【導(dǎo)讀】它是利用偽隨機(jī)碼對(duì)被傳輸信號(hào)進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，使。之占有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被傳送信息所必須的最小帶寬。本論文以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)，首先簡(jiǎn)要闡述。最后論文圍繞直接序列擴(kuò)頻碼的捕獲展開，介紹了一些常用的捕獲方法，并針對(duì)。關(guān)處理及解調(diào)，恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。

　　

【正文】 并且有 21 DD TT ? 。 圖 串行雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng) 第一個(gè) 1DT 積分器提供一個(gè)捕獲到的編碼序列相位的估值，第二個(gè) 2DT 積分器在此基礎(chǔ)上提供一個(gè) 本地編碼序列是否進(jìn)入同步的更準(zhǔn)確的估值。整個(gè)系統(tǒng)的滑動(dòng)相關(guān)處理流程如圖 所示。開始，第一積分器工作，決定該積分器輸出是否大于預(yù)定門限。如果小于所設(shè)門限，輸出一信號(hào)，改變時(shí)鐘，控制本地編碼序列相位改變 2cT ，再重復(fù)進(jìn)行該積分。如果第一積分器輸出大于預(yù)定門限，則輸出信號(hào)給第二積分器，不改變本地編碼序列相位再進(jìn)行 2DT 積分。它將提供更高的檢測(cè)概率和更低的虛警。如果第二積分器輸出大于預(yù)定門限，則完成捕獲，轉(zhuǎn)入同步跟蹤 (由同步跟蹤電路 執(zhí)行 )。如果第二積分器輸出沒超過預(yù)定門限，積分門限比較器將輸出信號(hào)去改變時(shí)鐘，控制本地編碼序列相位滑動(dòng)，重復(fù)上述 30 相位搜索捕獲過程。這種雙積分滑動(dòng)相位捕獲系統(tǒng)的平均捕獲時(shí)間是 )]1([22 22121 FAFADDD Da pKpTTp pKT ???? （ 1?K ） () 捕獲時(shí)間的方差是 )11121()1( 222222 12 22 12 DDFAFADDT ppKpKpTTa ?????? )1( 222 ?? KKpK FA () 式 ()中： 21 DDD ppp ?? ，是兩個(gè)積分 門限比較都正確檢測(cè)的聯(lián)合概率； 1FAp 是第一個(gè)積分門限比較的虛警概率； 2FAp 是第一個(gè)積分門限比較的虛警概率； 2K 是第二個(gè)積分門限比較的次數(shù)，即 2DT 積分次數(shù)； K是消除本地編碼序列相位與發(fā)送來的編碼序列相位之差所需進(jìn)行的相位滑動(dòng)次數(shù)。 如果 11 ,0 FAD pT ? ，即第一個(gè)積分器不起作用，串行雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)退化為單積分滑動(dòng) 相關(guān)捕獲系統(tǒng)。 （ 2）并行雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕捉系統(tǒng)如圖 。 圖 并行雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng) 第一個(gè)積分器的積分時(shí)間為 1DT ，第二個(gè)積分器的積分時(shí)間為2DT，彼此并行同時(shí)進(jìn)行積分，同時(shí)輸出門限比較信號(hào)。當(dāng)兩個(gè)積分輸出均大于各自的比較門限時(shí)，實(shí)現(xiàn)了捕捉，兩輸出經(jīng)與門輸出，形成編碼序列同步信號(hào)啟動(dòng)同步跟蹤電路工作。如果其中一個(gè)的積分 31 輸出低于預(yù)定的門限值，則有一個(gè)輸出信號(hào)改變時(shí)鐘信號(hào)，控制本地編碼序列的相位移動(dòng)，再次進(jìn) 行積分比較，直到實(shí)現(xiàn)捕獲。 