CN107769841B - 高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法，包括：(10)将接收带通信号转换为基带信号；(20)获得频偏粗估计值，并利用该估计值进行载波频偏补偿；(30)将载波频偏补偿后的信号进行匹配滤波；(40)估计出定时频偏，对滤波后信号进行定时频偏修正；(50)预估计频偏，对信号进行补偿；(60)对频偏相偏进行精估计，并对预估计补偿后的信号进行补偿；(70)对载波偏差补偿后的残留定时频偏、定时偏差进行精估计，输出译码判决结果；(80)对于后续编码分组，引入频偏计数器，改进EM算法完成多普勒频偏变化跟踪。本发明的Turbo码迭代解调方法，复杂度低、效率较高、适应性好。

Description

高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，特别是一种效率较高、适应性好的高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法。

背景技术

以Turbo码、LDPC码等为代表的先进编码技术在卫星移动通信、导航产业的广泛应用，使得通信系统可以工作在非常低的信噪比条件下。但其优异的性能建立在正确解调的基础上。即使很小的频率偏移，在接收端也会引起误码性能的急剧下降，因而获得准确的同步信息对正常通信至关重要。

同时，为了充分获得信道码带来的高编码增益并使系统以接近香农限方式传输，必然要采用具有更低码率的信道编码方式。而编码码率每降低1/2，解调门限下降3dB，这就是说，采用低码率虽然意味着相同功率资源条件下所能提供通信容量的提升，但要求解调器在极低的解调门限下工作。这里所说的极低信噪比指的是采用1/6码率甚至更低码率系统对应的门限。在这么低的信噪比(E_s/N₀<-6dB)条件下，对于现有解调器是个瓶颈。

无论是载波同步、定时同步还是帧同步，其估计算法都对信噪比极为敏感。传统的非数据辅助算法，虽然运算简单，但是随着信噪比下降性能恶化，数据辅助算法估计精度高，但需要大量使用导频序列，对于带宽受限的卫星信道频谱效率低。

近年来提出的基于编码辅助算法则可以充分利用高性能编码增益辅助同步，是极低信噪比下设计框架的一种有效选择。

编码辅助的基本思想是：将Turbo码、LDPC码等高增益编码的迭代译码过程与前端的参数估计过程相结合，用迭代译码的软信息辅助参数估计，并在新的参数估计基础上进行译码，两者相互促进终共同收敛，完成参数的精确估计和译码。综合现有文献，编码辅助算法主要包括三类方案：直接将译码后较准确的符号作为参考序列来辅助同步，实现低SNR下的迭代同步，由Turbo码等最大后验(MAP)迭代译码，通过查找给定误差下性能最好的幸存路径实现同步；将译码所得软信息经处理后反馈给同步环，来判断和补偿同步偏差。其中，方案一只是将译码后信息简单代替了同步算法中参考序列，该方案收敛慢，性能受限于同步算法，易受突发信号干扰，只能用于同步跟踪阶段。方案二采用了最复杂的Turbo码MAP译码，延迟和计算复杂度都相对较大，但在该译码基础上用搜索幸存路径所估计的性能相对较好。方案三主要有两类实现方法：第一类方法通过对需估计同步偏差参数用最大期望(EM)准则推导该参数的迭代更新公式，并将每次迭代译码所得的软信息用于更新公式同步偏差参数，以达到最佳估计结果，该方法迭代次数相对少，且能和译码同时进行，但估计范围很窄，另一类方法通过利用译码输出软信息构造函数，通过搜索函数最大值来获取最优估计。该方法估计精度高，可在参数估计域中工作，但由于采用搜索运算，迭代复杂度很高。

总之，现有技术存在的问题是：卫星通信在高动态极低信噪比条件下接收解调复杂度高、解调译码延迟较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法，复杂度低、效率较高、适应性好。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种高动态极低信噪比卫星通信Turbo码迭代解调方法，包括如下步骤：

