数字通信同步ppt课件.ppt

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1、数字通信韩玉兵电话：84315098办公室：综合实验大楼904室1载波和符号同步在数字通信系统中,为了恢复发送信息,必须对解调器输出进行周期性的抽样,每个符号间隔抽样一次.因为在接收机中对发送机到接收机的传播延迟一般是未知的,为了对解调器输出同步抽样,必须从接收信号导出符号定时.发送信号的传播延迟导致载波(相位)的偏移,如果检测器是相位相干的,接收机必须估计这种载波(相位)偏移,必须在接收机中导出载波同步。信号参数估计载波相位估计符号定时估计载波相位和符号定时联合估计最大似然估计的性能特征2信号参数

2、估计接收机输入信号的数学模型是传播延迟,是等效低通信号，由传播延迟引起的载波相位。信号参数估计和。3信号参数估计采用N个标准正交函数{fn(x)}得到r(t)的标准正交展开式，接收向量为r=[r1,…,rN}。令发送信号为最大似然准则最大后验概率估计准则如果没有参数向量的先验知识，可假定参数的取值范围内是均匀的(常数值)，在这种情况下，MAP和ML的估计是相同的。4似然函数加性高斯白噪声因为所以信号参数的最大化等价于下列似然函数的最大化5信号解调中的载波恢复与符号同步在每一个同步地传输信息的数字通信

3、系统中，需要有符号同步；如果信号被相干检测，需要载波恢复。二进制PSK接收机，载波相位估计用来产生参考信号，符号同步器控制抽样器和信号脉冲发生器。6信号解调中的载波恢复与符号同步M元PSK接收机，载波相位估计用来产生参考信号，符号同步器控制抽样器和信号脉冲发生器。7信号解调中的载波恢复与符号同步M元PAM接收机，载波相位估计用来产生参考信号，符号同步器控制抽样器和信号脉冲发生器。8信号解调中的载波恢复与符号同步M元QAM接收机，载波相位估计用来产生参考信号，符号同步器控制抽样器和信号脉冲发生器。9载

4、波和符号同步信号参数估计载波相位估计符号定时估计载波相位和符号定时联合估计最大似然估计的性能特征10载波相位误差的影响接受机中处理载波同步的两种方法：复用法(multiplex,插入导频法)从已调信号直接导出载波相位的估计值（自同步法）假设一调幅信号乘以解调通过低通滤波滤除倍频分量,得到相位误差以因子降低信号电压，以因子降低信号功率。11载波相位误差的影响对于QAM和M-PSK信号采用如下正交载波解调低通滤波后产生同相和正交分量信号分量功率减少因子，同相和正交分量之间存在相互干扰。12最大似然载波相

5、位估计假设延时已知，极大似然相位估计等价似然函数13最大似然载波相位估计例：求载波相位最大化，研究未调载波的传输。接收信号是估计相位使得下式最大导数为014最大似然载波相位估计采用一个PLL环路提取估计值15最大似然载波相位估计采用正交载波与接收信号互相关16锁相环锁相环路的组成和工作原理：锁相环路是一种关于时间的伺服系统，它是最重要的一种同步技术。锁相环路实现对周期信号的相位估计。锁相环路（PLL）由乘法器（鉴相器）、回路滤波器和压控振荡器(VCO)组成。回路滤波器VCO输出信号锁相环路（PLL）

6、的组成17锁相环假设锁相环输入和VCO的输出为两信号乘积通过环路滤波，回路滤波器是一个低通滤波器，并当相位误差比较小时。18锁相环回路滤波器取简单的比例积分滤波器，传递函数为其中设计参数，用来控制回路滤波器的带宽。回路滤波器的输出电压控制VCO。VCO产生一个正弦信号，它的相位为VCO输出相位估计与输入电压之间是积分关系19锁相环锁相环的等效闭环系统锁相环的等效闭环系统方框图＋－20锁相环鉴相特性为从鉴相特性可见，当相位误差时，产生正的误差电压去控制VCO，使增加，从而减小相位误差。当时，产生负的误

7、差电压去控制VCO，使减小，从而使相位误差向正的方向增大。平衡点是，这是一个稳定的平衡点。21锁相环当环路工作在跟踪模式时，这时相位误差很小，可以近似为闭环方程和闭环传递函数为代入此例积分滤波器G(s)的表示式，得到闭环传递函数为22锁相环通过一些运算得到其中闭环传递函数的等效噪声带宽（单边）23不同阻尼系数之下，二阶环路的幅频特性曲线锁相环二阶环路的幅频特性曲线，阻尼系数为1导致临界阻尼环路响应，阻尼系数小于1为欠阻尼响应，阻尼系数大于1为过阻尼响应。24加性噪声对于锁相环相位估计的影响考虑到加性

8、噪声，锁相环的输入为x(t)和y(t)是加性窄带噪声的同相分量和正交分量，它们是零均值独立高斯过程，双边功率谱密度为N0/2（W/Hz），则和具有相同统计特性。25加性噪声对于锁相环相位估计的影响r(t)和VCO输出相乘，经过低通滤波，除去倍频项，得到受到噪声干扰的误差信号含加性噪声的PLL等效模型为VCO带有加性噪声干扰的锁相环等效模型+-26加性噪声对于锁相环相位估计的影响引进等效输入相位噪声，功率谱为输出相位误差的方差为：环路等效噪声带宽（单边）和环路信噪比Ac