DVB-RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法

摘要

本发明提供了一种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法，在Mesh RCST RL LM接收机基础上，充分利用DVB‑RCS2 RL LM Turbo码译码器迭代输出的有效载荷符号的假设后验概率对数似然比信息，并行执行迭代同步、迭代均衡、迭代噪声干扰抵消三个涡轮迭代运算。本发明通过进行迭代同步和迭代信道估计来消除载波频率偏移、载波相位偏移、定时偏差、幅度变化，实现迭代均衡，使用迭代噪声干扰估计与抵消技术来减轻相邻卫星干扰、ACI和IMI的影响。另外，本发明使用迭代噪声干扰估计与抵消技术还可以减轻CCI的影响，从而允许采用多个用户在相同频率或时隙传输的高效多址接入方案。

权利要求

1.一种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收方法，其特征在于，包括如下过程：经过ADC采样的第二代卫星数字电视广播返回信道(DVB‑RCS2)的返回链路(RL)线性调制(LM)接收信号，经突发缓存器缓存后，由频谱反转模块进行频谱反转处理，再由数控振荡器(NCO)频率校正模块进行频偏和相位差校正，然后通过重‑采样模块和抽取模块得到4倍实际符号速率的采样样本，接着将该采样样本传递给匹配滤波器进行匹配滤波，再由定时跟踪模块采用本地已知导频序列pre、post、p对输入符号序列进行相关实现粗定时同步；

剔除经过粗定时同步的符号序列中的导频序列pre、post、p，将经过剔除处理后的符号序列经由FFT模块变换到频域，之后由包括前馈频域均衡器(FDE)和反馈频域均衡器(FDE)两部分的均衡器模块进行频域均衡，之后再经过IFFT模块变换回时域，进行干扰噪声抵消，再由符号解映射模块采用相应的星座类型进行符号解映射操作，转换符号以bits软量，即对数似然比统计量(LLRs)表示，然后存入码块缓存器；

接着进行译码，译码之前先由反穿孔模块对不同码率的迭代译码器输入执行反穿孔操作，恢复每个突发的Turbo码的每个冗余比特Y和W的比特流长度，然后再传递给迭代译码器，执行DVB‑RCS2标准的Turbo码译码；

迭代译码器每次迭代译码输出的每一对比特的对数似然比统计量(LLRs)均由LLR Bits操作器存储到LLR RAM中，一方面直接供干扰噪声估计码块对叠加的噪声和相邻卫星干扰、邻道干扰(ACI)、互调干扰(IMI)以及共信道干扰(CCI)的统计特性进行迭代估计，实现迭代噪声抵消、迭代干扰抵消，另一方面由符号映射模块按照存储于查找表(LUT)中的不同调制方案的星座生成调制符号，既用于定时跟踪模块实现迭代定时同步，又经过FFT模块变换到频域后供频偏和相位联合估计模块进行频偏和相位联合迭代估计，实现迭代频率和相位同步，同时供精信道估计模块进行迭代信道估计，用于迭代均衡；

达到设定的迭代次数或满足停止条件后，对每一对比特的对数似然比统计量(LLRs)进行硬判决，输出译码比特给有效载荷CRC校验模块，进行校验比对，确定经过Turbo译码后的接收突发的正确性后，输出进行RLE处理。

2.根据权利要求1所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收方法，其特征在于，所述导频序列pre、post、p的剔除过程具体如下：当采用非扩频模式时，经过粗定时同步的符号序列由pre、post、p解复接模块将已知导频序列pre、post、p剔除并存于pre、post、p缓存器中；

当采用扩频模式时，则需由解扩频扰码和去重复模块首先对输入的突发符号序列解扰，得到解扩频扰码后的整个突发，再由pre、post、p解复接模块将已知导频序列pre、post、p剔除并存于pre、post、p缓存器中，经剔除处理后的符号序列通过对接收的重复符号进行平均实现去重复得到解扩后的符号序列；

存于pre、post、p缓存器中的导频序列pre、post、p，经FFT模块变换到频域，供频偏和相位联合估计模块进行初始的频偏和相位联合估计，实现频率和相位粗同步，并且供粗信道估计模块进行均衡器所需的初始信道估计。

