1、第五章 扩谱通讯系统的同步跟踪与捕获 任何数字通信系统都是离散信号的传输，要求收发两端信号在频率上相同和相位上一致，才能正确地解调出信息。扩频通信系统也不例外。一个相干扩频数字通信系统，接收端与发送端必须实现信息 码元同步 、 PN码码元 和 序列同步 和射频 载波同步 。只有实现了这些同步，直扩系统才能正常的工作。可以说没有同步就没有扩频通信系统。同步不确定性的来源同步系统是扩频通信的关键技术。在上述几种同步中，信息码元时钟可以和 PN码元时钟联系起来，有固定的关系，一个实现了同步，另一个自然也就同步了。对于载波同步来说，主要是针对相于解调的相位同步而言。常见的载波提取和跟踪的方法都可采用，
2、例如用跟踪锁相环来实现载波同步。只讨论 PN码码元同步、序列 (码字 )同步和跳频图案同步。 同步不确定性的来源扩展频谱系统中，对同步来说存在两类一般的不确定，即码相位和载波频率的不确定。在扩频接收机能够正常工作之前必须解决这个不确定性，否则系统就不能正常地接收扩频信号。码相位的分辨力必须小于 1切普，从接收机看，中心频率的分辨率必须使解扩后的信号落到相关滤波器的频带范围内，并且将本地载波频率始终对准输入信号的载波频率，以便使解调器能正常工作，这就是解决相位不确定性和载波频率不确定性要达到的最起码的要求。同步不确定性的来源一般说来，在发射机和接收机中采用精确的频率源，可以去掉大部分频率和相位的
3、不确定性。但引起不确定性的因素有以下一些： 收发信机的距离引起传播的延迟产生的相位差； 收发信机相对不稳定性引起的频差； 收发信机相对运动引起的多普勒频移； 以及多径传播也会影响中心频率的改变。同步不确定性的来源一般通信系统中所用的频率并不十分稳定，其影响是不能忽略的。在扩频系统中，频率不确定性的影响是显而易见的。频率源频率的漂移，将引起码元时钟速率的偏移，积累为码相位的偏移；还会引起载波频率的漂移，使系统性能下降。对数字通信而言，最严重的还是码相位的偏移，使系统性能下降。一般的扩频系统都要求有很高的频率稳定度的频率源，至少应达 10 6数量级以上。 频率源的漂移如果接收机能够精确地知道通信距
4、离和发射时间，发射机和接收机都具有足够准确的频率源，它们就能得到所需的定时，就没有同步问题了，但这些假设本身就只是一种假设。对移动情况，由于位置的变化，必将导致传输时间的变化，因而接收机仍然需要不断地跟踪发射机的频率和相位。多径是在传输过程中由于多路径（反射、折射）传播引起的。多径效应对系统的影响主要是引起相位、载波频率相位延迟造成同步的不确定性。电波传播时延与多径效应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多卜勒频移 同步过程主要包括捕获（初
5、始同步或粗同步）和跟踪（同步保持或精同步）两步。同步要求：同步时间短同步概率大、虚同步概率低具有很强的抗干扰特别是抗人为干扰的能力易实现体积小、成本低等 同步要求 直扩系统同步过程 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，即频率上相同，相位上一致。同步过程一般说来包含两个阶段： (1) 接收机在一开始并不知道对方是否发送了信号，因此，需要有一个 搜捕过程 ，即在一定的频率和时间范围内搜索和捕获用信号。这一阶段也称为 起始同步 或 粗同步 ，也就是要把对方发来的信号与本地信号的相位之差纳入同步保持范围内，即 在PN码一个切普内 。 (2) 跟踪过程 是在初始同步的基础上，使码相位的误差进一步减小，保证本地码的相位一直跟随接收到的信号码的相位，在一规定的允许范围内变化 ，即继续保持同步，不因外界影响而失去同步。也就是说，无论由于何种因素两端的频率和相位发生偏移，同步系统能加以调整，使收发信号仍然保持同步。