(10)接收信号下变频：将接收带通信号通过正交下变频，转换为基带信号；

(20)信号大频偏消除：将基带信号分段进行傅里叶变换并进行累加后，与匹配滤波器响应函数的傅里叶变换移位相加，得到似然函数；通过搜索似然函数峰值获得频偏粗估计值，并利用该估计值对接收带通信号进行载波频偏补偿；

(30)信号匹配滤波：将载波频偏补偿后的信号进行匹配滤波，得到信道匹配信号；

(40)帧同步和位定时联合估计：对匹配滤波后的信号进行高倍速率采样，获得多路采样信号，对多路采样信号并行进行帧同步检测，搜索相关峰最大值，利用相关峰最大值及对应的位置，估计出定时频偏，利用该定时频偏对滤波后信号进行定时频偏修正；

(50)频偏相偏预估计：利用帧同步检测捕获到的帧头作为频率估计的数据辅助序列，采用基于三角多项式插值数据辅助频率估计算法对频偏进行预估计，并对定时频偏修正后的信号进行补偿；

(60)频偏相偏精估计：利用基于M值搜索和基于三角插值EM算法级联的码辅助算法，对频偏相偏进行精估计，并对预估计补偿后的信号进行补偿；

(70)定时偏差精估计：对利用基于插值的M值二维搜索算法，对载波偏差补偿后的残留定时频偏、定时偏差进行估计，并对编码分组数据进行修正对修正后的信号送入译码器译码，输出译码判决结果，完成初始编码分组迭代解调译码。；

(80)多普勒频偏变化跟踪：对于后续编码分组，在频率EM算法模块引入频率计数器，改进EM算法，完成多普勒频偏变化跟踪。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、解调门限很低：本发明综合分析同步各个环节参数估计需求，提出了一种完整的迭代解调方法，可以针对1/6码率甚至更低码率的编码系统，在很低解调门限下，完成信号同步及译码。

2、效率较高：给出了一种新的帧同步检测算法，在相同帧头长度下检测概率更高；并采用编码辅助算法完成载波、定时同步，无需额外增加导频序列，可以大幅减少导频序列，传输效率较高。

3、复杂度较低：将三角多项式插值应用于载波、定时编码辅助同步算法，给出了一种EM算法和M值搜索的级联算法，在保证估计范围和估计精度的同时，减少了译码迭代次数，降低了算法实现的复杂度。

4、适应性好：本发明针对收发时钟不稳定存在定时频偏、星地运动存在大多普频偏及多普勒频偏变化率等应用场景，给出了相应解决算法，增强了系统在很低信噪比下容忍高动态能力。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明高动态极低信噪比卫星通信Turbo码迭代解调方法的主流程图。

图2是图1中信号大频偏消除步骤的流程图。

图3是图1中帧同步位定时联合估计步骤的工作原理图。

图4是图1中频偏预估计步骤步骤的流程图。

图5是图1中基于码辅助的载波精估计步骤的流程图。

图6是图5中基于M值算法频率粗搜索步骤的流程图。

图7是图5中基于三角插值EM算法频率精估计步骤的流程图。

图8是图1中基于码辅助定时偏差精估计步骤的流程图。

图9是图1中多普勒频偏变化跟踪步骤的工作原理图。

图10是本发明高动态极低信噪比卫星通信Turbo码迭代解调方法的性能仿真结果图。

具体实施方式

如图1所示，本发明高动态极低信噪比卫星通信Turbo码迭代解调方法，包括如下步骤：

(10)接收信号下变频：将接收带通信号通过正交下变频，转换为基带信号；

(20)信号大频偏消除：将基带信号分段进行傅里叶变换并进行累加后，与匹配滤波器响应函数的傅里叶变换移位相加，得到似然函数；通过搜索似然函数峰值获得频偏粗估计值，并利用该估计值对接收带通信号进行载波频偏补偿；