3.一种实现权利要求1至2中任一项所述DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收方法的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，包括突发缓存器、频谱反转模块、数控振荡器(NCO)频率校正模块、频偏和相位联合估计模块、重‑采样模块、抽取模块、匹配滤波器、定时跟踪模块、FFT模块、均衡器、解复接模块、信道估计模块、解扩频扰码和去重复模块、缓存器、IFFT模块、符号解映射模块、码块缓存器、反穿孔模块、迭代译码器、LLR Bits操作器、有效载荷CRC校验模块、符号映射模块、干扰噪声估计模块。

4.根据权利要求3所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，所述突发缓存器缓存经ADC采样输出的突发采样样本；频谱反转模块通过对Q路信号乘以‑1来实现频谱反转；数控振荡器(NCO)频率校正模块修正解调信号具有的频偏，以保持相位连续；频偏和相位联合估计模块采用频域算法，运用突发中承载符号的后验概率对数似然比(APP LLR)信息，该后验概率对数似然比(APP LLR)信息为Turbo译码器迭代计算出的软量，软量和pre、post、p已知符号一起，均用于估计频率偏差和相位偏差，然后按照最新的估计校正突发中的符号采样样本，再执行下一轮迭代。

5.根据权利要求3所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，所述重‑采样模块按照给定的比例因子降低输入信号采样率；抽取模块负责按照配值抽取输入符号，得到4倍实际符号速率；匹配滤波器对来自抽取模块的输入信号进行匹配滤波；定时跟踪模块对匹配滤波器输出样本重新采样，使每个符号的规定数量采样样本的信噪比(SNR)最大，码间干扰(ISI)最小，在包括信道中具有时变延时的各种信道条件下，解调器跟踪经过校正的采样样本，定时跟踪算法运用突发中承载符号的后验概率对数似然比(APP LLR)信息，该后验概率对数似然比(APP LLR)信息为Turbo译码器迭代计算出的软量，软量和pre、post、p已知符号一起，进行定时偏差估计并校正符号，再执行下一轮迭代。

6.根据权利要求3所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，FFT模块用于将时域信号变换到频域；均衡器采用频域均衡器，包括前馈频域均衡器(FDE)和反馈频域均衡器(FDE)两部分；解复接模块为Pre、post、p解复接模块，对输入的突发符号序列执行移除已知导频序列pre、post、p的处理；信道估计模块采用频域算法进行信道估计，分为粗信道估计和精信道估计两个子模块，粗信道估计算法仅采用已知导频序列pre、post、p，精信道估计算法运用突发中承载符号的后验概率对数似然比(APP LLR)信息，该后验概率对数似然比(APP LLR)信息为Turbo译码器迭代计算出的软量，软量和pre、post、p已知符号一起，进行信道估计，再执行下一轮迭代。

7.根据权利要求3所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，所述解扩频扰码和去重复模块采用扩频模式，对于输入的突发符号序列解扰，得到解扩频扰码后的整个突发，在剔除已知导频序列pre、post、p后，通过对接收的重复符号进行平均实现去重复；缓存器为pre、post、p缓存器，用于缓存解复接得到的已知导频序列pre、post、p；IFFT模块将频域信号变换到时域；解映射模块采用正确的星座类型进行符号解映射操作，转换符号以对数似然比统计量(LLRs)表示；码块缓存器用于缓存输出给迭代译码器的码块软量；反穿孔模块通过对不同码率的迭代译码器输入执行反穿孔操作，恢复每个突发的Turbo码每个冗余比特Y和W的比特流长度。

8.根据权利要求3所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，所述迭代译码器执行在DVB‑RCS2标准中Turbo码译码，将接收到的系统比特和校验比特的对数似然比统计量(LLRs)输入对应的分量译码器，通过考虑信道增益和噪声方差，从接收机采样样本计算对数似然比统计量(LLRs)；译码是以迭代的方式进行的，在每次迭代时，两个分量译码器均更新对数似然比统计量(LLRs)，且相应地进行交织或解交织；分量译码器之间交换输入和输出的对数似然比统计量(LLRs)之差；每次迭代译码输出的每一对比特的对数似然比统计量(LLRs)用于进一步处理，达到设定的迭代次数或满足停止条件后，对每一对比特的对数似然比统计量(LLRs)进行硬判决，输出译码比特。

