未知時(shí)延量Td的估計(jì)，經(jīng)包絡(luò)檢波后送給判決器用于信息數(shù)據(jù)恢復(fù)。
[0036] 步驟五、將步驟四中超前和滯后相關(guān)支路的輸出經(jīng)包絡(luò)檢波送給加法器，產(chǎn)生誤 差信號(hào)。將誤差信號(hào)經(jīng)過一個(gè)低通濾波器W平滑噪聲對(duì)同步跟蹤的影響。若誤差信號(hào)為正， 說明本地同步碼的超前碼的相位狀態(tài)比滯后碼的相位狀態(tài)更接近接收同步碼的相位狀態(tài)， 于是在相位捜索控制模塊的作用下，本地同步碼產(chǎn)生器將輸出同步碼的相位狀態(tài)進(jìn)行超前 調(diào)整，相位調(diào)整的變化量為ATtf。。若調(diào)整后誤差信號(hào)仍為正，相位捜索控制模塊再一次超 前調(diào)整本地參考同步碼的相位，直到本地參考同步碼的相位狀態(tài)很接近接收同步碼的相位 狀態(tài)。相反，若誤差信號(hào)為負(fù)，說明本地同步碼的滯后碼的相位狀態(tài)比超前碼的相位狀態(tài)更 接近接收同步碼的相位狀態(tài)，相位捜索控制模塊將滯后調(diào)整本地參考同步碼的相位，直到 本地參考同步碼的相位狀態(tài)很接近接收同步碼的相位狀態(tài)，即認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了同步碼的同步跟 蹤。
【具體實(shí)施方式】 [0037] 二、本是一所述的基于多角度分?jǐn)?shù)階相 關(guān)協(xié)同的同步捕獲與跟蹤方法的進(jìn)一步限定，同步捕獲過程中，接收信號(hào)與本地同步碼進(jìn) 行分?jǐn)?shù)階相關(guān)運(yùn)算時(shí)，分?jǐn)?shù)階相關(guān)輸出脈沖的寬度隨旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化。
【具體實(shí)施方式】 [0038] =、本是一所述的基于多角度分?jǐn)?shù)階相 關(guān)協(xié)同的同步捕獲與跟蹤方法的進(jìn)一步限定，同步跟蹤過程中，接收信號(hào)與本地同步碼進(jìn) 行分?jǐn)?shù)階相關(guān)運(yùn)算時(shí)，分?jǐn)?shù)階相關(guān)輸出脈沖的寬度隨旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化。
【具體實(shí)施方式】 [0039] 四、本是一所述的基于多角度分?jǐn)?shù)階相 關(guān)協(xié)同的同步捕獲與跟蹤方法的進(jìn)一步限定，同步捕獲過程與同步跟蹤過程，分?jǐn)?shù)階相關(guān) 運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)角度不同。
【具體實(shí)施方式】 [0040] 五、本是二所述的基于多角度分?jǐn)?shù)階相 關(guān)協(xié)同的同步捕獲與跟蹤方法的進(jìn)一步限定，分?jǐn)?shù)階相關(guān)運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)角度是根據(jù)系統(tǒng)信號(hào) 參數(shù)與性能指標(biāo)計(jì)算得到。
【具體實(shí)施方式】 [0041] 六、本是=所述的基于多角度分?jǐn)?shù)階相 關(guān)協(xié)同的同步捕獲與跟蹤方法的進(jìn)一步限定，分?jǐn)?shù)階相關(guān)運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)角度是根據(jù)系統(tǒng)信號(hào) 參數(shù)與性能指標(biāo)計(jì)算得到。
[0042] 相關(guān)函數(shù)與傅里葉變換定義的頻率功率譜密度互為傅里葉變換對(duì)，它是傳統(tǒng)信號(hào) 處理中描述信號(hào)時(shí)域特征的一種重要方法。近年來，隨著信號(hào)處理理論研究的不斷深入和 應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，在傳統(tǒng)傅里葉變換基礎(chǔ)上涌現(xiàn)出一系列新型信號(hào)處理技術(shù)，極大地 豐富了傳統(tǒng)信號(hào)處理方法和技術(shù)的內(nèi)涵與外延。其中，分?jǐn)?shù)傅里葉變換作為傅里葉變換的 廣義形式，它突破了傅里葉變換只能在單一的時(shí)域或頻域范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)分析的局限，能 夠在介于時(shí)域和頻域之間的分?jǐn)?shù)域分析和處理信號(hào)。