如图2所示，所述(20)信号大频偏消除步骤包括：

(21)基带信号分段傅立叶变换：将观察区间长度为L₀的基带信号分为N段，每小段长为L，然后对第l段进行N点离散傅立叶变换得到R_l(k)，并求得分组累加和，

(22)匹配滤波响应函数傅立叶变换：对匹配滤波器响应函数g(t)进行N点离散傅立叶变换得到函数对应的傅里叶变换值G(k)；

(23)移位相加：将G(k)向左移m位与相乘后累加，得到似然函数Λ(m),

(24)频偏估计：将G(k)不断向左移位，搜素Λ(m)函数最大值，取最大值对应的为为采样频率为f_s，则频率估计为：

(25)大频偏补偿：利用频率粗估计值对接收带通信号进行载波频偏补偿。

(30)信号匹配滤波：将载波频偏补偿后的信号进行匹配滤波，得到信道匹配信号；

(40)帧同步和位定时联合估计：对匹配滤波后的信号进行高倍速率采样，获得多路采样信号，对多路采样信号并行进行帧同步检测，搜索相关峰最大值，利用相关峰最大值及对应的位置，估计出定时频偏，利用该定时频偏对滤波后信号进行定时频偏修正；

如图3所示，所述(40)帧同步位定时联合估计步骤包括：

(41)信号采样：对波频偏补偿后的信号进行高倍速率采样，获得多路采样信号；

(42)多路帧同步检测：将多路采样信号分别送到N_p路帧同步检测单元进行帧同步检测，搜索获得N_p个相关峰最大值，所述每路帧同步检测单元采用如下表达式的容忍频偏的帧检测算法，

其中，为帧起始位置为i时得到的检测量；

r_k为接收信号，帧头长为L_h，将长L_h的序列分为L_PDI段，每段长为L_coh，即，

L_h＝L_PDI×L_coh；

x_n为第n段长为L_coh序列与帧同步头共轭相乘后得到信号；

(43)定时频偏粗估计：根据下式粗估计定时频偏，

式中，N_p个相关峰值中的最大值所在偏移区间为定时偏移τ₀所在区间，最大值所在位置为帧头起始位置μ，连续两帧捕获的帧头获得和一帧长为L_f；

(44)定时频偏修正：利用所述定时频偏粗估计值对接收带通信号进行定时频偏内插修正。

(50)频偏相偏预估计：利用帧同步检测捕获到的帧头作为频率估计的数据辅助序列，采用基于三角多项式插值数据辅助频率估计算法对频偏进行预估计，并对定时频偏修正后的信号进行补偿；

如图4所示，所述(50)频偏预估计步骤包括：

(51)消除调制信号：接收信号r_k与对应帧头序列a_k共轭相乘得到长为L_h单频信号z_n；

(52)FFT频率粗估：对长度为L_h的序列z_n末尾补L_h个0，并做2L_h点的FFT运算，搜寻FFT谱线“sinc”包络的主瓣位置l，则实际频率对应的谱线位置位于谱线R(l)和R(l+1)之间；

