苗长云 现代通信原理第二版配套课件 第十章 同步原理.ppt

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1、第11章同步原理内容简介：11.1载波同步11.2位同步11.3帧同步11.4跳频信号的同步11.5网同步四种同步：（1）载波同步：从接收信号中提取与调制方同频同相的载波的过程。（2）位同步：数字通信系统中，接收方抽样判决时需要的同步信号。（3）帧同步：每个“字”或每个“句”的同步，象标点一样表示“字”或“句”的起止时刻。（4）网同步：为了保证通信网各点之间可靠地进行数字通信，必须在网内建立一个统一的时间标准。四种同步：（1）载波同步：从接收信号中提取与调制方同频同相的载波的过程。（2）位同步：数字通信系统中，接收方

2、抽样判决时需要的同步信号。（3）帧同步：每个“字”或每个“句”的同步，象标点一样表示“字”或“句”的起止时刻。（4）网同步：为了保证通信网各点之间可靠地进行数字通信，必须在网内建立一个统一的时间标准。11.1载波同步在抑制载波系统中，无法从接收信号中直接提取载波，所以采用插入导频法。一.插入导频法①插入正交载波。②导频的插入位置应该在信号频谱的0频率处。1.发送框图m(t)U0(t)带通-π/2相移调制信号相加相乘调制输出Acosct2.接收框图∴经低通后，ωcu0(t)带通低通ωmπ/2窄带滤波3.插入正交载波

3、的原因若不插入正交载波，则：∴∴经低通后，直流，对数字信号影响大1.平方变换法二.直接法设：已调DSB信号为：经二分频电路可得。∵中有直流，∴这是一个载波为的调幅波，则：经中心频率为的窄带滤波器后输出为：2ωcsDSB(t)()2载波输出BPF22.平方环法在平方变换法中，由于信道高斯白噪声的干扰，加上窄带滤波器本身有一定带宽，使得其输出的相干载波不纯净，因此可采用锁相环电路来替代窄带滤波器，改善系统性能。锁相环有良好的频率跟踪、窄带滤波和记忆等功能。LPFPLLSDSB(t)(。)2载波输出二分频VCO注：二次分

4、频电路将使载波有180°的相位模糊，它是由分频器引起的。一般的分频器都由触发器构成，由于触发器的初始状态是未知的，分频器末级输出的波形(方波)相位可能随机地取“0”和“π”。它对模拟信号影响不大，而对于2PSK信号，由于载波相位的模糊将会造成解调判决的失误。3.同相正交法（科斯塔斯环）信号输出m(t)cos(ct)LPFLPF载波输出U1/2VCOLPFU2U3U4U6U5U7优点：①不需要使用平方电路，平方电路在频率很高时较难实现。②可以直接得到输出解调信号。缺点：存在相位模糊问题。当没有相位误差，即时，。设是

5、本地锁相环中压控振荡器产生的本地载波相位与接收信号载波相位之差。此时，压控振荡器输出的载波与接收信号的载波的相位相同。11.2位同步在发送端插入与码元速率相同的位同步信号，在接收端利用一个窄带滤波器提取出来，并形成码元定时脉冲。接收框图如下：一.插入导频法（外同步法）倒相窄带滤波器移相相加器定时形成抽样判决输入基带信号基带信号位同步脉冲冲优点：设备简单。缺点：占用一定的频带带宽和发送功率，降低了抗干扰能力。二.直接法（自同步法）1.非线性变换——滤波法（开环码元同步法）（1）微分整流法放大限幅微分整流窄带滤波移相脉冲

6、形成信号输入abcde位同步信号输出bde1a1000101101001cttttt（2）包络检波法包络检波窄带滤波脉冲形成2PSK－加法器+直流abcttbtcta（3）延迟相干法c移相延迟基带提取窄带滤波脉冲形成2PSKa位同步脉冲bda000000Tbtbdtctt2.数字锁相法与载波同步的提取类似，把采用锁相环来提取位同步信号的方法称为锁相法。在数字通信中，这种锁相电路常采用数字锁相环来实现。采用数字锁相法提取位同步原理方框图如图所示，它由高稳定度振荡器（晶振）、分频器、相位比较器和控制电路组成。高

7、稳定度振荡器产生的信号经整形电路变成周期性脉冲，然后经控制器再送入分频器，输出位同步脉冲序列。输入相位基准与由高稳定振荡器产生的经过整形的n次分频后的相位脉冲进行比较，由两者相位的超前或滞后来确定扣除或添加一个脉冲，以调整位同步脉冲的相位。鉴相数字滤波器n控制器超前输入数字信号滞后加脉冲减脉冲位同步输出信号钟11.3帧同步帧同步信号的频率可由位同步信号经分频得到，但是每帧的开头和结尾时刻无法由分频器的输出决定。目前确定帧定时脉冲相位的主要方法是：在数字流中插入一些特殊码组作为每帧的头尾标记。常用的两种方式：集中插入

8、方式和分散插入方式。对帧同步系统的要求：（1）帧同步的引入时间要短。（2）系统要稳定可靠。（3）同步码组的长度应最短。（识别假失步、避免伪同步）假失步：在数字信号的传输过程中，由于信道的噪声而引起误码，此类误码造成帧同步码的丢失，而造成帧不同步的现象。伪同步：帧同步码无论选择何种码型，信息码流中都有可能出现与同步码相同的码组而造成同步的误动作，