讲义-第7讲 同步捕获和跟踪
4.对象的捕捉和追踪
图2-5
（2）选中 复选框，启用极轴追踪功 能。 （3）在“增量角”下拉列表框中指定极轴追踪的 角度。比如设置增量角为45°，则光标移动到相对于 前一点的0°、45°、90°、135°等角度上时，会自 动显示一条虚线，该虚线即为极轴追踪线，如图2-6所 示。
图2-6
（4）选中 复选框，然后单击 按钮， 可新增一个附加角。附加角是指，当光标移动到所设 定的附加角度位置时，会自动捕捉到该条极轴线，以 辅助用户绘图。附加角是绝对的，不是增量。 （5）完成设置后，单击 按钮。
设置捕捉、栅格
捕捉功能常与 栅格功能联合使用。 我们先来介绍栅 格功能。当用户单击 状态栏中的 按钮， 该按钮呈凹下状态时， 在绘图区的某块区域 中会显示一些小点， 这些小点就被称为栅 格，如图2-3所示。
标题栏 工具栏 十字光标 坐标系图标 命令提示区 状态栏 工具选项板
滚动条
图2-3
栅格在绘图区中只启到辅助绘图的作用，不会 被打印输出。 若要灵活使用栅格来辅助绘图就还需启用捕捉 功能。单击状态栏中的 按钮，该按钮呈凹下状态 时，即启用了捕捉功能。此时若将十字光标在绘图 区中移动，会发现光标是按一定的间距在移动。通 常我们可以使用该功能捕捉点、绘制直线、斜线等。
另外，若在“极轴角测量”栏中选中 单选项， 将根据当前用户坐标系（UCS）确定极轴追踪角度； 若选中 单选项，则根据上一个绘制线段确定 极轴追踪角度。 若要取消正交或极轴功能，单击状态栏中的 或 按钮，使其呈凸出状态即可。
例：绘制一个边长为50mm的菱形
如图：
设置对象捕捉
通过对象捕捉功能可以捕捉某些特殊的点对象，如端 点、中点、圆心等。 单击状态栏中的 按钮，该按钮呈凹下状态时， 即启用了对象捕捉功能。启用了对象捕捉功能后，当用 户将光标移动到某些特殊的点上，系统就会自动捕捉该 点，从而能够精确绘图。
低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述
doi:10.3969/j.issn.1003-3114.2023.05.006引用格式:方一鸣,赵祥天,赵亚飞,等.低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述[J].无线电通信技术,2023,49(5):816-825.[FANG Yiming,ZHAO Xiangtian,ZHAO Yafei,et al.A Survey on Low Earth Orbit Satellite Signal Acquisition and Tracking Technology [J].Radio Communications Technology,2023,49(5):816-825.]低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述方一鸣,赵祥天,赵亚飞,孙耀华,彭木根(北京邮电大学信息与通信工程学院网络与交换技术国家重点实验室,北京100876)摘㊀要:低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G 网络重要的发展趋势㊂低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础㊂随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战㊂从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向㊂关键词:低轨卫星互联网;信号捕获;信号跟踪;波束控制中图分类号:TN927.2㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3114(2023)05-0816-10A Survey on Low Earth Orbit Satellite Signal Acquisition andTracking TechnologyFANG Yiming,ZHAO Xiangtian,ZHAO Yafei,SUN Yaohua,PENG Mugen(State Key Laboratory of Networking and Switching Technology,School of Information and Communication Engineering,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China)Abstract :Compared with terrestrial networks,Low Earth Orbit (LEO)has larger network coverage and stronger network stability,which is beneficial to the realization of global three-dimensional seamless network coverage,and is an important direction trend of the fu-ture 6G network.LEO satellites have higher operating speeds compared to medium and high Earth orbit satellites.Therefore,LEO satel-lite signals have larger Doppler frequency shifts and dynamic characteristics.The high-precision acquisition and tracking of LEO satellite signals is the foundation of integrated satellite-terrestrial communication.With the promotion and application of phased array antennas in LEO satellites and satellite terminals,multi-beam and hopping beam technologies also pose challenges for signal acquisition and track-ing.This paper presents technical challenges