扩频通信的基本过程

滑动相关捕捉法的特点
T acq = NTi
电路简单:采用一个积分器对两个 序列的相关值进 电路简单:采用一个积分器对两个PN序列的相关值进 行顺序搜索. 行顺序搜索. 序列的周期较长, 序列的相位差较大时, 当PN序列的周期较长,且两个 序列的相位差较大时, 序列的周期较长 且两个PN序列的相位差较大时 所需要的捕捉时间太长.( .(因为每次调整都要进行相 所需要的捕捉时间太长.(因为每次调整都要进行相 关运算,而且每次只能调整一个Tc/2). 关运算,而且每次只能调整一个 ).
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五,扩频序列的跟踪
原理 接收序列与本地序列的Tc/2 移位序列分别相乘 接收序列与本地序列的 后二者相加,得到鉴相器的输出信号 得到鉴相器的输出信号, 后二者相加 得到鉴相器的输出信号,该信号经 过环路滤波器去控制VCO. 过环路滤波器去控制 .
DLL环的鉴相特性 环的鉴相特性
m序列的自相关特性
需采用跟踪电路的原因
捕捉完成后两个序列的相位差最大可达Tc/4.这种精 . 捕捉完成后两个序列的相位差最大可达 度很差的同步状态,会损失解扩电路的信噪比. 度很差的同步状态,会损失解扩电路的信噪比. 扩频序列时钟频率的漂移等等, 扩频序列时钟频率的漂移等等,将会使接收序列的相 位状态出现波动甚至很大的改变. 位状态出现波动甚至很大的改变.结果是本来已经对 齐的序列相位又重新出现偏差. 齐的序列相位又重新出现偏差.
检测概率P 当收发两序列确实同步时, 检测概率Pd:当收发两序列确实同步时,门限比较 器判决达到同步的概率. 器判决达到同步的概率. 虚警概率P 当收发两序列没有同步时, 虚警概率Pfa:当收发两序列没有同步时,门限比较 器判决达到同步的概率. 器判决达到同步的概率.
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三,单积分滑动相关捕捉
理想情况:检测概率Pd=1;虚警概率 fa=0.每次相 理想情况:检测概率 ;虚警概率P . 位改变Tc/2,那么,经过 次相位更新就能使本地扩 位改变 ,那么,经过2N次相位更新就能使本地扩 频序列遍历整个周期序列的各个相位状态, 频序列遍历整个周期序列的各个相位状态,由初始相 位差均匀分布的假设,可得单积分捕捉的平均时间为: 位差均匀分布的假设,可得单积分捕捉的平均时间为:
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一,DS扩频地址码的同步过程 扩频地址码的同步过程
地址码的捕捉( 地址码的捕捉(Acquisition) )
滑动相关捕捉 匹配滤波器捕捉
地址码的跟踪( 地址码的跟踪(Tracking) )
延迟锁相环跟踪 抖动环跟踪
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二,全并行地址码捕获
原理
在接收端用2N个间隔为 的本地PN序列与接收到 在接收端用 个间隔为Tc/2的本地 序列与接收到 个间隔为 的本地 的扩频序列进行相关运算,那么哪个相关器的输出最 的扩频序列进行相关运算, 哪个相关器的本地PN序列的相位就最接近接收 大,哪个相关器的本地 序列的相位就最接近接收 序列的相位. 的PN序列的相位. 序列的相位
要求
理解扩频序列同步过程中分两步进行的原因, 理解扩频序列同步过程中分两步进行的原因,学会理 解直接序列扩频的工作原理, 解直接序列扩频的工作原理,并在此基础上能了解直 接序列扩频同步技术的内容及过程. 接序列扩频同步技术的内容及过程.了解扩频序列同 步的重要技术指标,掌握其计算方法. 步的重要技术指标,掌握其计算方法.
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四,匹配滤波捕获
要求自学( 分钟 分钟) 要求自学(5分钟) 讨论
按下图叙述基本原理
匹配滤波捕获具有哪些特点?(复杂度,同步时间等 匹配滤波捕获具有哪些特点?(复杂度,同步时间等 ?(复杂度 方面进行讨论) 方面进行讨论) 与全并行捕获相比特点如何? 与全并行捕获相比特点如何?