設(shè)第一個(gè)積分器積分時(shí)間為 CD TT 11 ?? ，則其平均捕獲時(shí)間為 CD FADa Tqp pKpT 11 1111 2)1)(2( ???? () 設(shè)第二個(gè)積分器積分時(shí)間為 CD TT 12 ?? ，則其平均捕獲時(shí)間為 CD FADa Tqp pKpT 22 2222 2)1)(2( ???? () 式中： q 是最大相位滑動(dòng)次數(shù)，一般 Nq 2? ， 1K 是第一個(gè)積分器達(dá)到相位同步（實(shí)現(xiàn)捕獲）的積分次數(shù)； 2K 是第二個(gè)積分器達(dá)到相位同步（實(shí)現(xiàn)捕獲）的 分次數(shù)；并有2121 , ?? ?? DD TT 。由于這兩個(gè)積分器并行工作，所以，平均捕獲時(shí)間為 ])1)(2()1)(2([42)(22221121122121?? FADDFADDDDcaaapKpppKppppTqTTT???????? () 由于 212121 , FAFADDDD ppppTT ??? 所以 。當(dāng)滿足 ??? ?? 2112 DD pp 時(shí)，設(shè) )(2121 KKK ??,則 cDFADcDFADcDDFADaTqpKppTqpKppTqppKppT2211111121112)1)(2(2)1)(2(2)1)(2(?????????????????? () 這 個(gè) 結(jié) 果 與 單 積 分 滑 動(dòng) 相 關(guān) 捕 或 系 統(tǒng) 的 平 均 捕 獲 時(shí) 間 比 較 ， 在FAFADDDD ppppTT ??? 111 , 的情況下，并行雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)的平均捕獲時(shí)間為單積分系統(tǒng)的 2Dp 倍，即縮短了捕獲時(shí)間（因?yàn)?1?Dp ） 。并行雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)還增加了實(shí)現(xiàn)捕獲的可靠性。 32 K 次積分滑動(dòng)捕獲系統(tǒng) 在雙積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)中，積分器再增多，由一個(gè)、兩個(gè)??變成 k個(gè) ，則構(gòu)成k 次積分滑動(dòng)相關(guān)捕捉系統(tǒng)，如圖 所示。該系統(tǒng)有 k 個(gè)積分器，積分時(shí)間分別為DkDD TTT ..., 21 。 設(shè) 每個(gè) 積 分器 的門 限 檢測(cè) 的檢 測(cè) 概率 ),...2,1( kipDi ? 和虛警概率),...2,1( kipFA ? 。編碼序列信號(hào)捕捉開始時(shí)，積分時(shí)間 )),...3,2(( 11 kiTTT DiDD ?? 工作，其積分輸出比檢測(cè)門限低時(shí)，改變本地編碼序列相位 （ 滑動(dòng)延遲 ?q ， ? 為 最小滑動(dòng) 延遲， q為整數(shù) )，再作 1DT 積分，直到積分器輸出大于所定門限。這時(shí)維持積分器 1DT 狀態(tài)不變，令第二積分器（積分時(shí)間 )),...3,2((, 12 kiTTT DiDD ?? 工作，判別其輸出是否小于所設(shè)門限（該門限比第一積分器輸出門限大）。若小于，則相對(duì)滑動(dòng)；若不小于，則令第三積分器工作，判別其輸出是否小于所設(shè)門限， 依次類推 。當(dāng) k個(gè)積分器的輸出都不小于相應(yīng)門限時(shí)，可以認(rèn)為本地編碼序列與輸入的編碼序列信號(hào)已大體同步，完成了對(duì)編碼序列的捕獲，可轉(zhuǎn)入同步跟蹤（同步保持），這種捕獲系統(tǒng)又稱為多次駐留串序捕獲系統(tǒng)。 若積分輸出的門限檢測(cè)的正確檢測(cè)概率均為 DP ，虛警概率均為 FAP ， 1]max[ ??? qQ時(shí)， k次積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)的平均捕捉時(shí)間為 )(22 kFPPQT D Da ?? () 式 ()中： ? ?? ?? ?? kj ji jiPFAfiDj TPPTkF 1 11 )()( ? () fiP ：第 i次積分門限檢測(cè)的虛警條件概率。 PT ：檢測(cè)虛警造成的損失時(shí)間。 ???? ??? ji jiji 01? () 該捕獲系統(tǒng)的捕獲時(shí)間的方差為 )()1121( 2222 kFPPQ DDT a ????? () 33 圖 k 次積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng) （ ）和（ ）式表 明，平均捕獲時(shí)間隨積分次數(shù)的增加而減少。