直扩系统的同步-
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扩频通信
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；
在一些系统中，采用特殊码来完成同步捕获，对 扩频系统的同步锁定很有好处。在测距系统中，要求 同步建立时间短，就采用了一种JPL组合码，它由几 个短码组成。
N1=2r1-1 N2=2r2-1 … NP=2rp-1
子码序列的长度分别为N1，N2，...Np，且 r1≠r2≠...≠rp，即要求这些子码的长度彼此互质 。
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Pபைடு நூலகம்
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!
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。
一般的同步可分两步进行：
（1）初始同步（粗同步、捕获）
目的：主要解决载波频率和码相位的不确定性，保证 解扩后的信号能通过相关器后面的中频滤波器。 工作方式：没有关于定时的预先信息，或至多只知道 极少的信息，并不知道所需要的与发射机或接收机达 到同步的合适的时间结构，这就是所谓的冷启动。 要求：码相位的误差小于1码元。
初始同步 开机 调整时钟
搜 索
捕获 N
Y ≤1切普
停止搜索
Y
失步 N
同步锁定
跟 踪
转入跟踪
三、特殊码字同步法
接收机刚开始工作时，对所接收的信号的频率和 相位只能大致确定一个范围。这个范围主要根据发射 机和接收机的频率与时钟的相对差值、信道传输的频 率不稳定性、传播时延以及收发信机本身信号源与时 钟的稳定度来确定。 直扩系统中初始同步的方法很多以相关检测的捕 获、跟踪环路为主，再一个就是利用匹配滤波器方法 来实现。下面介绍特殊码字同步法。
（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。
二、同步过程
接收机对接收到的信号进行搜索，与本地码相位 差的大小进行判断，若不满足<1码元 ，则调整时钟 再进行搜索。直到使收发相位差<1码元 ，停止搜索 ，转入跟踪状态。 然后对捕捉到的信号进行跟踪，并进一步减小收 发相位差到要求的误差范围内，以满足系统解调的需 要。与此同时，不断地对同步信号进行检测，一旦发 现同步信息丢失，马上进入初使捕获阶段，进行新的 同步过程。
用JPL组合码来同步的优点在于：提供了快速捕 获而不必用同步头，或者说除了组合码本身之外不用 其它任何东西，建立时间快。 例：当子码的长度为200、500和1000切普时，分别搜 索整个长度（共1700切普）的过程比直接搜索JPL码 （200×500×1000＝108切普）要快得多。
序列发生器1
N1=2r1-1
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；
在一些系统中，采用特殊码来完成同步捕获，对 扩频系统的同步锁定很有好处。在测距系统中，要求 同步建立时间短，就采用了一种JPL组合码，它由几 个短码组成。
N1=2r1-1 N2=2r2-1 … NP=2rp-1
子码序列的长度分别为N1，N2，...Np，且 r1≠r2≠...≠rp，即要求这些子码的长度彼此互质 。
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Pபைடு நூலகம்
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!
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。
一般的同步可分两步进行：
（1）初始同步（粗同步、捕获）
目的：主要解决载波频率和码相位的不确定性，保证 解扩后的信号能通过相关器后面的中频滤波器。 工作方式：没有关于定时的预先信息，或至多只知道 极少的信息，并不知道所需要的与发射机或接收机达 到同步的合适的时间结构，这就是所谓的冷启动。 要求：码相位的误差小于1码元。
初始同步 开机 调整时钟
搜 索
捕获 N
Y ≤1切普
停止搜索
Y
失步 N
同步锁定
跟 踪
转入跟踪
三、特殊码字同步法
接收机刚开始工作时，对所接收的信号的频率和 相位只能大致确定一个范围。这个范围主要根据发射 机和接收机的频率与时钟的相对差值、信道传输的频 率不稳定性、传播时延以及收发信机本身信号源与时 钟的稳定度来确定。 直扩系统中初始同步的方法很多以相关检测的捕 获、跟踪环路为主，再一个就是利用匹配滤波器方法 来实现。下面介绍特殊码字同步法。
（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。
二、同步过程
接收机对接收到的信号进行搜索，与本地码相位 差的大小进行判断，若不满足<1码元 ，则调整时钟 再进行搜索。直到使收发相位差<1码元 ，停止搜索 ，转入跟踪状态。 然后对捕捉到的信号进行跟踪，并进一步减小收 发相位差到要求的误差范围内，以满足系统解调的需 要。与此同时，不断地对同步信号进行检测，一旦发 现同步信息丢失，马上进入初使捕获阶段，进行新的 同步过程。
用JPL组合码来同步的优点在于：提供了快速捕 获而不必用同步头，或者说除了组合码本身之外不用 其它任何东西，建立时间快。 例：当子码的长度为200、500和1000切普时，分别搜 索整个长度（共1700切普）的过程比直接搜索JPL码 （200×500×1000＝108切普）要快得多。
序列发生器1
N1=2r1-1