與傅里葉變換相比，分?jǐn)?shù)傅里葉變換 多了一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的自由參數(shù)，隨著角度從0連續(xù)增長(zhǎng)到n/2,它能夠展示出信號(hào)從時(shí)域 逐漸變化到頻域的所有特征。相應(yīng)地，分?jǐn)?shù)傅里葉變換下的相關(guān)函數(shù)（通常稱為分?jǐn)?shù)階相 關(guān)函數(shù)）也呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)相關(guān)函數(shù)不同的表達(dá)形式，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的自由參數(shù)，它能 夠展示出信號(hào)在不同旋轉(zhuǎn)角度下的相關(guān)特性。兩函數(shù)X(t)和y(t)的分?jǐn)?shù)階互相關(guān)函數(shù)的 定義為
[0044] 式中，a對(duì)應(yīng)于分?jǐn)?shù)傅里葉變換的旋轉(zhuǎn)角度。特別地，當(dāng)x(t) =y(t)時(shí)，便可得 到分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)的定義，即
(2)
[0046] 當(dāng)角度a=JT/2時(shí)，分?jǐn)?shù)階互（自）相關(guān)函數(shù)便退化為常規(guī)互（自）相關(guān)函數(shù)， 即
(3) (4) W例因此，常規(guī)相關(guān)函數(shù)可W看成分?jǐn)?shù)階相關(guān)函數(shù)在角度a= 31/2時(shí)的特例。
[0050] 從信號(hào)設(shè)計(jì)的角度看，同步碼主要可W歸為二進(jìn)制碼和恒幅零自相關(guān)序列兩類。 例如己克碼、PN碼都屬于二進(jìn)制碼，可W看成是矩形脈沖的疊加；而恒幅零自相關(guān)序列則 主要有Zadoff-化U序列，化i巧-like序列和化ank序列等，它們實(shí)質(zhì)上是滿足一定參數(shù)約 束條件的線性調(diào)頻序列?；诖?，為得到一般化結(jié)果，將信號(hào)建模為：
辟
[0052] 式中，Te〉0，k和為任意常數(shù)，rect(t/i。）表示矩形脈沖信號(hào)，其表達(dá)式為
(6)
[0054] 根據(jù)前述分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)的定義，可得信號(hào)x(t)的分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)為
(T)
[0056] 式中，ITI《T。，sinc( ? ) =sinJT( ? ) /JT( ?)。
[0057] 當(dāng)a= -arccot似+nn(n為整數(shù)）時(shí)，信號(hào)x(t)的自相關(guān)函數(shù)可W化簡(jiǎn)為
御
[0059]可W看出，在此條件下信號(hào)x(t)的自相關(guān)函數(shù)是一個(gè)初始頻率為《。，調(diào)頻斜率 為-COta的線性調(diào)頻信號(hào)，其包絡(luò)調(diào)制函數(shù)是寬度為2T。的S角脈沖信號(hào)，因此x(t)的 自相關(guān)函數(shù)的寬度為2 1。。
[0060]當(dāng)a聲-arccotOO+nJT時(shí)，信號(hào)X(t)的自相關(guān)函數(shù)仍是一個(gè)初始頻率為〇。，調(diào) 頻斜率為-COta的線性調(diào)頻信號(hào)，但其包絡(luò)調(diào)制函數(shù)為
〇) 陽06引 當(dāng)ITI<<T。時(shí)，包絡(luò)近似為sine函數(shù)，即
(10)
[0064]當(dāng)X=JT/2 時(shí)，sine[x/JT]= 2/JT，接近-4地。于是，令T'化+cota)t〇/2 =^/2，得到1'=31/化+(3〇*〇)1。，即信號(hào)義似的自相關(guān)函數(shù)-4地時(shí)寬為2|1'| = 23T/"(|k+cotaII。）<<1〇。 柳6日]若1^=?。=0，信號(hào)義(*)為矩形脈沖信號(hào)；當(dāng)〇 = 31/2時(shí)，它的分?jǐn)?shù)階自相 關(guān)函數(shù)是初始頻率為0,調(diào)頻斜率為-COta、包絡(luò)調(diào)制函數(shù)為=角脈沖的線性調(diào)頻信號(hào)， 時(shí)寬為21。