第4章 扩频序列底捕获与同步
第四章 扩频序列底捕获与同步 扩频通信属数字通信，因此载波同步，比特同步（位同步），帧同步，还有特有的扩频码同步。
表现为：
同步时延差＝，表示同步
为此接收机扩频码同步系统必须： 先搜索捕获，驱使本地扩频序列与接收序列取得起始相位基本一致，即：；然后进入同步跟踪，保持相位同步。 接收机组成
射频前端带通平方器积分门限扩频码发生器时钟搜索控制同步跟踪环
载波跟踪环比特同步匹配滤波数据
（放大，混频）中频信号 同步
扩频码同步要求收发双方
时钟频率对准 码序列起点对齐（初始相位一致） 双方时钟不稳 若时钟由载频分频产生，载频不稳导致时钟不稳
双方启动序列有时差 电波传播时延，多径时延，双方时钟不稳
不准 不齐 一、直扩序列的捕获 1.1 单积分顺序搜索捕获（或称为滑动相关捕获法） 所谓顺序搜索捕获：不断地改变本地序列相位，并在每个相位进行相关检测，判断该相位是否同步，原理电路如图所示：
带通平方器积分门限比较
相位搜索控制时
钟本地
扩频序列发生器
相关器同步>
信号
设 相关（相乘、带通）输出： 由于存在，需要平方―――利用积分器收集能量作检测
积分运算 \ 相干低通平滑―――>起到时间统计平均作用（各态历经）
设门限为A： ：取得同步 ：未取得同步―――>不断改变本地码序列相位 设每搜索一次控制一次，本地码序列相位改变量为，每控制一次所需时间为统计平均时间长度―――即积分间隔 因此，若设积分间隔为，且序列长度 一般，，为寄存器级数 则捕获时间：
， 搜索完整个序列长度才搜索到 无需搜索就已同步
0Tc-T
c
R(¿)
-1/p∴平均捕获时间： 检测概率―――实际已经同步时，判决为同步的概率 虚警概率―――未同步时，判决为同步的概率
以上分析过程没有考虑噪声和干扰，即检测概率，虚警概率 实际存在噪声干扰，必产生
显然，与积分时间有关 俞大，表示噪声被平滑（平均），必然，而，但捕获事件长！
搜索捕获过程，理论上可用一个马尔可夫链来描述，由马尔可夫链地生成函数信号流图，可得：
――为使本地序列 同步 接收序列所需的最大相位改变量， 当：
――证实电路（证明同步真假），积分时间的检测器(经k次证明是真的！) 显然――对于单积分： 为此可采用多积分方式来减小
假设有n个积分器，积分时间各不相同， 捕获开始，用积分时间短先积分，若输出大于门限，判决同步，由于――>可能误判，为此，再用时间长积分器去检测证实去除虚警―――> 这样：可在较短时间内去除非同步――>
串行多积分方式 多积分又分为 并行多积分方式
如图所示：
，相位已对齐，但误判为未同步 ，相位未对齐，但误判为同步 带通平方本地扩频码
时钟搜索控制
门限1门限2门限n<<<>>>>同步信号„串行方式接收信号门限1门限2
门限n
<<
<>
>
>>同步信号
„
并行方式 串行方式：先积分器（）积分器判决 在时刻输出判决，。。。。。。直至n个积分器输出都大于门限―――> 表示真同步， 只要一个积分器输出小于门限，都需要继续搜索
并行方式：n个积分同时积分判断
1.2 序列相关捕获法 原理图：
相关解调1 2 „ M相关求和1 2 „ M
扩频序列接收信号
本地序列寄存（可一段M个码元） ，，在捕获期间，令常数 ∴表示接收的扩频码序列送入M级移位寄存器；本地序列一段（M个码元）或全部存入另一M级移位寄存器中，让两个寄存器对应位相关求和
若小于门限，继续搜索控制，大于门限 若大于门限，启动积分器2――――>