(53)三角多项式插值精估计：利用三角多项式插值公式计算出

再根据下述频率相位和FFT变换的关系式，获得关于频率和相位的估计值,

(54)频偏相偏补偿：利用获得的频率估计和相位估计对信号进行频偏相偏校正。

(60)频偏相偏精估计：利用基于M值搜索和基于三角插值EM算法级联的码辅助算法，对频偏相偏进行精估计，并对预估计补偿后的信号进行补偿；

如图5所示，所述(60)频偏相偏精估计步骤包括：

(61)基于M值算法频率粗搜索：构造M值函数，由预估计压缩范围确定搜索频率组，通过搜索M值函数最大值确定频率粗估计值

如图6所示，所述(61)基于M值算法频率粗搜索步骤包括：

(611)构造M值函数：利用译码输出软信息构造目标函数MSSO(f_n)，如下式所示，

其中，L_d为编码帧长，Λ(m_k)为Turbo译码器输出的软信息，m_k为译码输出的第k个信息比特，f_n表示第n个频率搜索量；

(612)设置频偏相偏动态范围：频偏相偏预估计环节完成后，频偏f_res、相偏θ_res的压缩范围分别由频率和相位的MCRB界决定，即满足下式、

其中，MCRB_f表示频率的MCRB界，MCRB_θ表示相位的MCRB界。

(613)设置搜索步长：设置搜索步长Δf，使其满足下式，

其中θ_resmax为残留相偏最大抖动范围；

(614)确定频率搜索值：由搜索步长和频偏动态范围对应的载波频偏搜索值{f_n}满足

f_n＝f_n-1+Δf；

(615)M值搜索：利用每一组搜索值f_n，对接收数据r_k进行载波频偏校正，经过1次译码迭代后，根据其输出的软信息Λ(m_k)计算得到MSSO(f_n)；最后通过比较，选择{MSSO(f_n)}中最大值对应的f_n作为最终的估计值，即

(62)频偏补偿：将M值算法得到频率对编码分组数据r_k进行频偏修正；

(63)基于三角插值EM算法频率精估计：利用译码输出软信息消除调制信息，通过三角插值算法获得频偏相偏精估计，然后对频偏相偏进行校正后，再进行多次迭代，完成频偏相偏精估计及补偿。

如图7所示，所述(63)基于三角插值EM算法频率精估计步骤包括：

(631)将编码数据r_k送入译码器进行一次迭代，得到软信息值Λ(m_k)，根据符号后验概率与软信息关系，如式所示，得到符号后验概率η(m_k)

(632)消除调制信息：将后验概率η(m_k)与数据r_k进行共轭相乘，消除调制信息，得到序列{z_k}；

(633)FFT频率粗估：对长度为L_d的{z_k}序列末尾补L_d个0，并做2L_d点的FFT运算，搜寻FFT谱线“sinc”包络的主瓣位置l，确定实际频率位于谱线R(l)和R(l+1)间的某处；

(634)三角多项式插值估计：利用(53)中给出的三角多项式插值公式获得关于频率和相位的精确估计；

(635)频偏相偏校正：将上一步获得频率和相位估计值对编码分组信号进行校正；

(636)迭代次数判断：若译码迭代次数n小于最大迭代次数，跳转到步骤(631)，进行下一次迭代，并记n＝n+1，否则，迭代完成；

(637)输出更新数据：达到译码迭代上限后，输出更新后的分组数据。

(70)定时偏差精估计：对利用基于插值的M值二维搜索算法，对载波偏差补偿后的残留定时频偏、定时偏差进行估计，并对编码分组数据进行修正对修正后的信号送入译码器译码，输出译码判决结果，完成初始编码分组迭代解调译码。；

如图8所示，所述(70)定时偏差精估计步骤包括：

(71)确定定时频偏搜索序列。设定时频偏估计间隔为Δf_τ，Δf_τ取值满足式，由Δf_τ确定定时频偏搜索序列{f_j},

Δf_τ·N<0.05；

(72)迭代求解4个M值：给定一个定时频偏f_j，对编码分组数据进行定时内插校正，以基准点为参考，间隔T/4，选择4路采样数据，时间间隔为-T/4，0，T/4，T/2，分别送入译码器进行一次迭代，得到4个M值，记为Γ(-T/4)，Γ(0)，Γ(T/4)，Γ(T/2)；

(73)三角插值求得给定频率点最大值：在该组频率点上最大值位置为并在该估计值基础上，经过内插滤波器得到一组修正数据，并送入译码器得到新的Γ_max(f_j)；

(74)定时偏差精估计：逐个比较Γ_max(f_j)，由关于定时频偏和定时偏差的M值二维函数特性知，极值在以最高点为中心两边分布，当Γ_max(f_j-1)<Γ_max(f_j)，Γ_max(f_j+1)<Γ_max(f_j)，则可判断找到最大值，则对应频率即为所要获得的定时频偏精估计f_fine，对应的初始定时偏差为所要获得τ₀；

