数据通信 第7章 同步技术(学生)ppt课件.ppt

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1、第7章同步技术任课教师何思远理解同步的概念和原理掌握载波同步的原理和实现方法掌握位同步的原理和实现方法掌握群同步的原理和实现方法掌握网同步的原理和实现方法学习目标7.1概述同步的定义为了使整个通信系统有序、准确、可靠的工作，收发双方形成的统一的时间标准就是同步。对同步的要求(1)同步的误差小、相位抖动小(2)同步的建立时间短、保持时间长同步的分类按照同步功能的不同，同步分为载波同步位同步(码元同步、比特同步)群同步(帧同步)网同步按照同步信息传输方式的不同，同步分为外同步法自同步法7.2载波同步载波同步的定义在相干解调中，接收端提取一个

2、与发送端的调制载波同频同相的相干载波的过程称为载波同步。载波同步的方法插入导频法直接法1.频域插入导频法频域插入导频法的定义在已调信号频谱中额外插入一个低功率的线谱的方法。频域插入导频法的注意以下两点导频信号的频率与载波频率相关或者就是载波频率导频信号的插入位置与已调信号的频谱结构有关7.2.1插入导频法抑制载波的双边带调制系统发送端方框图接收端方框图为什么要插入正交的导频信号？2.时域插入导频法时域插入导频法的定义在时间上，区分被传输的数据信号和导频信号的方法。时域插入导频法的数据传输格式接收端方框图为什么不用窄带滤波器提取导频信号？

3、7.2.2直接提取载波法直接提取载波法的定义接收端从接收的已调信号中直接提取载波的方法。直接提取载波法的分类非线性变换滤波法特殊锁相环法1.平方变换法平方变换法提取载波的方框图平方环法提取载波的方框图2.平方环法3.同相正交环法同相正交环法提取载波的方框图同相正交环法的优缺点优点同相正交环法的工作频率为ω0，比平方环法的工作频率要低，并且不需要平方器件和分频器。当环路正常工作后，V5就是原数字序列信号。因此，这种电路具有提取载波和相干解调的双重功能。缺点同相正交环法的锁相稳定点在Δφ＝0或π，这样产生180°相位模糊。相位模糊在电路中V

4、7控制VCO，由图可以看出，VCO的稳定工作点在上，也就是说，压控振荡器输出的载波可能和接收信号载波相同，也可能相位相差。这就是相位模糊！7.2.3载波同步的性能指标(1)效率效率是指发送有用信号的功率占发送信号的总功率的比值。(2)精度精度是指提取的同步载波与发送端的调制载波的相位误差。(3)同步建立时间ts同步建立时间ts越短越好。(4)同步保持时间th同步保持时间th越长越好。7.3位同步位同步的定义位同步是指在接收端设法产生一个与发送端发送的码元，速率相同，并且在时间上对准最佳判决点的定时脉冲序列。位同步的分类外同步法自同步法7

5、.3.1外同步法外同步法的定义外同步法是发送端将位定时信息直接送到接收端，用它作为接收端位定时的标准。位定时信息的传送方法采用单独信道采用和数字信号共用一个信道在基带信号频谱的零点处插入导频信号注意当采用插入导频法时，要避免或减弱插入的导频信号对原基带信号的影响。7.3.2自同步法自同步法的定义自同步法是发送端不发送专门的位同步信号，接收端直接从收到的数字信息流中提取出位同步信号。自同步法的实现方法滤波法锁相法（脉冲锁相法和数字锁相法）1.滤波法（微分整流滤波法）滤波法是直接从数字信息中提取位同步信号的方法。归零脉冲信号它的频谱中含有位

6、定时分量，接收端可以利用滤波器直接提取出位同步信号。不归零脉冲信号提取位同步信号方框图如下微分与整流的波形图滤波法的优缺点优点结构简单，易于实现，所需元件数目少。缺点提取出来的位定时信号不稳定、不可靠。2.锁相法（数字锁相法）数字锁相法是采用数字锁相环来提取位同步信号的方法。锁相法的基本原理在接收端利用相位比较器，比较接收码元与本地码元的定时脉冲的相位。若两者相位不一致，相位比较器将产生一个误差信号，通过误差信号来调整定时脉冲的相位，以获得精确的同步信号。数字锁相法的原理方框图及各点波形图7.3.3位同步的性能指标1.效率效率是指发送有

7、用信号的功率占发送信号的总功率的比值。2.相位误差静态相差是指位同步信号的平均相位和最佳取样点相位之间的偏差。静态相差越小，误码率越低。3.同步带宽同步带宽是指位同步信号的频率与码元的速率之差。同步带宽越小越好。4.同步建立时间同步建立时间是失去同步后重新建立同步所需的最长时间。同步建立时间越短越好。同步建立时间的计算设位同步脉冲的相位与输入信号码元的相位相差T/2秒，而锁相环每调整一步缩小T/n秒，故所需最大的调整次数为数字锁相法平均每2T秒可调整一次相位，故同步建立时间为5.同步保持时间同步保持时间是指从含有位同步信息的接收信号消失

8、开始，到位同步提取电路输出的正常位同步信号中断为止的时间长度。同步保持时间越长越好。7.4群同步群同步的定义群同步是指在接收端检测并获取群定时脉冲序列的过程。群同步的任务确定每群码元序列的“开头”和“末尾”