in signal acquisition and tracking in view of signal characteristics of LEO satellite signal,focuses on basic principles and scope of application of existing acquisition and tracking methods,and finally discusses future develop-ment direction of signal acquisition and tracking technology in LEO satellite network.Keywords :LEO satellite internet;signal acquisition;signal tracking;beam control收稿日期:2023-06-03基金项目:中国博士后科学基金(2023M730337)FoundationItem :ChinaPostdoctoralScience Foundation(2023M730337)0 引言通信技术的价值在于为尽可能多的用户提供广泛㊁便捷㊁快速㊁稳定的网络覆盖㊂现有通信系统可以通过以光纤为代表的有线服务和以WiFi 为代表的无线服务来为用户提供低时延㊁大容量和高可靠的通信服务,但在较为偏远,且不适宜构建地面通信系统的地区存在覆盖不全面的问题,例如偏远山区㊁沙漠和海洋,无法提供有效的通信服务;另外由于地面设施相对固定,在发生自然灾害时,地面通信系统会受到影响而无法工作,这些问题导致现有地面系统无法完全满足全部通信要求㊂而处于高空的卫星已经在遥感㊁导航与检测领域证明其广覆盖㊁高可靠的特性,因此采用低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络进行通信可以实现通信的高质量与广泛覆盖,这也是通信网络发展的必然趋势[1-5]㊂在低轨卫星通信场景下,由于卫星载体的运动,会导致传输过程中接收机接收信号有较大的多普勒频移和多普勒频率变化率,这种高动态特性会导致接收机无法正常对信号进行接收,需要采取高性能的信号捕获与跟踪技术,实现信号同步,才能实现星间以及星地的信号正常传输,进而实现低轨卫星通信[6]㊂本文从低轨卫星互联网实际应用场景出发,探讨信号特点与挑战,重点分析阐述信号同步过程中信号捕获㊁跟踪与波束控制技术的特点与基本原理,最后展望未来低轨卫星通信场景下信号捕获与跟踪技术可能的发展趋势㊂1㊀低轨卫星互联网应用低轨卫星网络由于其距地面较近且覆盖范围大,因此有利于为较大范围内用户提供低时延㊁强稳定㊁高通信质量㊁高公平且资源利用率高的通信服务[5,7]㊂低轨卫星通信主要应用场景包括手机直连㊁边远地区覆盖㊁应急情况保障和通导遥一体等[8]㊂1.1㊀手机直连手机直连卫星实现通信是低轨卫星网络最核心也是最基础的应用,通过手机直连,用户可以在任何区域内获得网络连接㊂基于移动性管理,用户可以同时与多颗卫星及地面基站通信,实现真正的 无缝切换 ;基于频谱管理,精确化管理小区覆盖,提供更可靠更稳定的信息传输,同时降低地面通信系统负载㊂1.2㊀边远地区通信覆盖由于环境以及成本限制,传统地面通信系统无法完全覆盖所有地区㊂而卫星具有高覆盖与无视地理环境等传输特性,因此采用低轨卫星进行通信可以破除地理环境限制,低成本地为所有用户提供通信与数据服务,实现全球通信覆盖㊂1.3㊀应急通信保障由于地面通信系统基于地面固定设备实现通信,因此当遇到地震㊁洪水等地质灾害时,会由于设备受损与停电而中止地区通信服务㊂因此采用低轨卫星进行通信可以在出现应急状况时,全面接管通信传输任务,保障基础服务,进而提高救灾恢复效率,提高通信系统的抗毁性㊂1.4㊀通导遥一体低轨卫星互联网可以将太空低轨通信卫星㊁导航卫星㊁遥感卫星融合,实现通导遥一体,在这种情况下,可以根据任务由卫星互联网传递遥感㊁导航需求与指令,并快速传输具体的导航与遥感数据,让地面能够及时㊁准确地获得特定导航与遥感信息[9-10]㊂2㊀低轨卫星信号特点2.1㊀低轨卫星链路构成与分析在低轨卫星网络中主要有星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路,具体构成如图1所示㊂其中星间链路指的是卫星之间的通信链路,馈电链路指的是卫星与信关站之间的通信链路,而用户链路则指的是卫星与移动终端之间的通信链路㊂卫星测控链路则是卫星与地面测控站之间的通信控制链路,用于实现对卫星的控制与遥测㊂卫星测控链路中指令的准确传输直接关系到卫星的安全运行,因此卫星测控链路着重于信息传输的准确性与可靠性,通常采用抗干扰性能强的扩频通信体制进行通信㊂而星间链路㊁用户链路和馈电链路则由于效率等方面原因较少采用扩频体制,通常基于3GPP的5G体制进行设计,如AST和Lynk等,只有Globalstar与苹果手机直连中由于Globalstar采用的私有通信协议而导致用户链路使用扩频体制,以及应用场景出于保密与抗干扰需求才会选择扩频体制㊂图1㊀低轨卫星网络链路构成Fig.1㊀LEO satellite network link architecture本文主要介绍具有普适性且适用于各种终端的信号捕获与跟踪技术,另外考虑到卫星网络中存在扩频体制以及捕获与跟踪技术的多样性,因此也列举了一些主要针对扩频体制的信号捕获与跟踪技术㊂2.2㊀信号特性分析低轨卫星通信系统中卫星主要运行在500~ 1500km的低空轨道中,由于其轨道高度低,因此具有传输损耗低和低时延的特性,是最有可能实现卫星互联网的卫星通信系统㊂但由于卫星本身体积与宇宙空间环境限制,卫星发射功率有限,同时也因为距离以及干扰等因素导致接收机所收信号信噪比较低㊂另外,卫星较快的运动速度会给信号带来多达几百kHz的多普勒频移,如此大的频谱偏移会给接收机设计带来挑战,迫使接收机放大前端带宽,进而导致带外噪声引入,使得接收信噪比降低,同时如此大的频谱偏移还会导致同步中频率搜索区间过大,给信号同步带来更大挑战,影响信号接收㊂由于卫星信号具有信噪比低且多普勒频移大的动态特性,因此如何在这种环境下,实现稳定可靠接收成为了实现低轨卫星通信的关键点㊂2.3㊀低轨卫星波束特点2.3.1卫星多波束特点及挑战多波束技术可以通过数字波束合成(Digital Beam