路幀同步頭相關(guān)檢測器對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)通過載波相偏粗估計單元進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時經(jīng)過SNR估計單元進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，MSK相干解調(diào)器和LDPC譯碼器依次對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行MSK相干解調(diào)和LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。7.如權(quán)利要求6所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述載波頻偏粗估計單元包括第一復(fù)數(shù)乘法器、快速傅里葉變換器、能量譜線搜索單元、頻偏計算單元、頻偏補(bǔ)償單元，其中第一復(fù)數(shù)乘法器和快速傅里葉變換器，兩者相互串接，對輸入到所述第一復(fù)數(shù)乘法器、經(jīng)過所述低通濾波的數(shù)據(jù)先取平方，再求信號的能量譜，能量譜線搜索單元，對所述第一復(fù)數(shù)乘法器輸出的信號經(jīng)過快速傅里葉變換得到的能量譜，分別搜索所述能量譜的最大值點和次大值點，再送入所述頻偏計算單元，頻偏計算單元，先計算所述信號能量譜的最大值和次大值之間的中點頻率，再對所述中點頻率除以2，得到頻偏估計結(jié)果，然后送入所述頻偏補(bǔ)償單元，頻偏補(bǔ)償單元，第一個輸入將與所述頻偏計算單元輸出相連，第二個輸入將與所述低通濾波器輸出相連，根據(jù)所述頻偏計算單元輸出的頻偏估計結(jié)果補(bǔ)償經(jīng)過所述低通濾波的數(shù)據(jù)，再將補(bǔ)償結(jié)果送入第一級緩存器緩存，同時送入所述MSK差分解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。8.如權(quán)利要求6所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述LDPC碼輔助迭代載波和定時同步單元，包括LDPC譯碼軟信息處理單元、載波旋轉(zhuǎn)單元、定時插值單元、載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元以及定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元，其中LDPC譯碼軟信息處理單元，對從所述LDPC譯碼器輸出的軟信息取絕對值后求和，輸出到所述的載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元中搜索載波的頻偏、相偏最優(yōu)值，同時輸出到所述的定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元中搜索定時的頻偏、相偏最優(yōu)值，以實現(xiàn)載波和定時同步，其中最優(yōu)值表示搜索出的頻偏、相偏與實際頻偏、相偏最接近；載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元，采用Nelder-Mead單純形算法，用于優(yōu)化載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程，其中載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元的初始點為(0，0)點，即載波頻偏、相偏值均為0，隨后的值根據(jù)LDPC譯碼軟信息處理單元輸出的軟信息計算而來，同時將所述載波頻偏、相偏值送入載波旋轉(zhuǎn)單元進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)；定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元，采用Nelder-Mead單純形算法，用于優(yōu)化定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程，其中定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元的初始點為(0，0)點，即定時頻偏、相偏值均為0，隨后的值根據(jù)LDPC譯碼軟信息處理單元輸出的軟信息計算而來，同時將所述定時頻偏、相偏值送入定時插值單元進(jìn)行定時插值；載波旋轉(zhuǎn)單元，根據(jù)所述載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波相偏粗估計結(jié)果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行載波旋轉(zhuǎn)，在載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程中將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，用于獲得不同載波頻偏和相偏下的LDPC譯碼軟信息，在載波的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索結(jié)束后將該載波旋轉(zhuǎn)結(jié)果送入所述第二緩存器，用于后續(xù)定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索，其中載波旋轉(zhuǎn)是指輸入數(shù)據(jù)與e〃(2#相乘，其中△f表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波頻偏值4表示載波頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的載波相偏值，k為自然數(shù)，與輸入數(shù)據(jù)的序號對應(yīng)；定時插值單元，根據(jù)所述定時頻偏相偏聯(lián)合優(yōu)化算法單元給定的定時頻偏和相偏對所述第二緩存器中的、經(jīng)過載波的頻偏和相偏最優(yōu)值補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時插值，然后將該定時插值結(jié)果送入所述MSK相干解調(diào)器中，在定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索過程中其目的是獲得不同定時頻偏和相偏下的LDPC譯碼軟信息，在定時的頻偏、相偏最優(yōu)值的搜索結(jié)束后其目的是在載波和定時的頻偏、相偏均為最優(yōu)的情況下將本幀數(shù)據(jù)送入所述MSK相干解調(diào)器和所述LDPC譯碼器得到譯碼結(jié)果，其中定時插值是線性插值或拉格朗日插值。