短突发通信系统广泛应用在高速移动通信、卫星通信、军事通信等领域，由于通信双发相对移动产生多普勒效应使接收信号产生较大的频偏，因此在低信噪比、带宽受限、大多普勒频移的条件下，利用高效调制技术和开销小的导频序列实现具有高可靠行性的载波同步、高功率利用率、高宽带利用率的突发通信系统具有重要意义。SOQPSK调制信号具有恒定包络，功率利用率高等特点，在上述通信领域中，是最为常用的调制方式之一。为保障通信质量，要求短突发SOQPSK通信系统能够在大频偏环境下可靠的工作，载波同步是需要解决的关键问题。为了解决上述问题，本文首先深入研究了FFT算法、R&O、AVG、R&A、二次内插算法、最小二乘拟合算法、二分法、最大似然算法、遍历搜索算法，提出了RPA载波估计算法。其次，本文结合SOQPSK的解调软信息提出了联合导频和解调软信息的估计算法,又针对较高复杂度的M2S2O算法进行了优化，提高了搜索效率，降低了复杂度。本文中提出的联合导频和解调软信息的估计算法复杂度低，实现了有效载波同步且适合于在实际系统中应用。最后对SOQPSK通信系统中的调制解调、载波同步等运用Verilog HDL硬件描述语言进行了FPGA实现，并对调制解调进行了硬件测试，验证了硬件实现的正确性。