Forming,DBF)来指向低轨卫星信号接收方向,提高接收信号信噪比[11-12]㊂多波束技术在接收时需要分析波束指向来达到最佳接受性能㊂遍历所有情况找出最大接收功率显然效率较低,因此如何迅速根据接收信号分配权值合成最佳接收波束成为实现波束捕获的主要挑战㊂2.3.2卫星跳波束特点及挑战跳波束技术基于相控阵技术实现,通过改变相位来快速调整波束方向,实现信号发送与接收[13]㊂跳波束技术使低轨卫星频谱资源能够被灵活调配,在功率有限情况下,产生更高质量的信号,有效提高低轨卫星系统频谱效率;同时跳波束技术可以让低轨卫星通信系统灵活适应不同吞吐率,根据需求求解出时隙切换表,进行波束的周期性调整[14-15]㊂由于低轨卫星通信中的跳波束技术在不断变换波束,而只有成功捕获波束才能正常接收信号,因此如何在短时间内跟踪到波束指向并进行跟踪控制成为了跳波束应用的主要挑战㊂3㊀关键技术信号接收过程中,首先需要进行的是波束捕获与跟踪控制㊂波束捕获的目的是在接收到信号后能迅速锁定到接收信号对应的波束,从而进行跟踪控制,实现波束对准㊂波束跟踪控制针对多波束技术而言,通过分析找出实现波束对准所需权值,通过设置相控阵权值来对准波束,完成接收㊂通过波束捕获与跟踪控制,完成波束对准,实现信号的准确接收,然后需要获取接收信号的多普勒频移和码相位偏移来实现同步㊂其中对信号的同步具体包含捕获过程和跟踪过程㊂首先是进行捕获,通过信号捕获技术获取较为粗略的码相位信息与多普勒频移信息,这些低分辨率的信息有助于之后的信号跟踪;之后进行跟踪,通过信号跟踪技术利用捕获得到的信息精确估计码相位信息与载波频率,解调出导航数据㊂3.1㊀波束捕获与跟踪控制3.1.1波束捕获低轨卫星通信网络中通常采用跳波束技术来提高频谱利用效率,会存在波束的频繁切换,需要波束捕获技术来及时跟踪捕获波束变化,实现准确接收㊂低延迟快速捕获(Low Delay Fast Acquisition, LDFA)是一种用于在卫星通信系统中快速捕获和跟踪通信波束的算法㊂LDFA算法的目标是最小化与卫星建立可靠通信链路所需的时间,这对于延迟敏感的应用(如实时语音和视频通信)来说非常重要㊂为了与卫星建立通信链路,地面站必须首先确定其当前所在的波束,然后将其接收器调谐到适当的频率,这个过程被称为波束采集㊂LDFA算法旨在通过结合使用快速信号处理技术和智能搜索策略,将执行波束捕获所需的时间降至最低㊂低延迟快速捕获算法通常涉及以下步骤:①使用宽带接收机搜索卫星㊂②一旦检测到卫星,将接收机调谐到卫星信号的频率,并对信号进行解调,以提取关于波束结构和可用波束的信息㊂③确定地面站当前所处波束,并将接收机调谐到该波束的适当频率㊂④在波束移动时跟踪波束,根据需要调整接收机频率,以保持可靠的通信链路㊂3.1.2波束跟踪控制在卫星通信中应用多波束技术可以方便快捷地针对信号来源处产生对应波束,以较高信噪比接收信号㊂传统波束跟踪过程中采用机械电机结构来实现波束对准,其中天线方向决定波束方向,通过不断转动实现接收信噪比最大化㊂但这种方式需要精密的机械结构㊁高昂的制造成本以及较慢的对准过程,因此使用效果并不能满足低轨卫星互联网通信需求㊂而采用数字波束合成的多波束技术可以通过数字方式简单㊁方便地控制波束方向,快速追踪波束㊂波束跟踪控制主要有两种方法:波束自适应控制和波束切换控制㊂波束自适应控制方法根据输入信号情况自适应调整阵列权值,从而在无需估计输入信号方向情况下给出最优波束控制方向㊂但自适应控制每次都需要重新估计,导致计算复杂度过高,因此实时性较差,且需要较多的硬件资源,在实际情况下应用较少㊂波束切换控制方法会在设备中预存有对应方向的波束权值,过程中需要确定输入信号方向,通过比较各个指向上的功率,来判断信号指向,再通过查询权值表获得波束指向的正确权值㊂这种方式可以预先求解出各个波束指向的权值,进而在实际控制过程中直接查表获取权值,相比较于自适应控制方法更简单㊁高效㊂在实际情况中,可以借助先验信息(例如星历㊁轨道信息)来缩小搜索范围,加快波束切换控制方法的搜索㊂波束捕获流程图如图2所示㊂图2㊀波束捕获流程图Fig.2㊀Flowchart of beam acquisition3.2㊀信号捕获技术传统的捕获方法中,常常通过相关运算和能量检测来观察较高的能量峰,以此来找到码相位,但实际情况下会由于多普勒频移导致载波不能完全消除进而导致能量峰急剧下降,从而难以找到正确的码相位㊂因此,十分有必要得到准确的载波信息,将其对相关峰的影响完全消除,进而得到较为准确的码相位,实现捕获㊂信号捕获的目标是将相位差别控制在半个码元宽度内㊂本节介绍的滑动相关捕获算法㊁并行捕获算法和序列估计捕获算法主要用于测控链路中扩频信号的捕获,而匹配滤波器算法㊁FFT 捕获算法和PMF-FFT 捕获算法则可以用于馈电链路㊁星间链路㊁用户链路和测控链路㊂3.2.1滑动相关捕获算法滑动相关算法是最常见的信号捕获方法,通常用于扩频体制下的信号捕获,在低轨卫星网络中可以用于测控链路,其本质是一种二维搜索法,同时搜索载波频率与相位㊂其为伪码生成器设置与接收信号不同的速率,进而实现二者相对滑动,在一个相关周期内一般伪码会滑动半个码片,滑动会一直持续到两个码序列相位对齐时,此时便得到所接收伪码的相位㊂另外对于载波频率的搜索可以通过改变本地载波来实现,当本地载波频率与伪码载波频率接近时,可以输出相关峰,因此可以通过对相关峰的检测来得到伪码载波频率㊂滑动相关算法结构如图3所示,其将对伪码载波频率与相位的搜索分别转化成对本地载波频率和本地伪码发生器时钟的控制,当相位一致且出现足够的相关峰时,便搜索得到伪码的载波频率与相位,从而实现捕获[16]㊂图3㊀滑动相关法伪码捕获的结构框图Fig.3㊀Block diagram of the structure of pseudocodeacquisition by slide correlationmethod3.2.2并行捕获算法并行捕获算法与滑动相关算法类似,均针对测控链路中的扩频体制实现捕获,不同的是其在通过本地载波解调进行载波剥离后,会并行使用2N 个支路的伪码序列相关解扩器分别处理,之后使用最大值选择器选择各并行支路的最大值,由于输出最大值的相位与接收信号相位误差最低,因此其相位可以作为捕获得到的伪码相位,进而实现信号捕获[16]㊂并行捕获算法原理如图4所示㊂图4㊀并行捕获算法Fig.4㊀Parallel acquisition method㊀㊀并行捕获算法是2N 个支路同时进行,所需时间短㊁效率高,但也由于要使用2N 个支路以及2N 个解扩单元,因此设备复杂度较高㊂3.2.3序列估计算法序列估计算法也是针对测控链路中的扩频体制实现信号捕获,其从接收信号中提取到PN 码,利用提取到的PN 码来设置本地PN 码序列发生器,将该发生器所产生的PN 码序列与接收信号进行相关,当出现相关峰时完成捕获,此时相位便是接收信号的相位㊂序列估计算法原理如图5所示㊂序列估计算法通过提取接收信号PN 码来进行相位估计,但很多情况下PN 