(75)译码判决输出：以定时频偏f_fine、初始定时偏差τ₀对采样数据进行校正，并送入译码器多次迭代后完成译码判决输出。

(80)多普勒频偏变化跟踪：对于后续编码分组，在频率EM算法模块引入频率计数器，改进EM算法，完成多普勒频偏变化跟踪。

如图9所示，所述(80)多普勒频偏变化跟踪步骤包括：

(81)频偏预估计：利用已知帧头序列对频偏进行预估计；

(82)基于M值算法频偏粗估计：基于M值搜索的码辅助算法对第一帧的频偏进行粗估计，从而消除大部分频偏；

(83)频率跟踪：设第n帧采用EM算法获得的频偏估计值为f_n，则频偏计数器存储值记为则对于第n+1帧，首先利用帧头采用相位数据辅助算法估计初始相位，压缩相偏，然后用f_nco来进行频偏校正，然后再送译码器进行EM算法频偏估计。

图10是本发明高动态极低信噪比卫星通信Turbo码迭代解调方法的性能仿真结果图。

如图10所示，采用1/6码率的Turbo码(1960,11760)仿真10000次得到接收机误码性能曲线。其中，帧长N＝256，采用16倍符号速率采样。仿真参数设置如下：

1)调制方式及信道特性：BPSK调制下AWGN信道

2)符号速率：f_s＝1Mb/s

3)初始频偏：Δf＝2f_s，初始相偏：θ∈(-180°～180°)

4)频偏变化率：a＝1KHz/s

5)定时偏差：τ₀＝0.2T_s，定时频偏：τ_fr＝50ppm

由图10可以看到，对比理想同步情况下性能曲线，性能损失约0.2dB，损失较小，验证了该方案的可行性。

本发明针对高动态极低信噪比下卫星通信应用场景，充分考虑卫星信道特点，综合分析同步参数各个环节估计需求，在保证估计精度和估计范围的前提下，对现有编码辅助算法进行了优化，提供了一套稳健的预估计算法，最后设计了一套完整的接收机整体方案，实现了高动态极低信噪比下的快速解调和译码功能。

Claims (3)

1.一种高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法，其特征在于，包括如下步骤：

(10)接收信号下变频：将接收带通信号通过正交下变频，转换为基带信号；

(20)信号大频偏消除：将基带信号分段进行傅里叶变换并进行累加后，与匹配滤波器响应函数的傅里叶变换移位相加，得到似然函数；通过搜索似然函数峰值获得频偏粗估计值，并利用该估计值对接收带通信号进行载波频偏补偿；

(30)信号匹配滤波：将载波频偏补偿后的信号进行匹配滤波，得到信道匹配信号；

(40)帧同步和位定时联合估计：对匹配滤波后的信号进行高倍速率采样，获得多路采样信号，对多路采样信号并行进行帧同步检测，搜索相关峰最大值，利用相关峰最大值及对应的位置，估计出定时频偏，利用该定时频偏对滤波后信号进行定时频偏修正；

(50)频偏相偏预估计：利用帧同步检测捕获到的帧头作为频率估计的数据辅助序列，采用基于三角多项式插值数据辅助频率估计算法对频偏进行预估计，并对定时频偏修正后的信号进行补偿；

(60)频偏相偏精估计：利用基于M值搜索和基于三角插值EM算法级联的码辅助算法，对频偏相偏进行精估计，并对预估计补偿后的信号进行补偿；

(70)定时偏差精估计：对利用基于插值的M值二维搜索算法，对载波偏差补偿后的残留定时频偏、定时偏差进行估计，并对编码分组数据进行修正对修正后的信号送入译码器译码，输出译码判决结果，完成初始编码分组迭代解调译码；