9.根据权利要求3所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，其特征在于，所述LLR Bits操作器将每次迭代译码器输出的软判决对数似然比统计量(LLRs)存储到LLR表的RAM单元中，供需要的模块使用；有效载荷CRC校验模块对迭代译码器输出的比特序列计算突发承载的CRC，并进行校验比对，确定经过Turbo译码后的接收帧的正确性；符号映射模块按照存储于查找表(LUT)中的不同的调制方案的星座生成调制符号；干扰噪声估计模块对叠加的相邻卫星干扰、邻道干扰(ACI)、互调干扰(IMI)以及共信道干扰(CCI)的统计特性进行估计，通过利用前一次迭代译码器的输出以提高估计性能。

说明书

DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法

技术领域

[0001] 本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法。

背景技术

[0002] 提供各种互动服务的卫星数字电视广播返回信道（Digital Video Broadcasting ‑ Return Channel via Satellite，DVB‑RCS）宽带卫星通信系统通常由工作在C、X、Ku和Ka
频段上的地球静止轨道卫星和大量分布在广阔地理区域、采用小孔径天线的返回信道卫星
终端（Return Channel Satellite Terminal，RCST）组成，RCST通过卫星与HUB信关站进行
通信。为了有效地利用系统网络资源，所有终端使用多频时分多址（MF‑TDMA）共享卫星返回
信道（DVB‑RCS），其中每个终端在有限的时间周期内分配有限的频率时隙进行突发
（Bursts）传输。为了有效降低卫星通信传输时延，DVB‑RCS2标准设计支持RCST具有Mesh功
能。

[0003] 小孔径天线的一个特点是天线波束宽，因此采用小孔径天线、支持Mesh功能的RCST的返回链路（Return Link，RL）接收机可能受到相邻卫星的干扰。此外，在移动卫星通
信应用中，安装在空中飞机、海上船舶、火车或地面车辆上的小孔径天线终端可能会产生天
线指向误差，这也可能会潜在加重相邻卫星的干扰。这些综合效应导致了小孔径天线Mesh 
RCST RL接收机会受到另一个卫星网络的时变干扰。

[0004] 宽带卫星通信DVB‑RCS RL信道也是衰落信道，特别是在RCST移动以及在遮挡阴影无法直射的情况下，信道中多径时延的问题变得更加突出；信号的传输带宽可能会大于信
道的相干带宽，使得DVB‑RCS RL信道上的宽带卫星通信受到严重的频率选择性衰落影响。
RCST移动还会导致信号载波发生多普勒频移。

[0005] 考虑卫星使用的星载高功率放大器（HPA）具有典型的行波管非线性特征，导致发射信号星座点的相位和幅值会发生畸变。更具体地说，卫星非线性功率放大器的相位和幅
值响应主要取决于其输入信号的包络。由于来自不同RCST的RL信号之间具有随机的相位、
频率和功率偏差，因此卫星HPA的输入信号包络在块（Block）与块之间的变化，导致卫星行
为从一个块到下一个块也随之改变。

[0006] HPA的非线性还导致DVB‑RCS RL MF‑TDMA的邻道干扰（ACI）和互调干扰（IMI）加剧。此外，当系统设计采用允许多个用户同时使用相同的频率或时隙的高效多址接入方式
时，系统还存在共信道干扰（CCI）。另外，支持Mesh功能RCST的RL接收信号还会受到射频本
地振荡器（LO）和接收机前端调谐器引起的载波相位噪声。由于RL信道的带宽有限，与块中
连续符号相关联的相位噪声样本会经历更大的变化。

[0007] 综合以上因素，DVB‑RCS RL信号传输过程中会出现载波频率偏移、载波相位偏移、定时偏差、幅度变化，信号经过卫星信道（含星载HPA的非线性）到达接收端会受到严重的干
扰，造成传输性能下降。为此，必须专门有针对性地设计一种高性能的Mesh RCST RL接收
机。