码并不方便提取,这就导致序列估计法可能无法实现㊂另一方面,序列估计算法对于干扰和噪声十分敏感,当信噪比较低时实际捕获效果不好,因此在低轨卫星场景下适用性有限㊂图5㊀序列估计算法原理图Fig.5㊀Schematic diagram of sequence estimation method3.2.4匹配滤波器算法匹配滤波器算法可以通过改变系统传递函数快速捕获相位,因此可以灵活应用在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景㊂匹配滤波器根据输入信号改变系统传递函数,使得输出是输入信号的自相关函数,基于这一特点,采用匹配滤波器捕获相位,可以大大缩短捕获时间㊂具体来说,匹配滤波器算法基于接收信号设置本地码序列,之后采用移位寄存器依次对接收信号延迟码元宽度以获得不同相位时的相关,通过包络检测找到具有最大相关峰时的相位实现相位捕获㊂匹配滤波器算法原理如图6所示㊂图6㊀DMF 原理框图Fig.6㊀Block diagram of DMF㊀㊀匹配滤波器算法在一个码周期内就可以捕获到码相位,实现快速捕获㊂但是包络检测判决输出会随着多普勒频移的增加而迅速衰减,不利于信号检测,因此匹配滤波器算法并不适用于高动态场景[16]㊂3.2.5快速傅里叶变换捕获算法快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法,可以从信号的时域表示中获取到信号的频域表示,其可以将时域中卷积运算简化为频域中乘法运算,也可以将捕获中的时域相关运算转化成频域相乘运算㊂FFT 捕获算法可以通过FFT 算法简化捕获过程,主要有并行频率搜索和并行码相位搜索两种,可以灵活应用在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景㊂并行频率搜索法原理如图7所示,其首先将接收信号与本地载波混频,去除载波,然后与本地码发生器相关,并对相关结果使用傅里叶变换,使得时域的相关转换为频域相乘,通过取模观察频谱峰值,根据频谱峰值得到多普勒频移,并不断调整本地码相位使得频谱峰值超过门限,从而得到码相位偏移[17-20]㊂图7㊀并行频率搜索原理框图Fig.7㊀Block diagram of parallel frequency search㊀㊀并行码相位搜索法原理如图8所示,其与并行频率搜索均在一开始利用混频器对接收信号去除载波影响,不同的是并行码相位搜索在此之后对该信号与本地码发生器所产生的本地码提前进行傅里叶变换,二者分别进行傅里叶变换之后共轭相乘,通过频域相乘完成与时域相关一样的效果,之后通过傅里叶反变换获得时域结果,根据取模后峰值得到码相位偏移,通过不断调整载波频率,使峰值超过门限值,此时的频率即为多普勒频移㊂可以看到,无论是哪种方法,都可以将二维的对载波频率和码相位的捕获变成一维捕获,大大降低算法复杂度,实现快速捕获㊂采用FFT 进行捕获虽然可以大幅度提高捕获效率,但会由于傅里叶变换需要大量运算而导致实际实现复杂度高以及信号处理延时较大,因此也不适合实时信号处理㊂图8㊀并行码相位搜索结构图Fig.8㊀Structure of phase search for parallel codes3.2.6部分匹配滤波器和快速傅里叶变换捕获算法部分匹配滤波器和快速傅里叶变换(PartialMatched Filter FFT,PMF-FFT)捕获算法的实现流程如图9所示[21-23]㊂其与匹配滤波器算法和FFT 算法一致,均可以应用在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景㊂图9㊀基于PMF-FFT 的捕获算法Fig.9㊀Acquisition algorithm based on PMF-FFT㊀㊀PMF-FFT 捕获算法通过将匹配滤波与频域并行捕获方法有效结合,在利用二者优势的情况下,补偿各自弊端,在卫星通信接收机中得到了大规模的使用[24]㊂PMF-FFT 捕获算法首先通过混频器剥离载波,在此之后使用多个匹配滤波器代替传统相关器进行相关,并将I㊁Q 路产生的多个输出结果合成为复数信号,对其进行FFT 运算,检测FFT 的峰值结果,如果大于门限,则峰值频率对应为多普勒频移量,相位对应为码相位㊂其使用多个匹配滤波器,相比相关器大幅减少运算时间,并通过整体FFT 变换,快速完成所有频率的搜索,再经由滤波器拆分,减少FFT 运算点数,大大降低复杂度,因此最为适宜低轨卫星网络场景下的信号捕获㊂PMF-FFT捕获算法包含以下几个步骤:①将输入信号送入多个匹配滤波器;②将匹配滤波的结果补零加窗并进行FFT;③取FFT运算结果的最大相关值进行输出㊂3.3㊀信号跟踪技术捕获过程是粗略估计接收信号的多普勒频移和码相位偏移,分辨率稍低,又称为粗同步㊂跟踪阶段,从捕获算法得到的信号多普勒频移和码相位的粗略估计值出发,精确估计两个参量的值,使得本地复制信号与接收信号一致,解调出导航数据,以便于下一个阶段解算[25]㊂本节介绍的锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)㊁科斯塔斯(Costas)环和基于卡尔曼滤波的跟踪方法均可以用于星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景下的信号跟踪㊂3.3.1锁相环锁相环用来实现对输入信号的跟踪并给出精确的载波相位测量值㊂锁相环由三部分构成,分别为:鉴相器(PD)㊁压控振荡器(VCO)和环路滤波器(LF)㊂锁相环能产生与输入信号在频率和相位上同步的输出信号㊂当锁相环处于锁定状态下,其处于同步状态,输出信号与输入信号频率一致,相位误差固定为某一常数;而当锁相环处于失锁状态下,锁相环中的VCO会根据误差产生相应控制信号来纠正输出信号频率与相位,从而回到锁定状态,使得输出信号与输入信号完全一致㊂不过锁相环在高动态场景下由于多普勒频移和多普勒频率变化率较大,因此难以稳定跟踪输入信号,并不能直接用于低轨卫星场景㊂3.3.2Costas环由于BPSK扩频后的信号频谱不会在载波频率处出现峰值,因此采用锁相环无法提取出载波频率,除此之外,锁相环对180ʎ的相位翻转敏感,无法正常读取BPSK数据㊂Costas环可以解决以上两点问题,有助于在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景下对PSK信号进行跟踪㊂在Costas环中,VCO产生的载波信号分两路与接收信号相乘进行载波剥离,其中一路载波信号先进行90ʎ相移再相乘,这样的两路信号分别经过低通滤波器之后相乘,抵消PSK的调制效果,获得精确的多普勒频移与伪码相位㊂Costas环原理如图10所示㊂图10㊀Costas环解调器Fig.10㊀Costas ring demodulator Costas环虽然非常适用于PSK调制,但其对信号的灵敏度不如纯锁相环,因此也不能直接用于低轨卫星场景下的信号跟踪过程㊂3.3.3基于卡尔曼滤波的跟踪方法锁相环在高动态场景下难以稳定跟踪信号,可以引入卡尔曼滤波来对高动态信号进行持续跟踪㊂卡尔曼滤波是控制领域常用的估计方法,其核心原理是根据测量数据与估计数据的相对关系,在二者间取某一中间值,这个中间值相对于测量与估计结果均更加准确,且由于卡尔曼滤波具有收敛速度快㊁仅需上一时刻结果和计算复杂度低等优点被广泛使用㊂卡尔曼滤波具体流程如图11所示,总结如下㊂图11㊀卡尔曼滤波基本流程Fig.11㊀Kalman filtering basicflow。