(80)多普勒频偏变化跟踪：对于后续编码分组，在频率EM算法模块引入频率计数器，改进EM算法，完成多普勒频偏变化跟踪；

所述(20)信号大频偏消除步骤包括：

(21)基带信号分段傅立叶变换：将观察区间长度为L₀的基带信号分为N段，每小段长为L，然后对第l段进行N点离散傅立叶变换得到R_l(k)，并求得分组累加和，

(22)匹配滤波响应函数傅立叶变换：对匹配滤波器响应函数g(t)进行N点离散傅立叶变换得到函数对应的傅里叶变换值G(k)；

(23)移位相加：将G(k)向左移m位与相乘后累加，得到似然函数Λ(m),

(24)频偏估计：将G(k)不断向左移位，搜素Λ(m)函数最大值，取最大值对应的为为采样频率为f_s，则频率估计为：

(25)大频偏补偿：利用频率粗估计值对接收带通信号进行载波频偏补偿；

所述(40)帧同步位定时联合估计步骤包括：

(41)信号采样：对波频偏补偿后的信号进行高倍速率采样，获得多路采样信号；

(42)多路帧同步检测：将多路采样信号分别送到N_p路帧同步检测单元进行帧同步检测，搜索获得N_p个相关峰最大值，所述N_p路帧同步检测单元的每路帧同步检测单元采用如下表达式的容忍频偏的帧检测算法，

其中，l_i为帧起始位置为i时得到的检测量；

r_k为接收信号，帧头长为L_h，将长L_h的序列分为L_PDI段，每段长为L_coh，即，

L_h＝L_PDI×L_coh；

x_n为第n段长为L_coh序列与帧同步头共轭相乘后得到信号；

(43)定时频偏粗估计：根据下式粗估计定时频偏，

式中，N_p个相关峰值中的最大值所在偏移区间为定时偏移τ₀所在区间，最大值所在位置为帧头起始位置μ，连续两帧捕获的帧头获得和一帧长为L_f；

(44)定时频偏修正：利用所述定时频偏粗估计值对接收带通信号进行定时频偏内插修正；

所述(50)频偏预估计步骤包括：

(51)消除调制信号：接收信号r_k与对应帧头序列a_k共轭相乘得到长为L_h单频信号z_n；

(52)FFT频率粗估：对长度为L_h的序列z_n末尾补L_h个0，并做2L_h点的FFT运算，搜寻FFT谱线“sinc”包络的主瓣位置l，则实际频率对应的谱线位置位于谱线R(l)和R(l+1)之间；

(53)三角多项式插值精估计：利用三角多项式插值公式计算出

再根据下述频率相位和FFT变换的关系式，获得关于频率和相位的估计值,

(54)频偏相偏补偿：利用获得的频率估计和相位估计对信号进行频偏相偏校正；

所述(60)频偏相偏精估计步骤包括：

(61)基于M值算法频率粗搜索：构造M值函数，由预估计压缩范围确定搜索频率组，通过搜索M值函数最大值确定频率粗估计值

(62)频偏补偿：将M值算法得到频率对编码分组数据r_k进行频偏修正；

(63)基于三角插值EM算法频率精估计：利用译码输出软信息消除调制信息，通过三角插值算法获得频偏相偏精估计，然后对频偏相偏进行校正后，再进行多次迭代，完成频偏相偏精估计及补偿；

所述(70)定时偏差精估计步骤包括：

(71)确定定时频偏搜索序列：设定时频偏估计间隔为Δf_τ，Δf_τ取值满足下式，由Δf_τ确定定时频偏搜索序列{f_j},

Δf_τ·N＜0.05；

(72)迭代求解4个M值：从所述定时频偏搜索序列{f_j}中选定一个频率点f_j，对编码分组数据进行定时内插校正，以基准点为参考，间隔T/4，选择4路采样数据，时间间隔为-T/4，0，T/4，T/2，分别送入译码器进行一次迭代，得到4个M值，记为Γ(-T/4)，Γ(0)，Γ(T/4)，Γ(T/2)；