只有各输出均大于门限－－真同步 只要有一个输出小于门限――>所有积分器可以立即清零，不需等待长积分器完成，继续搜索控制 显然： 当两序列对应位不符――>相关求和值低――>则将发送来序列输入下一相位状态，再求和――>逐位移位求相关值 当两序列对应状态一致――>相关求和值最大――>取得同步――>使本地序列进入同步跟踪态运行 捕获时间：
∴ 一般 ， 则：
比之单积分顺序搜索捕获时间要短得多。 1.3 3、SAW器件捕获法 SAW(Surface acoustic wave) ――生表面波器件基本结构
压电基片输出叉指换能器输入叉指换能器
原理：在压电基片上印刷两个声电换能器 通过逆压电效应，将输入电信号―――>声波信号 延基片表面传至 \ 右端输出插指换能器，又将声―――>电信号
由于SAW――声波传播速度低， ，－是声波速度 ――>器件尺寸比相同频段电磁器件小得多 ―――如：1000m长微波传输时延，用1cm SAW延迟线即可 充分利用可完成各种信号处理的功能――>如SAW延迟线，SAW匹配滤波器、SAW相关/卷积器
这里：利用SAW器件功能完成扩频序列快速捕获： 构成如图示：
输入换能器――电－>声 输出换能器――声－>电 反相输入换能器输出编码换能器„„
在基片上 显然，当输入扩频序列经输入插指变为声脉冲序列――>传至插指电极组， 如果
波形如图： p
左为输入换能器 右端为编码换能器 （插指电极组） 电极数等于序列长码元数 电极间距离＝声传播时延等于的距离 电极分为两组 ：一组对应“＋1”码元 一组对应“－1”码元 等于设定了某一扩频序列的码元结构（相当于抽头延迟线结构）， 如上图相当于101……011
个
与设定的码元结构一致――>输出有最大相关值 与设定的码元结果不一致――>输出相关值低 利用相关输出脉冲可完成本地伪码序列起始定位，实现捕获，组成框图如图 本地扩频码置位电路门限SAW延迟线输入
显然，只要门限检测正确，用一个扩频序列周期，可实现捕获 但门限检测概率（噪声与干扰造成错码引起），则有漏检率，则：
一般，则有： 比单积分顺序搜索快得多
二、直扩序列的同步跟踪 捕获结束――>表示本地伪码序列已与接收的扩频序列相位（或时位）基本一致 ――>转入跟踪状态 所谓跟踪：本地码相位一直跟踪接收码相位变化，且跟踪误差一直保持在一个码元宽度之内。这种自动相位调节作用大都用特殊的锁相还完成，常用有延迟锁定环， －抖动跟踪环等 这里着重介绍延迟锁相环的同步跟踪原理
环路组成如图： LPF
LPFn n-1 „ „ 1LF压控时钟本地伪码发生器DCO 输入扩频序列 时延超前的本地序列 时延滞后的本地序列
原理：与在相关器进行相对时延比较――>产生误差电压 LF \ 控制DCO时钟周期――>控制本地序列相位――>――>最终锁定在上，
推导： 关系 相关器输出（相乘器＋LPF）：
经LF形成直流误差控制电压，应是上式取统计平均值：
为鉴相特性 等效于扩频（m）序列自相关函数沿横轴右移与左移，然后相减结果：
由于在区域内，为线性――>可很好地跟踪相位（时延）变化，将跟踪时差限制在一个码元周期内 如何跟踪？ 设开始，（设） 环 \ (设每一次控制时延变化，则
稳态
三、调频信号的捕获与同步 3.1 捕获
FH序列同步与DS序列同步相类似，但由于FH中，跳频速率低，码长也短，因此捕获时间短，相对简单一些
常用捕获电路：
相关器包络检波判决计数器
频率合成器本地伪码序列搜索指令如X≥K
停止搜索
首先：搜索指令启动本地伪码序列――>形成跳 频指令，控制合成器产生起跳时间不同的调频图案信号。 如果： 跳变频率与输入相同（差一个中频） 相关器 \ 输出中频 包络检波 \ 高电平 判决 \ 输出“1” \ 计数器计入“1”