卫星目标捕获与跟踪教案
教案：卫星目标捕获与跟踪教学目标1.了解卫星目标捕获与跟踪的基本概念和原理。
2.掌握卫星目标捕获与跟踪的关键技术和方法。
3.能够分析和评价不同的卫星目标捕获与跟踪方案。
教学内容1. 卫星目标捕获与跟踪的概述•卫星目标捕获与跟踪的定义和作用。
•卫星目标捕获与跟踪的应用领域。
2. 卫星目标捕获与跟踪的基本原理•目标检测和识别的方法。
•目标轨迹预测和更新的算法。
•目标状态估计和滤波技术。
3. 卫星目标捕获与跟踪的关键技术•多传感器数据融合。
•动态编队控制。
•自适应参数调整。
4. 卫星目标捕获与跟踪方案评价•性能指标：准确性、鲁棒性、实时性等。
•实验设计和数据处理方法。
教学方法1.授课法：通过讲解卫星目标捕获与跟踪的基本概念、原理和关键技术，帮助学生建立起相关的知识框架。
2.分组讨论：将学生分成小组，让他们对卫星目标捕获与跟踪方案进行分析和评价，并提出自己的想法和建议。
3.实验演示：利用虚拟仿真软件或实际设备进行卫星目标捕获与跟踪的实验演示，让学生亲自操作并体验相关技术。
评价方式1.小组讨论报告：根据小组讨论的结果，每个小组需要提交一份卫星目标捕获与跟踪方案评价报告，包括对方案性能指标的分析和评估。
2.实验报告：针对实验演示内容，学生需要提交一份实验报告，包括实验设计、数据处理和结果分析等部分。
3.课堂参与度：根据学生在课堂上的积极参与程度、提问质量和回答问题的准确度进行评价。
教学进度安排•第一节课：卫星目标捕获与跟踪的概述（30分钟）•第二节课：卫星目标捕获与跟踪的基本原理（60分钟）•第三节课：卫星目标捕获与跟踪的关键技术（60分钟）•第四节课：卫星目标捕获与跟踪方案评价（40分钟）•第五节课：小组讨论和实验演示（90分钟）教学资源准备1.电子教案和PPT。
2.虚拟仿真软件或实际设备。
3.实验所需数据和实验报告模板。
参考文献1.张三，李四。
《卫星目标捕获与跟踪技术综述》。
《航天科学与工程》。
2018年，第10期，第20-25页。
_4_DQPSK调制的快速位同步捕获和位同步跟踪
k Ts ) cos [ωt + θ( t ) ]
其中 : g ( t ) 为基带成形脉冲 , 其频 谱为平方根升余弦 ; ω 为载波角频 率 ; Ts 为码元宽度 ;θ( t ) 为调制相 位 , 由下式确定 . θ( t ) = θ( t - Ts ) +Δ θ( t ) ( 2)
xk
yk
1 0 0 1
( 7) ( 8) 其复数表示形式为 : s r ( t) = A ( t) ej[Δωt + θ( t) - <] 其中 , s ri ( t) 、 s rq ( t) 分别为 s r ( t) 的实部和虚部 , < 为收发载波 的固定相差 .
ωTs ) , acqq ( k 0 ) = N A 0 其 中 , acqi ( k 0 ) = N A 0 sin ( 2 Δ Δ ωTs ) . 由式 ( 11) ～ ( 19) , 可实现信号能量检测 、 ・ cos ( 2 多普勒 频移 、 位定时信号的联合捕获 . ω 发生变化时的情况 . 假设 Δ ω 在 B TR 期间 现在分析 Δ ω =Δ ω0 + β ω0 为起始频 保持线性变化 , 也就是 ,Δ t , 其中 ,Δ 差 ,β为单位时间内的角频率变化量 ( rad/ s) ,它相当于接收机 相对于发射机保持均匀加速直线运动 . 这时 : s r ( t) = A ( t) ej[ (Δω0 + βt) t + θ( t) ]
π/ 42DQPS K 的基本原理 二、
π / 42DQ PSK 调制信号的数学表达式为 ( 假设载波初相位 为 0) [ 5 ] s ( t) =
g( t ∑
k
θ( t) cosωt k Ts ) cos
第7章 扩频码的同步跟踪-2014春
1 ˆ ln r (t ), Td T ˆ ˆ N0 T d d
2 ˆ ˆ T / 2 2r (t )c(t Td ) c (t Td ) dt 0 T /2
ˆ 结论： T d 的最佳估值是由接收信号r(t)与本地码c(t)的时间导数 求相关而得。对扩频码同闭合环路后应为0。
e(t , ) y2 (t ) y1 (t ) kAD( )
1 1 D( ) Rc Tc Rc Tc 2 2
(7-4)
y1 (t )
kA NTc
NTc /2
NTc /2
失锁性能 - Mean Time to Lose-of- Lock
环路保持锁定的时间； The probability of remaining in lock for a given interval of time. (Unfortunately, analytical evaluation of this measure is difficult, and thus an alternate but still informative measure often used is the mean time to lose-of- lock)
2014-04-09
引言： 扩频接收机的环路：
扩频接收机有两个环路：
第七章 扩频码同步跟踪
2014-04-09 哈尔滨工业大学通信技术研究所 1
（1）载波环路： 捕获和跟踪 采用锁相环技术 （2）码环路： 同步捕获和跟踪 采用延时锁定环路。
反馈环 路来实 现跟踪 作用。
PLL
《追踪方法学》课件
案例二：市场趋势预测
总结词：通过追踪市场趋 势和竞品动态，预测市场 变化，制定相应的市场策 略。
详细描述
收集行业动态、政策法规 、科技进步等信息，分析 市场趋势和未来发展方向 。
根据市场趋势和竞品动态 ，制定相应的市场策略和 产品规划，抢占市场先机 。
监测竞品的销售数据、产 品策略和市场活动，了解 竞品的竞争优势和劣势。
