一、极低信噪比信号捕获技术

深空任务中，地面接收机接收信号的信噪比非常微弱（低于20dBHz），在特定轨道上，下行信号的频率动态很高，X频段下行信号多普勒变化范围为[-2.4MHz，2.4MHz]，多普勒变化率为800Hz/s。常规快速傅里叶变换（FFT）频率捕获方案已无法在上述条件下快速、可靠工作。

高精度的频率捕获是载波跟踪的基础和前提，研究在极低信噪比、大动态条件下对各种体制信号接收的高精度频率捕获算法是深空系统接收终端设计的首要任务。

二、极窄带锁相环跟踪技术

由于接收信号极其微弱，载波和副载波锁相环若要正常工作，载波环路带宽就要压窄到赫兹（Hz）级甚至到0.001Hz以提高接收机的灵敏度，并恢复随机抖动更小的本地相干参考信号以提高测速、测距精度，而深空目标的速度已达第二宇宙速度，多普勒频率变化率高达800Hz/s。采用二阶锁相环，10Hz的环路带宽能够跟踪的信号动态也仅为7Hz/s，无法顺利完成深空任务。

采用三阶锁相环进行相位跟踪，并用高精度频率捕获算法来辅助环路工作，是实现极窄带锁相环跟踪技术的有效途径。

三、低损耗解调译码技术

为了提高数据通信能力，在深空系统中广泛采用了信道编译码技术。卷积码和里德－所罗门（RS）编码组成的级联码被空间数据系统咨询委员会（CCSDS）推荐为遥测信道的标准编码结构，Turbo码可以获得比级联码更高的编码增益，其在深空测控系统中的应用潜力更大。

高增益信道编译码往往在低符号信噪比情况下的很小范围内存在明显的“瀑布”效应。如采用1/6 Turbo编码时，在误码率为10^-5量级时，符号信噪比低至-7dB以下，且编译码输入信噪比每变化0.1dB，其误码率将有一个量级的变化，因此低损耗解调译码技术尤其需要关注低信噪比下的解调性能和译码过程中的量化等损失。