跳频图案又N个频点，因输入有干扰，设有X相同――>计入X个“1” 若规定： 为取得捕获，则计入K个“1”――>发出停止搜索指令，开始进入跟踪状态。 通常：， 是干扰造成虚警与漏警之故
虚警――无同步输入时，单频干扰可能造成误中频输出―――>产生误计数“1” 虚警概率>0 漏检――有同步输入时，干扰抵消了信号，无中频输出―――>少计数“1” 检测概率<1 ――――因此规定N中K个检测到就认为同步是合理的
3.2 跟踪 原则上，直扩序列的同步跟踪方法也适合于FH系统，下面介绍一种简单的FH序列同步跟踪环
组成： BPF包络检波LF
DCO本地伪码发生器可变频率
合成器„
设输入FH信号，其频率跳变， 由于已进入捕获，本地FH信号与有相同跳变规律，频差一个固定中频，未进入跟踪，所以存在时差“”
扩展频谱通信_6
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南京航空航天大学 信息科学与技术学院
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第五章 扩频系统的同步捕获与跟踪
多卜勒频移的大小为： 多卜勒频移的大小为： υ υf ∆f = = (Hz ) λ c υf f收 = f发 ± c 同步系统的作用就是要实现本地产生的PN PN码 同步系统的作用就是要实现本地产生的PN码 与接收到的信号中的PN 码同步， PN码同步 与接收到的信号中的 PN 码同步 ， 即频率上相同 ， 相位上一致。 同步过程一般说来包含两个阶 相位上一致 。 段：
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•如何才能缩短本 如何才能缩短本 PN码与外来PN码 码与外来PN 地PN码与外来PN码 在相位取得一致所 需的时间呢? 需的时间呢? 图5－4
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第五章 扩频系统的同步捕获与跟踪
一个简单的办法是把收到PN码序列直接注入到本地 一个简单的办法是把收到PN码序列直接注入到本地 PN 码发生器的移位寄存器中， 码发生器的移位寄存器中，强迫改变各级寄存器的起 始状态，使其产生的PN码刚好与外来码相位一致， PN码刚好与外来码相位一致 始状态，使其产生的PN码刚好与外来码相位一致，则 系统可以立即进入同步跟踪状态。 看出， 系统可以立即进入同步跟踪状态。图5－4看出，从收 到的码信号中，先把PN码检测出来，通过开关“1”进 PN码检测出来 到的码信号中，先把PN码检测出来，通过开关“1”进 入到n PN码发生器的移位寄存器中 码发生器的移位寄存器中。 入到n 级PN码发生器的移位寄存器中。待整个码序列 全部进入填满后，开关接通“2”。所产生的PN PN码与收 全部进入填满后，开关接通“2”。所产生的PN码与收 到的码信号在相关器中进行相关运算， 到的码信号在相关器中进行相关运算，所得结果在比 较器中与门限比较。如未超过门限，则继续上述过程。 较器中与门限比较。如未超过门限，则继续上述过程。 如超过门限，则停止搜索，系统转入跟踪状态。 如超过门限，则停止搜索，系统转入跟踪状态。
扩频通信系统中伪随机序列捕获技术
图 ?@ 伪随机序列并行捕获原理
收稿日期： !$$# > ?! > !! ； 审稿人： 高丙坤； 编辑： 陆雅玲 @ @ 作者简介： 董长义 （ ?A&$ > ） ， 男， 工程师， 现从事控制与信息工程方面的研究;