[0008] DVB‑RCS2标准规定了一些导频符号辅助的突发格式，具有较大的导频间隔周期，且有些突发中的导频符号极其有限。传统的Mesh RCST RL接收机同步仅使用导频符号估计
频率偏差、相位偏差和定时偏差，并进行单载波均衡所需的信道估计，性能较差。众所周知，
为了利用导频符号进行同步，当频偏高达3%符号速率时导频周期应小于17个符号，否则2个
连续的导频符号经历的相互间相位差将超过 ；而估计方差的修正的Cramer‑Rao界取决
于所用的符号数量；因此，仅仅利用数量非常有限导频符号进行DVB‑RCS RL突发同步的性
能较差，信道估计亦然，从而导致传统的Mesh RCST RL接收机性能较差。

发明内容

[0009] 针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法，充分利用了DVB‑RCS2标准规定RL LM‑TC的Turbo码译码器迭代计算出的突发中
有效载荷符号的APP LLR信息软符号，并行执行迭代同步、迭代均衡和迭代噪声干扰抵消三
个涡轮迭代运算，消除载波频率偏移、载波相位偏移、定时偏差、幅度变化，实现迭代均衡，
减轻相邻卫星干扰、ACI、IMI、以及CCI的影响，提高传输的可靠性和频谱效率。

[0010] 本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

[0011] 一种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收方法，包括如下过程：

[0012] 经过ADC采样的DVB‑RCS2 RL LM接收信号，经突发缓存器缓存后，由频谱反转模块进行频谱反转处理，再由NCO频率校正模块进行频偏和相位差校正，然后通过重‑采样模块
和抽取模块得到4倍实际符号速率的采样样本，接着将该采样样本传递给匹配滤波器进行
匹配滤波，再由定时跟踪模块采用本地已知导频序列pre、post、p对输入符号序列进行相关
实现粗定时同步；

[0013] 剔除经过粗定时同步的符号序列中的导频序列pre、post、p，将经过剔除处理后的符号序列经由FFT模块变换到频域，之后由包括前馈FDE和反馈FDE两部分的均衡器模块进
行频域均衡，之后再经过IFFT模块变换回时域，进行干扰噪声抵消，再由符号解映射模块采
用相应的星座类型将符号解映射转换bits软量LLRs存入码块缓存器；

[0014] 接着进行译码，译码之前先由反穿孔模块对不同码率的迭代译码器输入执行反穿孔操作，恢复每个突发的Turbo码的每个冗余比特Y和W的比特流长度，然后再传递给迭代译
码器，执行DVB‑RCS2标准的Turbo码译码；

[0015] 迭代译码器每次迭代译码输出的每一对比特的LLRs均由LLR Bits操作器存储到LLR RAM中，一方面直接供干扰噪声估计码块对叠加的噪声和相邻卫星干扰、ACI、IMI以及
CCI的统计特性进行迭代估计，实现迭代噪声抵消、迭代干扰抵消，另一方面由符号映射模
块按照存储于映射LUT中的不同调制方案的星座生成调制符号，既用于定时跟踪模块实现
迭代定时同步，又经过FFT模块变换到频域后供频偏和相位联合估计模块进行频偏和相位
联合迭代估计，实现迭代频率和相位同步，同时供精信道估计模块进行迭代信道估计，用于
迭代均衡；

[0016] 达到设定的迭代次数或满足停止条件后，对每一对比特的LLRs进行硬判决，输出译码比特给有效载荷CRC校验模块，进行校验比对，确定经过Turbo译码后的接收突发的正
确性后，输出进行RLE处理。

[0017] 进一步地，所述导频序列pre、post、p的剔除过程具体如下：当采用非扩频模式时，经过粗定时同步的符号序列由pre、post、p解复接模块将已知导频序列pre、post、p剔除并
存于pre、post、p缓存器中；

[0018] 当采用扩频模式时，则需由解扩频扰码和去重复模块首先对输入的突发符号序列解扰，得到解扩频扰码后的整个突发，再由pre、post、p解复接模块将已知导频序列pre、
post、p剔除并存于pre、post、p缓存器中，经剔除处理后的符号序列通过对接收的重复符号
进行平均实现去重复得到解扩后的符号序列；

