通信原理课件 同步.ppt

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1、同步原理概述所谓同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。在数字通信中，按照同步的功用分为：载波同步、位同步、群同步和网同步。载波同步提取载波的方法分为两类：在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个（或多个）称为导频的正弦波，接受端就由导频提取出载波，这类方法为插导频法不专门发导频，而在接受端直接从发送信号中提取载波，这类方法为直接法载波同步插入导频法在抑制载波的双边带信号中插入导频插入导频法发端方框图载波同步插入导频法收端方框图载波同步2.时域插入导频这种方法在时分多址通信卫星中应用较多。前面介绍

2、的插入导频都属于频域插入，它们的特点是插入的导频在时间上是连续的，即信道中自始至终都有导频信号传送。载波同步直接法1.平方变换法和平方环法平方变换法提取载波载波同步平方环法提取载波载波同步2.同相正交环法Costas环法提取载波载波同步3.多相移相信号（MPSK）的载波提取M方环提取载波插入导频法抑制载波的双边带信号（如DSB、等概的2PSK）本身不含有载波，残留边带（VSB）信号虽含有载波分量，但很难从已调信号的频谱中把它分离出来。对这些信号的载波提取，可以用插入导频法（外同步法）。1.在抑制载波的双边带信号中

3、插入导频抑制载波双边带信号的导频插入插入导频法发端框图插入导频法收端框图2.时域插入导频概述(2)位同步位同步又称码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。插入导频法插入导频法频谱图插入位定时导频系统框图(a)发送端；(b)接收端直接法这一类方法是发端不专门发送导频信号，而直接从接收的数字信号中提取位同步信号。这种方法在数字通信中得到了最广泛的应用。直接提取位同步的方法又分滤波法和特殊锁相环法。1.滤波法滤波法原理图从2

4、PSK信号中提取位同步信息2.锁相法位同步锁相法的基本原理与载波同步的类似，在接收端利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号的相位，若两者相位不一致（超前或滞后），鉴相器就产生误差信号去调整位同步信号的相位，直至获得准确的位同步信号为止。数字锁相原理框图位同步脉冲的相位调整微分整流型鉴相器同相正交积分型鉴相器数字锁相环抗干扰性能的改善两种数字式滤波方案（a）N先于M滤波器;(b)随机徘徊滤波器缩短相位调整时间原理图概述(3)群同步群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步。在数字通信中，信息流是用若

5、干码元组成一个“字”，又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。起止式同步法数字电传机中广泛使用的是起止式同步法。在电传机中，常用的是五单位码。为标志每个字的开头和结尾，在五单位码的前后分别加上1个单位的起码（低电平）和1.5个单位的止码（高电平），共7.5个码元组成一个字。收端根据高电平第一次转到低电平这一特殊标志来确定一个字的起始位置，从而实现字同步。起止式同步波形连贯式插入法连贯插入法，又称集中插入法。它是指在每一信息群的开头集中插入作

6、为群同步码组的特殊码组，该码组应在信息码中很少出现，即使偶尔出现，也不可能依照群的规律周期出现。接收端按群的周期连续数次检测该特殊码组，这样便获得群同步信息。连贯插入法连贯插入法的关键是寻找实现群同步的特殊码组。对该码组的基本要求是：具有尖锐单峰特性的自相关函数；便于与信息码区别；码长适当，以保证传输效率。符合上述要求的特殊码组有：全0码、全1码、1与0交替码、巴克码、电话基群帧同步码0011011。目前常用的群同步码组是巴克码。巴克码巴克码是一种有限长的非周期序列。它的定义如下：一个n位长的码组{x1,x2,

7、x3，…，xn}，其中xi的取值为+1或－1，若它的局部相关函数0,0或7位巴克码的自相关函数间隔式插入法间隔式插入法又称为分散插入法，它是将群同步码以分散的形式均匀插入信息码流中。这种方式比较多地用在多路数字电路系统中，如PCM24路基群设备以及一些简单的ΔM系统一般都采用1、0交替码型作为帧同步码间隔插入的方法。即一帧插入“1”码，下一帧插入“0”码，如此交替插入。概述(4)网同步在获得了以上讨论的载波同步、位同步、群同步之后，两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。然而，随着数字通信的发展，尤其是计算

8、机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。显然，为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。