・ A&・
第 ’" " " " " " " " " " " " " " " " " " " 董长义等： 扩频通信系统中伪随机序列捕获技术
$@ 引言
扩频通信系统中， 接收机在解调接收信号之前， 首先需要保证本地产生的 3+ 序列与接收信号中的 3+ 序列完全同步; 通过捕获和跟踪 ! 个阶段获取同步的 3+ 序列， 在捕获阶段中采用基于信号插值的并
［ ?］ 行捕获方案和基于与滑动相关的串行捕获方案 ; 并行方案捕获时间短， 但设备复杂， 且目前仅能应用于 ［ !］ 串行方案所需的设备简单， 易于实现， 但捕获时间较长 ; 针对这两种方案 短周期的 3+ 序列的扩频系统；
图 (1 平均捕获时间和虚警检测门限 #$) 的关系曲线
图 01 平均捕获时间和检测门限 #$& 的关系曲线
(1 结束语
采用伪随机序列的串 2 并混合方案， 解决了并行捕获方案捕获时间短但设备需求量大， 而串行捕获方 案系统复杂度低但捕获时间长的矛盾， 提高了系统的捕获性能’
参考文献：
［&］ 1 胡华春， 石1 玉3 数字锁相环路原理与应用 ［ 4］ 3 上海： 科学技术出版社， &5563 (’ 2 (73 ［)］ 1 查光明， 熊贤炸3 扩频通信 ［ 4］ 3 西安： 西安电子科技大学出版社， &5553 &(8 2 &(73 ［’］ 1 高丙坤， 阎胜玉， 袁1 静， 等3 直接序列扩频通信系统误码率的仿真分析 ［ 9］ 3 大庆石油学院学报， )66) ， )8 （)） ： (6 2 ()3 ［(］ 1 :;,"3 !"<.=><?%@", <??A B;CD E"F"#.<;G", ,"C"%C?# %D.#.%C"#;HC;% ［ 9］ 3 I#?% ?$ JKKK JLLLM+， &558 ， )0 （5） ： (00 2 (053 ［0］ 1 沈允春3 扩谱技术 ［ 4］ 3 北京： 国防工业出版社， &5503 N7 2 7)3
直扩系统的同步-
直扩系统的同步
一、直扩系统的同步
• 直扩系统的同步有以下几种: • (1) 伪随机码同步：只有完成这一同步后，才可能使相关 解扩后的有用信号落入中频相关滤波器的通频带内； • (2) 位同步：实际上包括伪随机码的切普同步和码元定时 同步； • (3) 帧同步：提取帧同步后，就可提取帧同步后面的信息 ； • (4) 载波同步：直扩系统采用相关检测，载波同步后，可 为解调器提供同步载波；另一方面，保证解扩后的信号 落入中频频带内；
组合码和m序列的自相关特性不一样，m序列在一 个周期内只有一个相关峰值点，而JPL码则有P+1（P 是JPL组合码中子码的数目）个，而且除了一个以外 的所有自相关峰值只（并分别）与组成这个组合码的 各个子码有关，最高的自相关峰值则对应于组合码同 步。 同步过程：先用一个子码与JPL组合码进行滑动 相关搜索，一旦这个子码与嵌在JPL组合码中的对应 子码达到同步，就产生局部相关，可作为第二个子码 的进行滑动相关搜索的开始信号，局部相关峰值累加 ，……依此类推。当全部子码都同步，这个相关就如 同组合码直接被同步一样。
a码
时钟
序列发生器2
N2=2r2-1
b码
+
c码
+
JPL码
a b c码 N1 N 2 N 3
序列发生器P
N3=2r3-1
JPL码的产生方法可 以得到极长的码。这 种码对于在长距离上 进行无模糊的测距是 很有用的，这些长码 是由级数较少的移位 寄存器来实现的
Thank you!