[0019] 存于pre、post、p缓存器中的导频序列pre、post、p，经FFT模块变换到频域，供频偏和相位联合估计模块进行初始的频偏和相位联合估计，实现频率和相位粗同步，并且供粗
信道估计模块进行均衡器所需的初始信道估计。

[0020] 一种实现上述DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收方法的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，包括突发缓存器、频谱反转模块、NCO频率校正模块、频偏和相位联合估计模块、重‑采样
模块、抽取模块、匹配滤波器、定时跟踪模块、FFT模块、均衡器、解复接模块、信道估计模块、
解扩频扰码和去重复模块、缓存器、IFFT模块、符号解映射模块、码块缓存器、反穿孔模块、
迭代译码器、LLR Bits操作器、有效载荷CRC校验模块、符号映射模块、干扰噪声估计模块。

[0021] 进一步地，所述突发缓存器缓存经ADC采样输出的突发采样样本；频谱反转模块通过对Q路信号乘以‑1来实现频谱反转；NCO频率校正模块修正解调信号具有的频偏，以保持
相位连续；频偏和相位联合估计模块采用频域算法，运用突发中承载符号的APP LLR信息，
该APP LLR信息为Turbo译码器迭代计算出的软符号，软符号和pre、post、p已知符号一起，
均用于估计频率偏差和相位偏差，然后按照最新的估计校正突发中的符号采样样本，再执
行下一轮迭代。

[0022] 进一步地，所述重‑采样模块按照给定的比例因子降低输入信号采样率；抽取模块负责按照配值抽取输入符号，得到4倍实际符号速率；匹配滤波器对来自抽取模块的输入信
号进行匹配滤波；定时跟踪模块对匹配滤波器输出样本重新采样，使每个符号的规定数量
采样样本的SNR最大，ISI最小，在包括信道中具有时变延时的各种信道条件下，解调器跟踪
经过校正的采样样本，定时跟踪算法运用突发中承载符号的APP LLR信息，该APP LLR信息
为Turbo译码器迭代计算出的软符号，软符号和pre、post、p已知符号一起，进行定时偏差估
计并校正符号，再执行下一轮迭代。

[0023] 进一步地，FFT模块用于将时域信号变换到频域；均衡器采用频域均衡器，包括前馈FDE和反馈FDE两部分；解复接模块为Pre、post、p解复接模块，对输入的突发符号序列执
行移除已知导频序列pre、post、p的处理；信道估计模块采用频域算法进行信道估计，分为
粗信道估计和精信道估计两个子模块，粗信道估计算法仅采用已知导频序列pre、post、p，
精信道估计算法运用突发中承载符号的APP LLR信息，该APP LLR信息为Turbo译码器迭代
计算出的软符号，软符号和pre、post、p已知符号一起，进行信道估计，再执行下一轮迭代。

[0024] 进一步地，所述解扩频扰码和去重复模块采用扩频模式，对于输入的突发符号序列解扰，得到解扩频扰码后的整个突发，在剔除已知导频序列pre、post、p后，通过对接收的
重复符号进行平均实现去重复；缓存器为pre、post、p缓存器，用于缓存解复接得到的已知
导频序列pre、post、p；IFFT模块将频域信号变换到时域；解映射模块采用正确的星座类型
进行符号解映射操作，转换符号以LLRs表示；码块缓存器用于缓存输出给迭代译码器的码
块软bits；反穿孔模块通过对不同码率的迭代译码器输入执行反穿孔操作，恢复每个突发
的Turbo码每个冗余比特Y和W的比特流长度。

[0025] 进一步地，所述迭代译码器执行在DVB‑RCS2标准中Turbo码译码，将接收到的系统比特和校验比特的LLRs输入对应的分量译码器，通过考虑信道增益和噪声方差，从接收机
采样样本计算LLRs；译码是以迭代的方式进行的，在每次迭代时，两个分量译码器均更新
LLRs，且相应地进行交织或解交织；分量译码器之间交换输入和输出的LLRs之差；每次迭代
译码输出的每一对比特的LLRs用于进一步处理，达到设定的迭代次数或满足停止条件后，
对每一对比特的LLRs进行硬判决，输出译码比特。