9.如權(quán)利要求6所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述載波相偏粗估計單元，包括MSK調(diào)制器、第二復(fù)數(shù)乘法器、積分器以及相偏補(bǔ)償單元，其中MSK調(diào)制器，對已知的幀同步頭數(shù)據(jù)進(jìn)行N倍采樣的MSK差分調(diào)制，得到幀同步頭的MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)，第二復(fù)數(shù)乘法器，對所述第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)與所述MSK調(diào)制器輸出的幀同步頭的MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，實現(xiàn)所述第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)的去調(diào)制，得到I、Q兩路去調(diào)制后數(shù)據(jù)，積分器，對所述I、Q兩路去調(diào)制后數(shù)據(jù)分別積分，得到相偏角度的實部和虛部，相偏補(bǔ)償單元，根據(jù)所述積分器輸出的相偏估計結(jié)果補(bǔ)償經(jīng)過所述第一級緩存器中輸出的有效數(shù)據(jù)，再將補(bǔ)償結(jié)果送入第二級緩存器緩存；所述SNR估計單元，包括第一乘法器、第一積分器、第二乘法器和第二積分器，其中第一乘法器，對來自所述第一級緩存器中輸出的幀同步頭部分MSK差分調(diào)制數(shù)據(jù)取模平方，第二乘法器，對來自所述載波相偏粗估計單元中第二復(fù)數(shù)乘法器輸出的數(shù)據(jù)取模平方，第一積分器，用于對所述第一乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理，第二積分器，用于對所述第二乘法器的輸出信號進(jìn)行積分處理。10.如權(quán)利要求6所述的聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述LDPC譯碼器，包括主控單元、原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元、節(jié)點存儲單元、校驗節(jié)點處理單元、查找表、變量節(jié)點處理單元，其中主控單元，用于控制整個LDPC譯碼器的工作時序；原始輸入數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲原始輸入數(shù)據(jù)，以供所述變量節(jié)點處理單元進(jìn)行變量節(jié)點更新；節(jié)點存儲單元，用于存儲校驗節(jié)點和變量節(jié)點的更新數(shù)據(jù)，校驗節(jié)點更新時節(jié)點存儲單元由變量節(jié)點數(shù)據(jù)更新為校驗節(jié)點數(shù)據(jù)，變量節(jié)點更新時節(jié)點存儲單元由校驗節(jié)點數(shù)據(jù)更新為變量節(jié)點數(shù)據(jù)；校驗節(jié)點處理單元，用于所述節(jié)點存儲單元中校驗節(jié)點的更新；查找表，輸入為變量節(jié)點數(shù)據(jù)，輸出為In^iI，其中χ為輸入的變量節(jié)點數(shù)據(jù)，用于所述校驗節(jié)點處理單元實現(xiàn)校驗節(jié)點更新的快速運算；變量節(jié)點處理單元，用于所述節(jié)點存儲單元中變量節(jié)點的更新。全文摘要本發(fā)明提出了一種聯(lián)合LDPC碼MSK迭代解調(diào)方法，包括將接收信號依次進(jìn)行正交下變頻、低通濾波、載波頻偏粗估計及補(bǔ)償，然后將處理結(jié)果保存于第一級緩存器中，同時將補(bǔ)償后數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解調(diào)；對差分解調(diào)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步頭相關(guān)檢測，相關(guān)檢測中檢測到幀同步頭后，通過控制開關(guān)對第一級緩存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行載波相偏粗估計及補(bǔ)償，同時進(jìn)行SNR估計；將載波相偏補(bǔ)償后數(shù)據(jù)存入第二級緩存器中；然后讀取第二級緩存器中數(shù)據(jù)，進(jìn)行LDPC碼輔助迭代載波和定時同步并補(bǔ)償，對LDPC碼輔助迭代載波和定時同步補(bǔ)償后數(shù)據(jù)依次進(jìn)行MSK相干解調(diào)、LDPC譯碼，并將譯碼結(jié)果判決輸出。本發(fā)明提出的技術(shù)方案通過聯(lián)合LDPC碼的MSK迭代解調(diào)系統(tǒng)和方法實現(xiàn)了極低SNR下的快速解調(diào)和譯碼功能。文檔編號H04L27/26GK101808068SQ20101013978公開日2010年8月18日申請日期2010年3月30日優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日發(fā)明者萬增然,吳建強(qiáng),詹亞鋒申請人:清華大學(xué);桂林電子科技大學(xué)