檢測(cè)概率越大，虛警概率越低，平均捕獲時(shí)間就越大。當(dāng) k=2 時(shí)（即雙積分滑動(dòng)相關(guān)），較之 k=1(即單積分滑動(dòng)相關(guān)），在捕獲性能上有較大的改善，而 3?k 之后，改善程度明顯減小。多次積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)有較小的平均捕獲時(shí)間，而且在積分門限檢測(cè)概率相同的情況下，對(duì)輸入信號(hào)的信噪比要求比單積分、雙積分系統(tǒng)低。 34 第五章 結(jié)束語 擴(kuò)頻通信是一種有著極其優(yōu)異性能的通信方式，自其誕生之日起就受到了廣泛的關(guān)注。 擴(kuò)頻系統(tǒng)通過信息與擴(kuò)頻碼相乘來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻 。擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾、保密、多址、捕獲與跟蹤等都與擴(kuò)頻碼的設(shè)計(jì)密切相關(guān)，因此擴(kuò)頻碼設(shè)計(jì)與評(píng)估成為各類擴(kuò)頻系統(tǒng)的核心技術(shù)。對(duì)擴(kuò)頻碼的要求是： (1)尖銳的自相關(guān)特性； (2)盡可能小的互相關(guān)值； (3)足夠多的序列數(shù)； (4)序列平衡性好； (5)工程上易實(shí)現(xiàn)，通常采用的擴(kuò)頻序列有 m序列、 Gold 序列等。實(shí)際工程中 應(yīng)根據(jù)不同的系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)不同的擴(kuò)頻碼。隨著擴(kuò)頻速率的不斷提高 擴(kuò)頻碼的長(zhǎng)度急劇增加，使得設(shè)計(jì)擴(kuò)頻碼并驗(yàn)證其各項(xiàng)指標(biāo)成為一件極為繁瑣、工作量巨大的工作。利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)碼的生成和性能評(píng)估是擴(kuò)頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必由之 路。 本論文 主要完成了以下工作 (1) 闡述了擴(kuò)頻通信的基本理論、擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的工作原理，分析了偽隨機(jī)序列的特點(diǎn)， 研究了直接擴(kuò)頻的性能特點(diǎn) 。 (2) 介紹了 m 序列和 Gold 序列的相關(guān)知識(shí)，然后分別對(duì) m序列和 Gold 序列這兩種常用的偽隨機(jī)序列的性質(zhì) 、產(chǎn)生原理、自相關(guān)特性及互相關(guān)特性隨機(jī)特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。 (3) 在理論證明的基礎(chǔ)上應(yīng)用 Matlab 仿真產(chǎn)生 m 序列和 Gold 序列 ,同時(shí)仿真出 m 序列和 Gold 序列相關(guān)特性圖形并加以比較。 并 得出結(jié)論： m序列有著良好的自相關(guān)性， Gold 序列的自相關(guān)性不如 m 序列好，但有較優(yōu)良的互相關(guān)特性 ，其旁 瓣 的極大值滿足優(yōu)選對(duì)的條件。 (4) 簡(jiǎn)要 介紹了一些常用的 直接序列擴(kuò)頻 捕獲方法 ，并針對(duì) 單積分滑動(dòng) 捕獲 系統(tǒng)，雙積分滑動(dòng)捕獲系統(tǒng)， K 次積分滑動(dòng)捕獲系統(tǒng) 進(jìn)行了一些理論分析和探討。 35 致 謝 首先，衷心感謝我尊敬的導(dǎo)師錢宗峰，孫少林老師、感謝錢老師，孫老師給了我這個(gè)寶貴的鍛煉機(jī)會(huì)，使我有幸參與了該課題從方案設(shè)計(jì)到技術(shù)攻關(guān)，再到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的全部科研過程，使我對(duì)科研工作有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，學(xué)到了許多知識(shí)，并積累了一些經(jīng)驗(yàn)。