哈工程考研通信原理课件.ppt

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1、第七章同步原理引言载波同步的方法载波同步系统的性能载波相位误差对解调性能的影响位同步方法位同步系统的性能及其相位误差对性能的影响群同步本章小结思考题与作业1载波同步：在相干接收中，在接收端必须具有一个与发端同频同相的参考载波，这种参考载波的产生技术就是载波同步问题。位同步：为了对接收的码元进行整形，需有一个与发端同频同相的码元时钟，这种码元时钟的产生就是位同步问题，又称码元同步。群同步：在数字通信中一般都要对信号进行分组，如每组组成一帧或每组组成一个字符等。在收端必须知道每个分组的起止时刻，这样才

2、能区分出相邻的各组，这就是群同步的问题。27.1载波同步的方法一、插入导频法要求：为了避免信号与导频的相互干扰，要在信号载波分量为零的位置插入导频；还应避免插入的导频对信号解调有影响，常常采用正交插入导频方式。插入导频位置示意图插入正交导频示意图31、频域正交插入导频在模拟调制中的DSB、SSB信号在附近信号频谱为0，所以可以直接插入作导频。设调制信号为,且中无直流分量，被调载波为，调制器假设为一相乘器，插入导频是被调载波移相900形成的，为，其中是插入导频的振幅，于是输出信号为4设收端收到的信号

3、与发端输出信号相同，则收端用一个中心频率为的窄带滤波器就可取得导频，再将它移相π/2，就可得到与调制载波同频同相的信号。插入的导频应为正交载波的原因：收端相乘器的输出为框图中低通滤波器的截止频率为fm，v(t)经低通滤波器后，就可以恢复出调制信号m(t)。然而，如果发端加入的导频不是正交载波，而是调制载波，则从收端相乘器的输出可以发现，除了有调制信号外，还有直流分量，这个直流分量将通过低通滤波器对数字信号产生影响。52．插入双导频上图画出了残留边带信号形成滤波器的传输函数。它使下边带信号绝大部分通

4、过，而使上边带信号小部分残留。由于附近有信号分量，如果直接在处插入导频，该导频必然会受到附近信号的干扰。可以在信号频谱之外插入两个导频和，使它们在接收端经过某些变换后产生所需要的。设两导频与信号频谱两端的间隔分别为和，则，是残留边带形成滤波器传输函数中滚降部分所占带宽的一半；是调制信号的宽。6设两导频分别为和，其中和是两导频信号的初始相位。如果经信道传输后，使两个导频和已调信号中的载波都产生了频偏和相偏，那么提取出的载波也应该有相同的频偏和相偏，才能达到真正的相干解调。由此可见，两导频信号经相乘器

5、相乘后的输出应为7滤波器输出差频信号为令，则上式可写为经q次分频后，得式中为分频输出的初始相位，是一个常数。将它与相乘，取差频，再通过中心频率为的窄带滤波器，就可得将上式通过移相电路，消除固定相移，就可获得所需的相干载波。8由分频次数q的表示式看出，可以通过调整和得到整数的q。增大或,有利于减小信号频谱对导频的干扰，然而，所需信道的频带却要加宽。因此，应根据实际情况正确选择和。插入导频法提取载波要使用窄带滤波器。这个窄带滤波器也可以用锁相环来代替，这是因为锁相环本身就是一个性能良好的窄带滤波器，因

6、而使用锁相环后，载波提取的性能将有改善。9二、直接法直接法主要研究的是信号中不直接包含载频成分的情况，例如DSB信号、SSB信号，以及“0”、“1”等概率的PSK信号。这些信号虽然本身不包含载波，但对这些信号进行非线性变换后，可以从中设法提取出载波。1．平方变换法和平方环法设调制信号中无直流分量，则抑制载波的双边带信号可表示为，对其进行平方变换后得到前面提到中无直流分量，但中却含有直流分量，而表达式第二项中包含频率分量。若用一窄带滤波器将频率分量滤出，再进行二分频就可获得载频。10平方变换法提取载

7、波的方框图若为双极性数字信号，该抑制载波的双边带信号就成为二相移相信号，，利用上图同样可提取载波，只不过为解决1800相位含糊问题，通常采用相对移相。11如果用锁相环代替上中的窄带滤波器，如下图所示，就称为平方环法。由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波等优点，因此平方环法提取载波应用更为广泛。平方环法提取载波122、同相正交环法同相正交环又称科斯塔斯（costas）环，也是利用锁相环来提取载波，加入两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器（VCO）输出信号和它的正交信号。设输入的抑制载波双边带信号为则1

8、3经低通后输出分别为将加于相乘器，得到，式中是压控振荡器输出信号与输入已调信号载波之间的相位误差。当较小时，。上式中V7的大小与相位误差θ成正比，相当于鉴相器的输出，用V7去调整VCO输出信号的相位，最后使稳态相差减小到很小的数值。此时VCO的输出V1就是所需提取的载波。★同相正交环法适用于载波频率较高的场合，但不适合载波经常变化的情况，因为对于任意载频均移相900是非常困难的，同时同相正交环也存在相位模糊问题。143、从多相移相信号中提取载波对四相信号提取载波必须要用四次平方变换