用于获取物体的位置信息，常用于车辆、船 舶和飞机的导航。
遥感技术
通过卫星、飞机等平台上的传感器收集地球 表面或大气中的信息。
网络爬虫技术
通过网络抓取数据，常用于收集网页信息。
数据处理技术
数据清洗
去除重复、错误或不完 整的数据，确保数据质
量。
数据转换
将数据从一种格式或结 构转换为另一种格式或
结构。
数据聚合
将多个数据点合并为一 个数据点，如计算平均
值、中位数等。
数据压缩
减少数据存储空间，同 时保持数据完整性。
数据分析技术
01
02
03
04
统计分析
利用数学和统计方法分析数据 ，以发现数据中的模式和趋势
。
机器学习
利用算法让计算机从数据中学 习并做出预测或决策。
数据挖掘
从大量数据中找出有用的信息 或模式。
可视化分析
管理学
用于研究组织行为、人力资源 管理、市场营销等领域，如员 工绩效评估、消费者行为分析
等。
追踪方法学的优势与局限性
优势
能够深入了解研究对象，揭示事物的内在联系和动态变化； 能够提供长期、连续的数据，有利于分析事物的长期趋势和 规律；能够通过定性和定量分析相结合的方法，更全面地了 解研究对象。
扩频通信中直接扩频系统的同步技术
摘要扩频通信作为一种新型的通信体制，具有很多独特的优点，在军用和民用领域中都得到了广泛的应用。
扩频通信中一个关键性的问题就是扩频信号的同步，包括捕获和跟踪两个步骤，同步性能的优劣直接影响到整个扩频通信系统的性能。
因此，对直扩系统同步的研究具有很大的实用价值。
本文深入研究了扩频通信中直接扩频系统的同步技术，包括伪随机(PN)序列的捕获、跟踪和载波同步。
在伪随机(PN)序列的捕获中研究了串并结合的大步进方法。
研究了伪码串行-载波并行、伪码并行-载波串行、伪码串行-载波并行、伪码并行-载波并行4种捕获方法。
在特定的参数下，设计出直扩通信系统，并在高斯信道条件下，仿真得出了直扩系统的误码率性能曲线，在此基础上运用了伪码并行-载波串行的方法进行仿真分析，从MATLAB仿真结果可以看出捕获方案确实可行。
关键词：扩频通信；同步；捕获；跟踪AbstractAs a new type of communications system,spread spectrum communications has many unique advantages, and has been widely used in both military and civilian fields. The synchronization of spread specturn signal, including acquisition and tracking, is the key problem of spread specturn communication. The performance of synchronizing has direct impact on the whole spread spectrun communication system. As a result, it’s very important to discuss this problem.This paper researches into synchronization techniques of direct-sequence spread spectrum systems, which include PN code acquisition, PN code tracking and carrier recovery. we studied PN acquisition scheme, large step acquision scheme. This paper discusses four capture methods about serial PN code, serial carrier, parallel PN code, serial carrier, serial PN code, parallel carrier, and parallel PN code, parallel carrier. Incertain parameters, design of direct sequence spread spectrum communication system, and in the Gauss channel conditions, simulation of the curve of the BER performance of DSSS system, on the basis of using the parallel PN code, carrier serial simulation, simulation results can be seen from the MATLAB capture scheme is feasible.Keywords: S pread Spectrum Communications; Synchronization; Acquisition; Tracking目录1 绪论 (1)2直接序列扩频通信的理论基础 (4)2.1扩频通信的理论基础 (4)2.1.1基本理论 (4)2.1.2扩频通信的特点 (5)2.2直接序列扩频通信系统 (6)2.3伪随机序列 (9)2.3.1m序列 (10)3 直接序列扩频系统的同步 (12)3.1同步机理 (12)3.2信号捕获 (12)3.3 信号跟踪 (17)3.3.1 载波跟踪技术 (17)3.3.2 锁相环原理 (18)3.3.3 锁频环原理 (20)3.3.4 锁相环与锁频环的性能比较 (21)4直扩系统的仿真分析 (23)4.1设计参数 (23)4.2 直扩通信系统的原理框图 (23)4.3直扩通信系统的仿真分析 (24)4.4 直扩系统的抗干扰性能分析 (30)5 同步仿真分析 (31)5.1同步参数设计 (31)5.2 PN码的自相关性仿真 (31)5.3 捕获 (32)5.4 跟踪 (36)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 英文原文 (43)附录B 中文翻译 (55)附录C 程序 (64)1 绪 论扩频通信是建立在ClaudeE.Shannon 信息论基础之上的一种新型现代通信体制。
扩频通信讲义
1.1 扩频通信旳基本概念
特点（判断扩频通信系统旳准则）
（1）传播信号旳带宽远远不小于被传播旳原始信息 信号旳带宽；
（2）传播信号旳带宽主要由扩频函数决定，此扩频 函数一般是伪随机（伪噪声）编码信号。