[0026] 进一步地，所述LLR Bits操作器将每次迭代译码器输出的软判决LLRs存储到LLR 表的RAM单元中，供需要的模块使用；有效载荷CRC校验模块对迭代译码器输出的比特序列
计算突发承载的CRC，并进行校验比对，确定经过Turbo译码后的接收帧的正确性；符号映射
模块按照存储于LUT中的不同的调制方案的星座生成调制符号；干扰噪声估计模块对叠加
的相邻卫星干扰、ACI、IMI、以及CCI干扰的统计特性进行估计，通过利用前一次迭代译码器
的输出以提高估计性能。

[0027] 本发明具有如下有益效果：

[0028] DVB‑RCS2标准规定RL线性调制（Linear Modulation，LM）采用Turbo编码，因此本发明在Mesh RCST RL LM接收机基础上，充分利用DVB‑RCS2 RL LM Turbo码译码器迭代输
出的有效载荷符号的假设后验概率对数似然比（APP LLR）信息，即Turbo译码器迭代计算出
的软符号，并行执行迭代同步、迭代均衡和迭代噪声干扰抵消三个涡轮迭代运算。具体来
说，本发明一是进行迭代同步和迭代信道估计，消除载波频率偏移、载波相位偏移、定时偏
差、幅度变化，实现迭代均衡，同时使用迭代噪声干扰估计与抵消技术来减轻相邻卫星干
扰、ACI和IMI的影响，从而提高DVB‑RSC2 RL的传输可靠性，并允许使用更高阶的调制方案
且导频符号的数量更少；二是使用迭代噪声干扰估计与抵消技术还可以减轻CCI的影响，从
而允许采用多个用户在相同频率或时隙传输的高效多址接入方案。

[0029] 本发明通过在Mesh RCST上采用这种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收方法，可以达到提高DVB‑RCS RL频谱利用效率的目的。迭代均衡、迭代同步、迭代噪声干扰估计与抵消三涡
轮迭代技术显著提高了Mesh RCST RL LM接收机性能。而且迭代均衡器、迭代同步器、迭代
噪声干扰估计与抵消器与Turbo译码器并行运行，不会降低吞吐量。

附图说明

[0030] 图1为本发明所述三涡轮迭代接收机第一局部示意图；

[0031] 图2为本发明所述三涡轮迭代接收机第二局部示意图。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

[0033] 如图1、2所示，本发明所述的DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机，包括突发缓存器、频谱反转模块、数控振荡器（Numerical Controlled Oscillator，NCO）频率校正模块、频偏和
相位联合估计模块、重‑采样模块、抽取模块、匹配滤波器、定时跟踪模块、快速傅里叶变换
（Fast Fourier Transform，FFT）模块、均衡器、解复接模块、信道估计模块、解扩频扰码和
去重复模块、缓存器、逆快速傅里叶变换（Inverse Fast Fourier Transform，IFFT）模块、
符号解映射模块、码块缓存器、反穿孔模块、迭代译码器、LLR Bits操作器、有效载荷CRC校
验模块、符号映射模块、干扰噪声估计模块。

[0034] 突发缓存器用于缓存经ADC采样输出的突发采样样本；频谱反转模块通过对Q路信号乘以‑1来实现频谱反转，解决解调器可能产生反转的频谱或者非‑反转的频谱的问题；
NCO频率校正模块用于修正解调信号可能具有的频偏（最高可达ADC采样频率的一半），以保
持相位连续。频偏和相位联合估计模块采用频域算法，运用突发中承载符号的后验概率对
数似然比（APP LLR）信息，该信息即为迭代译码器（即Turbo译码器）迭代计算出的软符号，
这些软符号和pre、post、p已知符号一起，均用于估计频率偏差和相位偏差，然后按照最新
的估计校正突发中的符号采样样本，再执行下一轮迭代。