錢老師，孫老師淵博的知識(shí)、敏銳的洞察力、創(chuàng)新的思路令我敬佩 。錢老師、孫老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對(duì)科研 工作的激情和執(zhí)著精神深深地影響和感染了我 。錢老師，孫老師對(duì)我科研實(shí)踐工作的悉心指導(dǎo)使我受益匪淺。錢老師、孫老師有多年從事數(shù)據(jù)傳輸科研工作的豐富經(jīng)驗(yàn)，在論文工作的各個(gè)階段，尤其在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的過程中，錢老師、孫老師給予我充分的信任和大力支持，并在具體問題上給予我悉心的指導(dǎo)，使我始終充滿信心，并最終解決了許多技術(shù)上的難題。同時(shí)他寬以待人，嚴(yán)于律己的生活作風(fēng)也是我工作和生活的楷模。還要感謝錢老師、孫老師在生活上給予的關(guān)心和照顧。感謝和我共同生活學(xué)習(xí)的同門 :田芳、趙星、邱俊彩、吳凡、賈會(huì)青的關(guān)心和幫助。在平常的學(xué)習(xí) 工作中，我們共同探討、解決問題、共同進(jìn)步。與他們?cè)谝黄鹕詈蛯W(xué)習(xí)的美好時(shí)光給我留下了深刻的記憶。感謝師弟師妹們對(duì)我的支持和幫助，我將永遠(yuǎn)記得和他們一起工作的這段美好時(shí)光，并預(yù)祝他們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦杏绖?chuàng)佳績(jī)。最后要特別感謝我親愛的父母，他們含辛茹苦地培養(yǎng)我讀書，教我做人的道理，我的每一點(diǎn)進(jìn)步都離不開他們默默的奉獻(xiàn)與博大的寬容，我的內(nèi)心充滿感激，并渴望給予他們回報(bào)。再次對(duì)關(guān)心和幫助我的人們表示最真摯的謝意。 36 參考文獻(xiàn) [1] 朱近康 .CDMA通信技術(shù) [M].北京郵電大學(xué)出版社 ,2020 [2] 張少波 ,畢光國(guó) .直接序列擴(kuò)頻系 統(tǒng)中的捕獲――一種方案的實(shí)現(xiàn)及其性能分析 [J].通信技術(shù)與發(fā)展 ,1997,(2):58– 60 [3] 張星 ,屈定幫 ,王定中 .DS/CDMA系統(tǒng)擴(kuò)頻序列的捕獲技術(shù) [J].電訊技術(shù) ,2020,(3)112– 116 [4] 楊秀清 .擴(kuò)頻 通信系統(tǒng)中擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生和載頻調(diào)制電路仿真 [D] [5] ,[M].Mzcmillan Publishing Company,1985 [6] 鄭稷 ,擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中偽碼 捕獲技術(shù)研究 [D] [7] 鄧陳輝 ,擴(kuò)頻通信測(cè)距復(fù)合系統(tǒng)中 PN碼的選取和快速捕獲碼捕獲方案研究 [D] [8] 龔劍 ,朱亮 .MATLAB 入門與提高 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020 [9] 張賢達(dá) ,通信信號(hào)處理 [M].北京 :國(guó)防出版社 ,2020 [10] 沈琪琪、朱得生 .短波通信 [M].西安電子科技大學(xué)出版社 .1990. [11] 曾興雯、劉乃安、孫獻(xiàn)璞 .擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù) [M].西安電子科技大學(xué)版社 .2020. [12] 丁美玉、高西全 .數(shù)字信號(hào)處理一西安電子科技大學(xué)出版社 [M].2020. [13] 胡廣書 .數(shù)字信號(hào)處理一理論、算法與實(shí)現(xiàn) [M].清 華大學(xué)出版社 .1999. [14] SimonHaykin《 AdPativeFilterTheory》 電子工業(yè)出版社 2020. [15] 《自適應(yīng)濾波算法和實(shí)現(xiàn)》電子工業(yè)出版社 2020. [16] 丁美玉、闊永紅、高新波《數(shù)字信號(hào)處理二》西安電子科技大學(xué) 2020.