取得旳好处 具有很强旳抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干 扰旳能力。
9
1.1 扩频通信旳基本概念
扩频系统具有抗干扰能力旳理论基础
自有关函数：
S( f ) N0 2
f
R(τ ) S( f )e j2πfτdf N0 δ(τ )
2
对白噪声信号处理困难。使用伪噪声码序列替代白噪声，它们
旳统计特征相近。伪噪声序列是接近于高斯信道要求旳最佳信
号形式。
R(τ)
1 N
N
ci ci
i 1
1
1 N
τ 0 τ 0
N
1
R(τ
可供随机选用旳载波频率数一般是几千~几万个离散频率， 在如此多旳离散频率中，每次输出哪一种由伪随机码决定。
24
1.2.2 频率跳变系统
25
频率跳变系统
工作原理 频率跳变系统中
发信机旳发射载波频率，在一种预定旳频率集内由伪随机码 序列控制频率合成器(伪)随机旳由一种跳到另一种。
收信机中旳频率合成器也按摄影同旳顺序跳变，产生一种和 接受信号频率相差 fIF(中频频率)旳参照本振信号，经混频后 得到频率固定旳中频信号，此过程称为对跳频信号旳解跳。 解跳后旳中频信号经放大后送到解调器解调，恢复出传播旳 信息。
➢也就是说对于任意给定旳信息传播速率C，当信号噪声功率
比S/N下降时，能够用增大系统旳传播带宽B来取得较低旳信
息差错率。
11
1.1 扩频通信旳基本概念
讲义-第7讲 同步捕获和跟踪
第八讲扩频通信系统的同步跟踪与捕获
8.1 同步不确定性的来源
8.2 同步过程
8.3 同步方法
8.4直扩系统的同步
同步系统与扩频方式、扩频码、信息调制与解
调、扩频调制与相关解扩都有直接关系。
它的
性能好坏影响整个系统的可靠性和适用性，以
及功能和性能指标。
因此，可以说同步系统在
直扩系统中起着核心的作用。
0C
nT ∫
nT
c , T c为
PN码片时间宽度。
这个方法搜捕时间虽然很快，但问题：
（1）它的先决条件是对外来的PN码先要进行检测出后才能注入移位寄存器。
做到这一点有时是困难的；
（2）此法对噪声和干扰很脆弱，因是一个时片一个时片进行估值和判决的，并未利用PN 码的抗干扰特性。
PN 码相差有提码信号的变化。
这就是在正常情况，本地振荡器被锁定在曲线的0点。
两码与外来PN 时片。
所以从移位寄存器末级取出时片延迟后可以作为解码相码参考信号，它正为与收到的信号相位一致。
第三支路经信息数据解调器输出有用延迟锁定环
τ一抖动环
τ
τ
在两端码相位一致时，工作在相关特性的峰值处。
此时附加的抖动位置，经环路滤波输出附码超前或迟后，则抖”或“码跟踪接收到的PN 码的PN 码的附一抖动环的跟踪误差只比延迟锁定环
8.5 FH信号的同步。
GPS信号的捕获与跟踪
电子工程学院141GPS信号的捕获与跟踪第七章 GPS信号的捕获与跟踪前几章讲述了GPS系统结构和GPS定位原理，本章介绍GPS软件接收机和GPS信号处理方法，主要探讨对GPS信号进行捕获和跟踪的过程。
捕获的目的是搜索到可视卫星，并粗略地确定卫星信号的载波频率和伪码相位，跟踪的目的则是精确地跟踪信号的载波频率和伪码相位的变化，完成GPS信号解扩和解调，从而提取出导航电文、伪距观测量等。
7.1 GPS软件接收机目前广泛使用的GPS接收机一般均基于ASIC（Application Specific Integrated Circuit）结构，又称为硬件接收机，结构如图7-1所示。
硬件接收机的数字接收机通道（包括捕获、跟踪的相关运算）一般用一个或几个专用GPS信号通道处理芯片（ASIC）来实现，接收机微处理器从ASIC输出的相关输出结果译出导航数据，从而可以得到卫星星历及伪距，星历可用来得到卫星位置，并最终可由卫星位置及伪距解算出用户位置等信息。
这类ASIC芯片具有运行速度快、成本低的特点。
但由于ASIC限制了接收机的灵活性，用户不能轻易改变硬件接收机各类参数以适应随着GPS发展的升级需要；同时近年来出现了许多减少导航定位误差和提高抗干扰能力的算法，如抗多径跟踪环路设计、高动态的跟踪环路设计等，对于硬件接收机测试和使用新的算法，不便之处显而易见。
随着软件无线电思想的发展，GPS软件接收机的设计与实现逐渐成为研究热点。
图7-1 GPS传统硬件接收机框图软件无线电（Software Radio）的概念是由美国科学家J.Mitola于1992年5月在美国电信系统会议上首次明确提出的。
随着通信技术的迅速发展，新的通信体制与标准不断提出，通信产品的生存周期缩短，开发费用上升，导致以硬件为基础的传统通信体制无法适应这种新局面。
同时不同体制间互通的要求日趋强烈，而且随着通信业务的不断增长，无线频谱变得越来越拥挤，这对现有通信系统的频带利用率及抗干扰能力提出了更高的要求，但是沿着现有通信体制的发展，很难对频带重新规划。
六年级上册数学同步跟踪
六年级上册数学同步跟踪
六年级上册数学同步跟踪是指通过对六年级上学期数学课程的推进情况进行跟踪和记录，以便及时发现和解决问题，确保学生的学习效果和教学质量。
在进行数学同步跟踪时，应该注重以下几个方面：
1. 教学进度的跟踪：及时记录每次上课所授课程的内容、教学方法、学生反应等，并分析问题所在，及时调整教学进度。
2. 学生学习情况的跟踪：定期对学生进行测试或小测验，了解学生的掌握程度和理解程度，及时发现和解决学生的学习问题。
3. 教学效果的跟踪：及时反馈学生的学习成果，评估教学效果，改进教学方法和策略，提高教学质量。
在实施数学同步跟踪时，应该注重分析问题，找出问题所在，有针对性地解决问题。
同时，要注重与家长的沟通，让家长了解学生的学习情况和教学进度，增强家校合作，共同促进学生的学习成长。
综上所述，六年级上册数学同步跟踪是一项重要的工作，通过跟踪和记录，可以及时发现和解决问题，保证学生的学习效果和教学质量。
- 1 -。
七年级阶段学生学习进展的跟踪方法课件
七年级阶段学生学习进展的跟踪方法课件七年级是学生初中学习生涯的重要开端，这个阶段学生的学习习惯、方法和态度都在逐渐形成。
为了更好地了解学生的学习进展，及时发现问题并提供有效的支持，需要采用科学合理的跟踪方法。
以下将详细介绍几种适合七年级阶段学生学习进展的跟踪方法。
一、课堂表现跟踪课堂是学生获取知识的主要场所，观察学生在课堂上的表现是了解其学习进展的重要途径。
1、积极参与度教师可以通过观察学生在课堂上主动提问、回答问题、参与小组讨论等方面的表现，来评估他们的学习积极性和参与度。
对于积极参与的学生，给予及时的表扬和鼓励；对于较为被动的学生，课后可以与其交流，了解原因并给予适当的引导。