[0035] 重‑采样模块用于按照给定的比例因子降低输入信号采样率；抽取模块负责按照配值抽取输入符号，得到4倍实际符号速率；匹配滤波器用于对来自抽取模块的输入信号进
行匹配滤波。定时跟踪模块用于对匹配滤波器输出样本重新采样，使每个符号的规定数量
采样样本的信噪比（SIGNAL‑NOISE RATIO，SNR）最大，码间干扰（Inter‑Symbol 
Interference，ISI）最小，在包括信道中具有时变延时的各种信道条件下，解调器跟踪这些
经过校正的（最大SNR）采样样本，定时跟踪算法运用突发中承载符号的APP LLR信息，该信
息即为Turbo译码器迭代计算出的软符号，这些软符号和pre、post、p已知符号一起，进行定
时偏差估计并校正符号，再执行下一轮迭代。

[0036] FFT模块用于将时域信号变换到频域；均衡器采用频域均衡器（frequency‑domain equalizer，FDE），用于完成对数据传输信道时延、频率特性失真进行均衡补偿的设备，包括
前馈FDE和反馈FDE两部分；解复接模块为Pre、post、p解复接模块，用于对输入的突发符号
序列执行移除前导码（pre）、后导码（post）和导频（p）符号的处理。信道估计模块采用频域
算法进行信道估计，分为粗信道估计和精信道估计两个子模块；粗信道估计算法仅采用
pre、post、p已知符号；而精信道估计算法运用突发中承载符号的APP LLR信息，该信息即为
Turbo译码器迭代计算出的软符号，这些软符号和pre、post、p已知符号一起，进行信道估
计，再执行下一轮迭代。

[0037] 解扩频扰码和去重复模块采用扩频模式，对于输入的突发符号序列解扰，得到解扩频扰码后的整个突发（包括前导码、导频和后导码）；在剔除已知导频pre、post、p符号后，
通过对接收的重复符号进行平均实现去重复，后续只需处理去重复后的符号即可。pre、
post、p缓存器用于缓存解复接得到的pre、post、p这些已知导频符号；IFFT模块用于将频域
信号变换到时域；符号解映射模块用于采用正确的星座类型进行符号解映射操作，转换符
号以对数似然比统计量（Logarithm Likelihood Ratio statistic，LLRs）表示；码块缓存
器用于缓存输出给迭代译码器的码块软bits（数据）；反穿孔（De‑puncturing）模块通过对
不同码率的Turbo译码器输入执行反穿孔操作，恢复每个突发的Turbo码每个冗余比特Y和W
的比特流长度，其中，Y和W均表示Turbo码编码器输出的冗余校验位。

[0038] 迭代译码器用于执行在DVB‑RCS2标准中Turbo码译码，将接收到的系统比特和校验比特的LLRs输入对应的分量译码器，通过考虑信道增益和噪声方差，从接收机采样样本
计算LLRs；译码是以迭代的方式进行的，在每次迭代时，两个分量译码器均更新LLRs，且必
须相应地进行交织或解交织；分量译码器之间交换输入和输出的LLRs之差，即外信息；每次
迭代译码输出的每一对比特的LLRs可用于进一步处理，达到设定的迭代次数或满足停止条
件后，对每一对比特的LLRs进行硬判决，输出译码比特。

[0039] LLR Bits操作器用于将每次迭代Turbo译码器输出的软判决LLRs存储到LLR 表的RAM单元中，供需要的模块使用；有效载荷CRC校验模块用于对Turbo译码器输出的比特序列
计算突发承载的CRC，并进行校验比对，确定经过Turbo译码后的接收帧的正确性。符号映射
模块按照存储于映射显示查找表（Look‑UP‑Table，LUT）中的 、QPSK、8‑PSK和16‑
QAM等调制方案的星座生成调制符号。

[0040] 由于接收机侧通常很难获得精确信道信息，因此仅采用信道估计很难完全抑制相邻卫星干扰、ACI、IMI、CCI等干扰的影响；传统接收方法通常直接将此类干扰信号作为噪声
处理，当干扰比较强时，无法通过增加发送功率的方法降低干扰，获得理想的性能。本发明
中的干扰噪声估计模块对叠加的相邻卫星干扰、ACI、IMI、以及CCI等干扰的统计特性进行
估计，由于迭代接收机可以提供前一次迭代译码器的输出，因此干扰噪声估计模块可以利
用前一次迭代译码器的输出，大大提高估计性能，从而进一步提高检测及译码的性能。