;而在其他a聲JT/2角度下，包絡(luò)調(diào)制函數(shù)則變?yōu)镾inc函數(shù)，此時(shí)-4地時(shí) 寬為2JT八ICOtaIT。）且在角度a主值區(qū)間化JT/?上隨著a增大而增大，而在 [n/2, 31)上隨著a增大而減小，如圖1所示。由于二進(jìn)制碼可W看成是矩形脈沖的疊 加，因此其分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)也具備運(yùn)一特性，如圖2所示。此外，若k聲0,信號(hào)x(t)為 線性調(diào)頻信號(hào)，其分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)在a=-arccot(k)+n3i(n為整數(shù)）時(shí)是初始頻率 為《。，調(diào)頻斜率為-COta，包絡(luò)調(diào)制函數(shù)為S角脈沖的線性調(diào)頻信號(hào)，時(shí)寬為2 1。;而 在其他a聲-arccotOO+nJT角度下，包絡(luò)調(diào)制函數(shù)變?yōu)閟ine函數(shù)，-4地時(shí)寬為231/ (Ik+cotaIT。）且在角度a主值區(qū)間（0, -arccot化)）上隨著a增大而增大，而在 [-arccot化)，31)上隨著a增大而減小，如圖3所示。由于恒幅零自相關(guān)序列可W看成是 滿足特定參數(shù)條件的離散線性調(diào)頻信號(hào)，因此它的分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)也具有運(yùn)樣的性質(zhì)， 如圖4所示。
[0066] 綜上分析，一個(gè)信號(hào)的不同旋轉(zhuǎn)角度的分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)的峰值相同，但峰值之 外的相關(guān)值衰減速度不同，即分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)的尖銳程度不同。基于運(yùn)一特點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng) 信號(hào)參數(shù)和性能指標(biāo)通過選擇適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)角度可W先基于相關(guān)峰相對(duì)較寬的分?jǐn)?shù)階相關(guān) 函數(shù)實(shí)現(xiàn)快速同步捕獲，然后再利用相關(guān)峰較尖銳的分?jǐn)?shù)階相關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)精確同步跟蹤。
[0067] 同步捕獲的目的是使本地同步碼與接收信號(hào)中同步碼的相位之差小于Tt/2"，其中 T。為碼元寬度，n為正整數(shù)且其具體取值視系統(tǒng)檢測(cè)精度來確定。根據(jù)擴(kuò)頻通信理論可知， 滑動(dòng)相關(guān)檢測(cè)是一種最簡(jiǎn)單、最實(shí)用的同步捕獲方法。在基于常規(guī)相關(guān)運(yùn)算的滑動(dòng)相關(guān)檢 測(cè)中，為了減小噪聲，提高檢測(cè)概率，受系統(tǒng)帶寬的限制相關(guān)后的帶寬要窄；從縮短捕獲時(shí) 間來看，應(yīng)加快滑動(dòng)速度，即加大收發(fā)時(shí)鐘頻率差，又要求相關(guān)后的帶寬要寬，運(yùn)兩者相互 矛盾?？紤]到不同旋轉(zhuǎn)角度分?jǐn)?shù)階自相關(guān)函數(shù)具有峰值相同、尖銳程度不同的特點(diǎn)，可W通 過旋轉(zhuǎn)角度a。。。來控制分?jǐn)?shù)階相關(guān)器輸出相關(guān)脈沖的寬度。也就是說，當(dāng)滑動(dòng)快時(shí)，可W 選擇合適的角度a。。。^使得相關(guān)后的帶寬滿足系統(tǒng)要求。鑒于此，圖5給出了基于分?jǐn)?shù)階 相關(guān)運(yùn)算的滑動(dòng)相關(guān)同步捕獲原理框圖。
[0068] 一旦接收機(jī)實(shí)現(xiàn)了同步捕獲后，本地參考同步碼必須盡可能精確地跟蹤接收信號(hào) 的變化，使本地同步碼的相位與接收同步碼相位的差別盡可能的小，W期分?jǐn)?shù)階相關(guān)器獲 得最大的相關(guān)輸出，運(yùn)一過程稱為同步跟蹤。設(shè)觀測(cè)信號(hào)模型為Ht) =Ac(t;id)+n(t)， 0《t《T，其中n(t)為零均值，功率譜密度為Nu/2的