2、注意力集中程度注意到学生在课堂上是否容易分心、走神，是否能够紧跟教师的教学节奏。
对于注意力不集中的学生，可以尝试调整教学方法或给予个别提醒，帮助他们提高注意力。
3、笔记记录情况检查学生的课堂笔记，了解他们对重点知识的记录和整理能力。
好的笔记不仅能够反映学生对知识的理解，还能帮助他们在课后复习时更好地回忆课堂内容。
二、作业完成情况跟踪作业是对课堂知识的巩固和拓展，通过作业完成情况可以了解学生对知识的掌握程度。
1、完成质量认真批改学生的作业，关注作业的正确率、书写规范程度以及解题思路的清晰性。
对于错误较多的题目，分析是学生对知识点理解有误还是粗心大意导致，然后有针对性地进行辅导。
2、完成时间要求学生记录完成作业所花费的时间，了解他们的作业效率。
如果学生完成作业的时间过长，可能是对知识不熟练或者学习方法不当，需要给予指导。
3、作业态度观察学生的作业是否认真、工整，是否有抄袭现象。
对于态度不端正的学生，进行教育和督促，培养他们良好的学习习惯。
三、测验与考试成绩跟踪定期进行测验和考试，能够较为全面地了解学生的学习水平和进步情况。
1、成绩分析对每次测验和考试的成绩进行详细分析，包括总分、各科目成绩、班级排名和年级排名等。
通过与之前的成绩进行对比，找出成绩上升或下降的趋势。
跟踪雷达基础知识讲义
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载跟踪雷达基础知识讲义地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容18.5 目标捕获和距离跟踪距离跟踪就是连续测量从发射射频脉冲到目标回波信号返回之间的延时的过程。
距离测量是雷达最精确的位置坐标测量。
其典型数据是在测量几百英里距离时精密到几码以内。
通常距离跟踪是从其他目标中鉴别出所需目标的主要方法，通过距离波门（即时间选通）从误差检波器输出中消除其他目标的回波（虽然也有用速度鉴别和角度鉴别的）。
距离跟踪电路也可用来捕获所希望的目标。
距离跟踪不仅必须测量脉冲从雷达到目标的往返行程时间，而且必须识别出反射信号是一目标而不是噪声，并且保存目标的距离随时间变化的历程。
这里的讨论适用于典型的脉冲跟踪雷达。
距离测量也可以用使用调频连续波的连续波雷达来完成，这种调频连续波通常是一种线性调频波。
目标距离由回波信号和发射信号之间的频率差异决定。
考虑到多普勒效应的调频连续波系统的性能见参考资料1。
捕获距离跟踪的第一个作用是捕获所需的目标。
虽然这不是跟踪工作，但在典型的雷达里这是实现距离跟踪或角跟踪之前必需的第一步。
对于窄波束跟踪雷达而言，为使天线波束指向目标的方向，必须具备有关目标角位置的某些信息。
这个信息叫做引导数据，可以由搜索雷达或其他来源提供。
引导数据可以足够精确地把窄波束指向目标或者可以要求跟踪器扫描一个较大的不确定区域。
雷达距离跟踪的优点是能看到从近距离一直到雷达的最大距离上的所有目标。
通常把这个距离分成小段，其中各段可以同时检验是否有目标存在。
当需要波束扫描时，距离跟踪器可在短时间里（如0.1s）检验各段情况，即可作出关于目标是否存在的判断。
如果没有目标存在，就让波束移向新的位置。
同步捕获概率
同步捕获概率摘要：1.同步捕获概率的概念与意义2.同步捕获概率的计算方法3.提高同步捕获概率的策略4.同步捕获概率在实际应用中的案例分析5.总结与展望正文：同步捕获概率是无线通信领域中的一个重要概念，它反映了接收端在多个信号同时到达时，正确识别并提取目标信号的概率。
在实际应用中，同步捕获概率直接关系到通信系统的性能和稳定性。
本文将从同步捕获概率的概念、计算方法、提高策略以及实际应用等方面进行详细阐述。
一、同步捕获概率的概念与意义在无线通信环境中，信号传输受到多种因素的影响，如多径效应、信道噪声等。
接收端需要对同时到达的多个信号进行解调、滤波等处理，以提取目标信号。
同步捕获概率就是在这种背景下提出的，它强调了在复杂环境下，接收端正确识别并提取目标信号的能力。
二、同步捕获概率的计算方法同步捕获概率的计算方法主要包括两种：一种是基于概率论的方法，另一种是基于统计学的方法。
1.基于概率论的方法：假设发送端发送的信号满足一定的概率分布，如高斯分布、瑞利分布等。
接收端在接收到多个信号后，根据信号的幅度、相位等信息进行解调、滤波等处理。
同步捕获概率可以表示为成功解调目标的概率。
2.基于统计学的方法：在实际通信系统中，同步捕获概率可以通过大量实验数据进行统计分析得到。
统计方法主要考虑信号的幅度、相位等参数的分布情况，以及接收端处理过程中的误操作概率。
三、提高同步捕获概率的策略1.优化信号处理算法：通过改进解调、滤波等算法，降低接收端在处理多径信号时的误操作概率。
2.提高信号传输功率：增加发送端的信号强度，有助于提高同步捕获概率。
但同时需要注意避免信号间的相互干扰。
3.优化信号编码方式：采用更先进的编码技术，如LDPC码、Polar码等，以提高接收端在复杂环境下提取目标信号的能力。
4.选择合适的调制方式：根据无线通信环境的特性，选择合适的调制方式，如QPSK、16QAM等，以提高信号传输的可靠性。
四、同步捕获概率在实际应用中的案例分析1.无线通信系统：在无线通信系统中，同步捕获概率直接影响系统的性能。
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第八讲扩频通信系统的同步跟踪与捕获
8.1 同步不确定性的来源
8.2 同步过程
8.3 同步方法
8.4直扩系统的同步
同步系统与扩频方式、扩频码、信息调制与解
调、扩频调制与相关解扩都有直接关系。
它的
性能好坏影响整个系统的可靠性和适用性，以
及功能和性能指标。
因此，可以说同步系统在
直扩系统中起着核心的作用。
0C
nT ∫
nT
c , T c为
PN码片时间宽度。
这个方法搜捕时间虽然很快，但问题：
（1）它的先决条件是对外来的PN码先要进行检测出后才能注入移位寄存器。
做到这一点有时是困难的；
（2）此法对噪声和干扰很脆弱，因是一个时片一个时片进行估值和判决的，并未利用PN 码的抗干扰特性。
PN 码相差有提码信号的变化。
这就是在正常情况，本地振荡器被锁定在曲线的0点。
两码与外来PN 时片。
所以从移位寄存器末级取出时片延迟后可以作为解码相码参考信号，它正为与收到的信号相位一致。
第三支路经信息数据解调器输出有用延迟锁定环
τ一抖动环
τ
τ
在两端码相位一致时，工作在相关特性的峰值处。
此时附加的抖动位置，经环路滤波输出附码超前或迟后，则抖”或“码跟踪接收到的PN 码的PN 码的附一抖动环的跟踪误差只比延迟锁定环
8.5 FH信号的同步。