(73)三角插值求得给定频率点最大值：在所述频率点f_j上最大值所处位置的估计值为并在该估计值基础上，经过内插滤波器得到一组修正数据，并送入译码器得到新的Γ_max(f_j)；

(74)定时偏差精估计：逐个比较Г_max(f_j)，由关于定时频偏和定时偏差的M值二维函数特性知，极值在以最高点为中心两边分布，当Γ_max(f_j-1)＜Γ_max(f_j)，Γ_max(f_j+1)＜Γ_max(f_j)，则可判断找到最大值，则对应频率即为所要获得的定时频偏精估计f_fine，对应的初始定时偏差为所要获得τ₀；

(75)译码判决输出：以定时频偏f_fine、初始定时偏差τ₀对采样数据进行校正，并送入译码器多次迭代后完成译码判决输出；

所述(80)多普勒频偏变化跟踪步骤包括：

(81)频偏预估计：利用已知帧头序列对频偏进行预估计；

(82)基于M值算法频偏粗估计：基于M值搜索的码辅助算法对第一帧的频偏进行粗估计，从而消除大部分频偏；

(83)频率跟踪：设第n帧采用EM算法获得的频偏估计值为f_n，则频偏计数器存储值记为则对于第n+1帧，首先利用帧头采用相位数据辅助算法估计初始相位，压缩相偏，然后用f_nco来进行频偏校正，然后再送译码器进行EM算法频偏估计。

2.根据权利要求1所述的Turbo码迭代解调方法，其特征在于，所述(61)基于M值算法频率粗搜索步骤包括：

(611)构造M值函数：利用译码输出软信息构造目标函数MSSO(f_n)，如下式所示，

其中，L_d为编码帧长，Λ(m_k)为Turbo译码器输出的软信息，m_k为译码输出的第k个信息比特，f_n表示第n个频率搜索量；

(612)设置频偏相偏动态范围：频偏相偏预估计环节完成后，频偏f_res、相偏θ_res的压缩范围分别由频率和相位的MCRB界决定，即满足下式，

其中，MCRB_f表示频率的MCRB界，MCRB_θ表示相位的MCRB界；

(613)设置搜索步长：设置搜索步长Δf，使其满足下式，

其中θ_resmax为残留相偏最大抖动范围；

(614)确定频率搜索值：由搜索步长和频偏动态范围对应的载波频偏搜索值{f_n}满足

f_n＝f_n-1+Δf；

(615)M值搜索：利用每一组搜索值f_n，对接收数据r_k进行载波频偏校正，经过1次译码迭代后，根据其输出的软信息Λ(m_k)计算得到MSSO(f_n)；最后通过比较，选择{MSSO(f_n)}中最大值对应的f_n作为最终的估计值，即

3.根据权利要求1所述的Turbo码迭代解调方法，其特征在于，所述(63)基于三角插值EM算法频率精估计步骤包括：

(631)将编码数据r_k送入译码器进行一次迭代，得到软信息值Λ(m_k)，根据符号后验概率与软信息关系，如式所示，得到符号后验概率η(m_k)

(632)消除调制信息：将后验概率η(m_k)与数据r_k进行共轭相乘，消除调制信息，得到序列{z_k}；

(633)FFT频率粗估：对长度为L_d的{z_k}序列末尾补L_d个0，并做2L_d点的FFT运算，搜寻FFT谱线“sinc”包络的主瓣位置l，确定实际频率位于谱线R(l)和R(l+1)间的某处；

(634)三角多项式插值估计：利用(53)中给出的三角多项式插值公式获得关于频率和相位的精确估计；

(635)频偏相偏校正：将上一步获得频率和相位估计值对编码分组信号进行校正；

(636)迭代次数判断：若译码迭代次数n小于最大迭代次数，跳转到步骤(631)，进行下一次迭代，并记n＝n+1，否则，迭代完成；

(637)输出更新数据：达到译码迭代上限后，输出更新后的分组数据。