（2）跟踪（精同步） 目的：在初始同步的基础上，使码相位的误差进一步 减小，保证本地码的相位，在一规定的允许范围内变 化。
过程：自动调节相位。
直扩系统的跟踪与一般的数字通信系统的跟踪类似， 故关键在于捕获。
第五章 扩谱通讯系统的同步跟踪与捕获
多卜勒频移
多卜勒频移会引起载波和码速率的偏移。 发射机／接收机的每一次相对位置的改变， 就会引起码相位的变化。加到接收信号上 的多卜勒频率不确定的大小是接收机和发 射机相对速率及发射频率的函数。多卜勒 频移的大小为
vf f c
v
( Hz )
同步要求
同步过程主要包括捕获（初始同步 或粗同步）和跟踪（同步保持或精同 步）两步。 同步要求：
捕获方法
滑动相关法 (最简单、最基本方法) 插入特殊码子同步法(同步头法) 跳频同步法 发射参考信号法 发射公共时钟基准法 (统一定时法) 突发同步 用特殊码建立同步 匹配滤波器同步法 顺序估计快速捕获(RAES)法 并行捕获法
滑动相关法
当收到的PN码序列与本地PN码序列的钟频不同时， 在示波器上可以看到两个序列在相位上相互滑动。 这种滑动动过程就是两个码序列逐位进行相关检测 的过程。 采用与发端频率有差别的时钟来驱动本地码（码 型已知），由于时钟差，引起接收信号与本地产生 的伪随机码的相对滑动。滑动过程中，码不重叠时， 相关器输出噪声，当两码接近重合和重合时，有相 关峰出现，经包络检波、积分后输出脉冲电压。当 输出的脉冲电压超过门限时，表示已检测到码位同 步（至少到1切普之内），于是给出停止搜索，转入 跟踪状态的控制信号。
直扩系统同步过程
接收 信号 输出 宽带滤波器 乘法器 解调器
同步原理
PN 码发生器
搜捕器件
压控钟源
码跟踪器件
初始同步
调整时钟
搜索
捕获？ 否
是
停止搜索
同步流程
是
失步？ 否
同步锁定
跟踪
转入跟踪
直扩系统同步捕获
搜捕的作用就是在频率和时间(相位)不确定 的范围内捕获有用的PN码信号使本地PN码 信号与其同步。由于解扩过程通常都在载波 同步之前进行，载波相位在这里是未知的， 因此，大多数搜捕方法都利用非相干检测。 所有的搜捕方法的共同特点是用本地信号 与收到的信号相乘(即相关运算)，获得二者 相似性的量度，并与一门限值相比较，以判 断其是否捕获到有用信号。如果确认为捕获 到有用信号，则开始跟踪过程，使系统保持 同步。否则又开始继续搜捕。
毕业设计说明书---扩频通信中PN码捕获的SIMULINK仿真实现
毕业设计说明书(论文)作者：李伟学号：0806220125学院：信息工程学院专业：通信工程题目：扩频通信中PN码捕获的SIMULINK仿真实现指导者：李楠副教授(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2008年 6 月吉林毕业论设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目录目录摘要 (I)A B S T R A C T (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1课题研究意义 (1)1.2扩频码捕获的研究现状 (1)1.3扩频码捕获方法简介 (3)1.4本文所做的主要工作 (4)第2章 MATLAB/SIMULINK简介 (5)2.1MATLAB仿真软件介绍 (5)2.1.1 MATLAB简介 (5)2.1.2 MATLAB语言特点 (6)2.2SIMULINK简介 (7)2.2.1 SIMULINK模块库介绍 (7)2.2.2 SIMULINK模型的建立过程 (9)2.2.3 SIMULINK仿真过程 (10)第3章扩频通信系统及PN码捕获系统模型建立 (11)3.1引言 (11)3.2扩频通信系统及PN码同步的理论基础 (11)3.2.1 伪随机码与同步的关系 (12)3.2.2 扩频与解扩过程 (14)3.3扩频通信系统仿真的整体架构 (16)3.4扩频通信系统仿真总模型架构的各部分介绍 (17)3.4.1 信源部分 (17)3.4.2 调制部分 (17)3.4.3 信号极型转换 (18)3.4.3 伪随机信号产生模块 (19)3.4.5 信道部分 (20)3.4.6 扩频模块 (21)3.4.7 解调部分 (22)3.4.8 结果分析部分 (22)3.5滑动相关捕获子系统构建 (23)3.5.1 捕获原理 (23)3.5.2 滑动相关子系统模型 (24)3.5.3 本地可控PN码产生子系统 (25)3.5.4 积分判决模块 (26)3.5.5 相位搜索控制模块 (28)第4章扩频通信中PN码捕获仿真结果及分析 (31)4.1引言 (31)4.2捕获阶段通用参数分析 (31)4.3影响误码率的相关因素分析 (33)4.4匹配问题分析 (35)结论 (37)参考文献 (38)附录A 扩频通信系统总模型 (39)附录B 滑动相关捕获子系统模型 (40)致谢 (41)第1章绪论第1章绪论1.1 课题研究意义在数字通信信号传输过程当中，扩频系统的接收端对信号的正确接收是通信系统性能的重要标准，传输的数据信号能否快速的接收是一个关键的问题。
DS／CDMA系统扩频序列的捕获技术
DS／CDMA系统扩频序列的捕获技术
张星;屈定邦
【期刊名称】《移动通信》
【年(卷),期】1998(022)006
【摘要】扩频伪码相位的捕获技术是扩频通信的关键技术之一，本文在直扩扩频伪码序列的相位捕获原理基础上，结合实际系统中的应用条件，详细分析了相位捕获的方法、性能特点、最后给出了两个在实际系统中比较成功的捕获电路，并对其工作过程进行了完整的分析说明。
【总页数】4页(P28-31)
【作者】张星;屈定邦
【作者单位】华南理工大学电子与通信工程系;华南理工大学电子与通信工程系【正文语种】中文
【中图分类】TN914.4
【相关文献】
1.基于混沌扩频序列的DS-CDMA系统的研究 [J], 朱江;郑善贤
2.DS/CDMA系统扩频序列的捕获技术 [J], 张星;王定中
3.混沌扩频序列在多用户DS-CDMA系统中的应用 [J], 刁振辉
4.异步DS-CDMA系统中混沌扩频序列的研究 [J], 李国辉;李欣;宋青
5.Logistic混沌扩频序列及其在DS-CDMA系统中的性能分析 [J], 张剑;邵玉斌;徐正福;罗轶
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扩频序列的捕获 5章
2cr t cos 0 t d
t t T
cos 0 t d 2P
t t T
(5-5)
cos 20 0 t d
5.3 捕获的判决检测方法
如何判定系统是否已捕获是捕获问题的 重要内容。只有准确判定捕获，系统才能停 止搜索，在本地伪码和接收信号漂移开之前 转入跟踪。捕获判定是根据在解扩混频器后 的滤波器输出端的信号是否超过门限来决定 的。 在扩频通信系统中，常用的有三种信号 能量检测方式：即固定积分时间检测、多次 驻留时间检测和序列检测。
但是这种方法的缺点也是显而易见的：
首先，它需要两个等宽的扩谱无线信道，这 使频谱利用率降低，而且一般情况下，为了 使接收到的参考信号具有较高的倍噪比，参 考信号的功率一般大于等于通信信号功率； 最后，通信信号信道和参考信号信道中的任 何一个出现干扰时，都将对系统形成干扰， 即系统被干扰的概率增加。
在扩频通信系统中，要正确进行解扩，必须进行伪 码同步，即在接收端产生一个与发送端同步的伪码， 并跟随发送端伪码的变化而变化。伪码同步是扩频 系统的关键，它分为两个阶段，一是捕获(又称粗同 步)，主要是捕获伪码，试图找到接收信号中伪码的 起始相位，使收端伪码与发端伪码的相位差小于二 分之一个码元；二是跟踪(又称精同步)，进一步减 小收端码元与发端码元的相位误差(一般要使收、发 两码元的误差小于十分之一码元时间)，并使收端码 元跟踪发端码元的变化。
5.2 捕获方法
扩频码的同步捕获是解决在工程上实 用的问题，包含两方面的内容：简单的同 步捕获设备和短的同步捕获时间。在不增 加或少增加设备量的情况下，如何缩短扩 频码的同步捕获时间是扩频码同步捕获的 主要内容，下面介绍了几种捕获方法 。
直接序列扩频码元同步的快速捕获及跟踪
直接序列扩频码元同步的快速捕获及跟踪
宫二玲;王跃科;杨俊
【期刊名称】《国防科技大学学报》
【年(卷),期】2003(025)005
