通信原理-第13章同步原理

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1、第13章同步原理LOGO13.1概述13.2载波同步13.3码元同步13.4群同步13.5网同步通信原理第13章同步原理Page#1Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.1概述同步：载波同步：频率、相位•模拟/数字通信系统码元同步：频率、相位•判决时刻、积分区间群同步：起止时刻网同步：•例(20480.1)kb/s•同步网、准同步网通信原理第13章同步原理Page#2Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.2载波同步锁相环

2、鉴相低通压控压控振荡器：器滤波振荡鉴相特性•w=w+A⋅v(t)压控特性orcw~v(t)oc鉴相器：输出电压与两输入相位差成正比互相对应v•乘积型鉴相器：cv(t)=Vcos[wt+j(t)]iimiiv(t)=Vcos[wt+j(t)+90]oomoov(t)=Asin[(w-w)⋅t+j(t)]j(t)=j(t)-j(t)cdioeeio锁定状态：Dw=w-w=0，j=常数，很小的剩余相差ioe•压控振荡器的输出经过-90相移，可用做相干载波•锁相环亦可作为性能优异的窄带滤波器使用通信原理第13章同步原理Page#3C

3、opyright©2010DyNEAllrightsreserved13.2载波同步有辅助导频(或信号含有载波)时的载频提取•辅助导频：在发送信号中另外插入的同步信号•常用锁相环作为窄带滤波器提取出同步信号无辅助导频时的载波提取•通过非线性变换从信号中获取载频平方环信号平锁相分滤移载频•锁相环作为窄带滤波器方环路频波相输出•例2PSK：0、1等概时，无载波离散谱•m(t)=1,s(t)=e(t)=m(t)⋅cos(wt+q)2PSKc•s2(t)=m2(t)⋅cos2(wt+q)0.5⋅cos(2wt+2q)cc•相位模糊：

4、分频器的输出有两种可能相位(0、p)•差分相移键控2DPSK可以解决相位模糊问题通信原理第13章同步原理Page#4Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.2载波同步科斯塔斯环同相正交环、科斯塔斯环(Costas)ce例2PSK：m(t)=1低通滤波s(t)=2m(t)⋅cos(wt+q)载波解调cs(t)输出ag输出va(t)=cos()=cos(wct+j)压控环路振荡滤波vb(t)=-sin(wct+j)90v(t)=)=m(t)⋅cos(q-j)be低通滤波v(t)=m(t)⋅sin(

5、q-j)dffv(t)=0.5⋅m2(t)⋅sin2(q-j)v(t)=0.5⋅sin2(q-j)gg•所以，压控振荡器的输入与相位差成正比，满足要求•科斯塔斯环兼有提取相干载波(a)和相干解调(e)的功能•科斯塔斯环也存在相位模糊问题•科斯塔斯环不需要平方运算，工作频率低，易于实现通信原理第13章同步原理Page#5Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.2载波同步再调制器再调制器Remodulator解调输出例2PSK：m(t)=1s(t)cdes(t)=2m(t)⋅cos(wt+q)c低通

6、va(t)=cos(wct+j)载波ab90输出v(t)=-sin(wt+j)bc压控振荡v(t)=m(t)⋅cos(j-q)dgv(t)=-0.5⋅m(t)⋅sin(wt+q)ec环路滤波-0.5⋅m(t)⋅sin(wct+2j-q)fv(t)=-0.5⋅m2(t)⋅sin2(j-q)gv(t)=0.5⋅sin2(q-j)g•兼有提取相干载波(a)和相干解调(d)的功能•不需要平方运算，工作频率低，仍然有相位模糊问题通信原理第13章同步原理Page#6Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.2载

7、波同步多进制信号的载波恢复多进制信号的载波恢复上述方法都可推广至多进制情况，也存在多重相位模糊•四次方环解调输出低通•Costas环低通s(t)45低通90低通135压控环路振荡滤波通信原理第13章同步原理Page#7Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.3码元同步时钟同步、符号同步，对于二进制则称为位同步目的：获得正确的码元判决时刻，或对码元能量正确积分方法：外同步法：•在信号中另外加入包含码元定时信息的导频或数据序列自同步法：•直接从信息码元中提取出码元定时信息•开环同步

8、法：信号进行非线性变换，产生离散谱•闭环同步法：利用接收码元变化信息修正本地时钟周期通信原理第13章同步原理Page#8Copyright©2010DyNEAllrightsreserved13.3码元同步开环同步法开