[0041] 利用本发明所述DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机的接收方法如图1、2所示，由于本发明所述DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机整体示意图较为复杂，为了便于更加清楚地展示
本发明，现将DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机整体示意图分为图1、图2两幅局部示意图来进
行详细说明；其中，图1、图2中的数字“1”均表示非扩频模式下解复接模块向FFT模块传递的
信号，图1、图2中的数字“2”均表示存于缓存器中的已知导频序列经FFT模块变换到频域后
的信号，图1、图2中的数字“3”均表示由符号映射模块生成的调制符号经FFT模块变换到频
域后的信号；图1、图2中的数字“4”均表示由符号映射模块生成的调制符号。本发明所述
DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机的具体工作过程如下：

[0042] 经过ADC采样的DVB‑RCS2 RL LM接收信号，经突发缓存器缓存后，由频谱反转模块进行频谱反转处理，再由NCO频率校正模块进行频偏和相位差校正，然后通过重‑采样模块
和抽取模块得到4倍实际符号速率的采样样本，接着将该采样样本传递给匹配滤波器进行
匹配滤波，再由定时跟踪模块采用本地已知导频序列pre、post、p对输入符号序列进行相关
实现粗定时同步。

[0043] 当采用非扩频模式时，经过粗定时同步的符号序列由pre、post、p解复接模块将已知导频序列pre、post、p剔除并存于pre、post、p缓存器中，经FFT模块变换到频域，供频偏和
相位联合估计模块进行初始的频偏和相位联合估计，实现频率和相位粗同步，并且供粗信
道估计模块进行均衡器所需的初始信道估计；当采用扩频模式时，则需由解扩频扰码和去
重复模块首先对输入的突发符号序列解扰，得到解扩频扰码后的整个突发（包括前导码、导
频和后导码），再由pre、post、p解复接模块将已知导频序列pre、post、p剔除并存于pre、
post、p缓存器中，经剔除处理后的符号序列通过对接收的重复符号进行平均实现去重复得
到解扩后的符号序列。

[0044] 无论是采用非扩频模式还是扩频模式，剔除已知导频序列pre、post、p后的符号序均经由FFT模块变换到频域，之后由包括前馈FDE和反馈FDE两部分的均衡器模块进行频域
均衡，之后再经过IFFT模块变换回时域，进行干扰噪声抵消，再由符号解映射模块采用正确
的星座类型将符号解映射转换bits软量LLRs存入码块缓存器；

[0045] 接着进行译码，译码之前先由反穿孔模块对不同码率的Turbo译码器输入执行反穿孔操作，恢复每个突发的Turbo码的每个冗余比特Y和W的比特流长度，然后再送传递给迭
代译码器，即Turbo码译码器，执行DVB‑RCS2标准的Turbo码译码；

[0046] Turbo译码器每次迭代译码输出的每一对比特的LLRs均由LLR Bits操作器存储到LLR RAM中，可直接供干扰噪声估计码块对叠加的噪声和相邻卫星干扰、ACI、IMI以及CCI等
的统计特性进行迭代估计，实现迭代噪声干扰抵消；也可由符号映射模块按照存储于映射
LUT中的 、QPSK、8‑PSK和16‑QAM等调制方案的星座生成调制符号，一方面供定时跟
踪模块实现精确的迭代定时同步，另一方面经过FFT模块变换到频域后用于频偏和相位联
合估计模块进行频偏和相位联合迭代估计，实现精确的迭代频率和相位同步，同时用于精
信道估计模块进行精确的迭代信道估计，用于迭代均衡。因此，本发明可以实现迭代同步、
迭代均衡和迭代噪声干扰抵消三个涡轮迭代运算与Turbo译码器并行运行。

[0047] 达到设定的迭代次数或满足停止条件后，对每一对比特的LLRs进行硬判决，输出译码比特给有效载荷CRC校验模块，进行校验比对，确定经过Turbo译码后的接收突发的正
确性后，输出进行RLE处理即可。

[0048] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换
或变型均属于本发明的保护范围。