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五,扩频序列的跟踪
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一,DS扩频地址码的同步过程 扩频地址码的同步过程
为什么需要地址码的同步? 为什么需要地址码的同步?
解扩的前提要求: 解扩的前提要求:
同步过程
地址码的捕捉(Acquisition) 地址码的捕捉(Acquisition) :使本地扩频序列与 接收扩频序列的相位差小于一个码片的宽度. 接收扩频序列的相位差小于一个码片的宽度. 地址码的跟踪(Tracking): ):在捕捉的基础上进一 地址码的跟踪(Tracking):在捕捉的基础上进一 步减小两个序列的相位误差,使两者精确同步. 步减小两个序列的相位误差,使两者精确同步.
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谢 谢!
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§9.3 扩频序列的捕获与跟踪
内容
内容目的
理解直接序列扩频的工作原理 了解直接序列扩频同步技术的内容及过程; 了解直接序列扩频同步技术的内容及过程; 掌握直接序列扩频同步的主要技术指标; 掌握直接序列扩频同步的主要技术指标; 掌握滑动相关捕获技术与延时锁锁相环的基本原理. 掌握滑动相关捕获技术与延时锁锁相环的基本原理.
1 (τ ) = 1 R p
od τ =0 m p
τ ≠0 m p od
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五,扩频序列的跟踪
有:
DTc / 2 (τ ) = R(τ Tc / 2) R(τ + Tc / 2) N +1 τ N T / 2, c N +1 τ 3T c = 1 , N Tc 2τ 0,
方法
延迟锁定环( 延迟锁定环(Delay-locket loop,DLL)跟踪电路; )跟踪电路; 抖动环(Tau-dither loop,TDL)跟踪电路. 抖动环( )跟踪电路.
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五,扩频序列的跟踪
基带延迟锁定环跟踪
结构: 结构: 有鉴相器,环路滤波器 压控振荡器, 环路滤波器, 有鉴相器 环路滤波器,压控振荡器,和一个本 地序列的发生器. 地序列的发生器.
τ ≤ Tc
1 3 Tc ≤ τ ≤ Tc 2 2 3 3 Tc ≤ τ ≤ (N Tc ) 2 2
1 2
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五,扩频序列的跟踪
或:
DTc (τ ) = R(τ Tc ) R(τ + Tc ) N +1 τ N T , c N +1 τ = N Tc 0,
τ ≤ Tc
2Tc 1 , τ Tc ≤ τ ≤ 2Tc 2Tc ≤ τ ≤ (N 2Tc )
Байду номын сангаас
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五,扩频序列的跟踪
相对应的鉴相特性
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总结
本节课主要讲解了以下内容
直接序列扩频的工作原理 直接序列扩频同步技术的内容及过程 直接序列扩频同步的主要技术指标 滑动相关捕获技术与延时锁锁相环的基本原理
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作业与思考题
9.19 列举你知道的扩频序列捕捉的方法,简单说明它们 列举你知道的扩频序列捕捉的方法, 的实现原理并比较它们的优缺点. 的实现原理并比较它们的优缺点. 9.20 在扩频序列的捕捉中,什么叫检测概率?什么叫虚 在扩频序列的捕捉中,什么叫检测概率? 警概率? 警概率? 9.21 滑动相关捕捉与匹配滤波器捕捉的实现原理有何异 同点?比较它们的性能,有何优缺点? 同点?比较它们的性能,有何优缺点? 9.23 扩频序列跟踪的目的是什么?实现扩频序列跟踪的 扩频序列跟踪的目的是什么? 基本原理是什么? 基本原理是什么? 9.24 列举你知道的扩频序列跟踪的方法,简单说明它们 列举你知道的扩频序列跟踪的方法, 的实现原理并比较它们优缺点. 的实现原理并比较它们优缺点.
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二,全并行地址码捕获
特点
捕捉时间短; 捕捉时间短;
需要的相关器数量随N的增加迅速增加. 需要的相关器数量随 的增加迅速增加.例如 的增加迅速增加 N=1023,则相关器数量为 ,则相关器数量为2046,导致电路设备过大. ,导致电路设备过大.
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三,单积分滑动相关捕捉
组成原理
理想情况下单积分滑动相关捕捉平均时间