【摘要】讨论基于软件无线电技术的直接序列扩频码元捕获及跟踪的快速算法.利用伪随机序列尖锐的自相关特性,通过计算中频接收信号与本地匹配滤波器的循环相关完成码元捕获,提出了循环相关的两种快速算法,并分析了正确捕获概率及平均捕获时间,最后给出码元跟踪的简便算法及精度.仿真及实验验证了所述算法的正确性和有效性,特别适用于信噪比较低、对设备体积及功耗限制严格的通信系统中.【总页数】5页(P76-79,97)
【作者】宫二玲;王跃科;杨俊
【作者单位】国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.71
【相关文献】
1.直接序列扩频通信中的FFT快速捕获方法 [J], 赵鹤群;杨家成
2.直序扩频通信中码元同步的快速捕获 [J], 宫二玲;王跃科;杨俊
3.利用反馈环的直接序列扩频码快速捕获的研究 [J], 张起晶;刘晓红
4.利用反馈环的直接序列扩频码快速捕获的研究 [J], 张起晶;刘晓红
5.直接序列扩频信号快速捕获 [J], 李菊;陈禾;吴嗣亮;何佩琨
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第8章扩频码同步
8.2 PN码捕获与跟踪
PN码捕获 使本地 PN码与接收信号中的 PN码相位对齐
PN码跟踪 使两个序列的相位误差更小 且能保持高精度的相位对齐
8.2 PN码捕获与跟踪
PN码捕获
基于相关器的串行捕获
原理框图
积分清除
( )2
I路输入
c ' t
积分清除
( )2
Q路输入
门限
yt 判决
PN码发生器
时钟控制
8.2 PN码捕获与跟踪
设 Q支路输入 btctsin t I 支路输入 btctcos t
式中 ct 为接收信号中的PN码
c' t 为本地产生的 PN码
b(t)为数据序列， 为载波频偏
2
Tc 为码片周期
8.2 PN码捕获与跟踪
鉴相特性曲线
eL
RPN
(
TC 2
)
eE
RPN
(
TC 2
)
eL-eE
TC 2
0 TC 2
8.2 PN码捕获与跟踪
工作原理
➢接收序列分别移位
Tc 2
和 Tc 后与本地
2
序列经迟、早相关器得到环路误差信号
➢误差信号经环路滤波器后形成控制信号
➢控制信号控制本地时钟，使本地序列发
第8章 扩频通信中的同步
主要内容：
8.1 扩频系统同步概述 8.2 PN码捕获与跟踪 8.3 全数字非相干延迟PN码跟踪环
8.1 扩频系统同步概述
扩频通信 传输信息带宽远大于传输该信息所需 要的最小带宽
扩频通信章分解课件
扩频通信案例的分析与讨论
案例一
某型雷达扩频通信系统的设计与实现
案例三
基于扩频技术的数据加密通信系统
案例二
某型无线通信网络中扩频通信技术的应用
案例四
基于扩频技术的无线遥控系统
扩频通信实验的结果与讨论
数据处理与分析
对实验采集的数据进行处 理与分析，验证扩频通信 系统的性能。
结果展示
以图表、曲线等形式展示 实验结果，并进行对比分 析。
防护措施来保护数据的安全。
扩频通信技术面临的挑战
多径干扰
在复杂的通信环境中，多径干扰是一个常见的问题，它会影响扩 频通信的可靠性和稳定性。
频率资源
随着通信技术的发展，频率资源变得越来越紧张，如何有效地利用 频率资源是扩频通信技术面临的一个重要问题。
实现复杂度
扩频通信技术的实现复杂度较高，需要大量的计算和存储资源，这 会增加硬件成本和能耗。
误码率低
由于扩频通信的信号带宽较宽 ，因此其信噪比相对较高，误
码率较低。
扩频通信的应用场景
无线通信
扩频通信在无线通信中得到了广 泛应用，如无线局域网（WLAN ）、无线广域网（WWAN）、卫
星通信等。
抗干扰通信
由于扩频通信具有高抗干扰性，因 此它被广泛应用于军事和安全通信 中，以确保通信的安全性和可靠性 。
05
扩频通信的发展趋势与挑战
扩频通信技术的发展趋势
高速率
扩频通信技术正在向更高的数据 传输速率方向发展，以满足日益
增长的数据需求。
低功耗
随着物联网、嵌入式系统等应用 的增多，对扩频通信技术的功耗
要求越来越低。
安全性
随着通信技术的发展，对扩频通 信技术的安全性要求也越来越高 ，需要采取更先进的加密算法和