数字通信原理与技术(本科)第6章new

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1、第6章同步系统第6章同步系统6.1概述6.2载波同步技术6.3位同步技术6.4群同步(帧同步)技术第6章同步系统6.1概述6.1.1不同功用的同步1.载波同步2.位同步(码元同步)3.群同步(帧同步)4.网同步第6章同步系统6.1.2不同传输方式的同步1.外同步法2.自同步法第6章同步系统6.2载波同步技术载波同步的方法通常有直接法(自同步法)和插入导频法(外同步法)两种。　直接法又可分为非线性变换—滤波法和特殊锁相环法。用直接法提取载波分量的另一途径是采用特殊的锁相环，这种特殊锁相环具有从已调信号中消

2、除调制和滤除噪声的功能，所以能鉴别接收已调信号中被抑制了的载波分量与本地VCO输出信号之间的相位误差，从而恢复出相应的相干载波。通常采用的特殊环路有：同相—正交环、逆调制环、判决反馈环和基带数字处理载波跟踪环等。第6章同步系统插入导频法也可以分为两种：一种是在频域插入，即在发送信息的频谱中或频带外插入相关的导频；另一种是在时域插入，即在一定的时段上传送载波信息。　对载波同步的要求是：发送载波同步信息所占的功率尽量小，频带尽量窄。载波同步的具体实现方案与采用的数字调制方式有着一定的关系。也就是说，具体采用

3、哪一种载波同步方式，应视具体的调制方式而定。第6章同步系统6.2.1非线性变换—滤波法1.平方变换法x(t)cosωtx(t)c带通×低通n(t)ifc平方律二分频部件e(t)2f2fcc窄带滤波图6-1平方变换法提取同步载波第6章同步系统21212e(t)[x(t)cost]x(t)x(t)costcc22对于2PSK信号，x(t)是双极性矩形脉冲，设x(t)=±1，则x2(t)=1，这样已调信号x(t)cosωt经过非线性变换—平方律部件c后得11e(t)cos2tc22第6章同步系

4、统2.平方环法输入已调载波平方律部件鉴相器开路滤波器压控振荡器二分频信号输出锁相环图6-2平方环法提取载波第6章同步系统*3.M次方环法设输入的QPSK信号为s(t)Ucos[t(t)]m1c1U(t)Us(t)1D环路4(*)鉴相QPSK滤波器U(t)24(*)压控参考载波图6-3四次方环原理方框图第6章同步系统输入信号经过四次方运算后，调制信息被消除，产生了四倍的载波分量14u(t)Ucos(4t4)1m1c14设环路已经锁定，压控振荡器的正弦电压经过四次方后送给鉴相器的信号为u

5、(t)Usin(4t4)2m2c2则鉴相器输出为uKuudm12取基波14KUUsin4()mm1m2218Ksin4d第6章同步系统图6-4四次方环鉴相特性第6章同步系统同样原理，对MPSK信号就可以采用M次方环，其原理方框图与图6-3相似。M次方环的鉴相特性为uKsinMdd可以看出，M次方环的非线性处理方式是在中频上进行的。通过M次倍频后，键控信号的调制信息被消除，产生了M倍载频分量；然后用普通锁相环对M倍载频分量进行跟踪，由此得到了参考载波。M次方环的鉴相特性为正弦型，

6、它具有M重相位模糊。第6章同步系统6.2.2特殊锁相环法1.同相—正交环法(科斯塔斯环)vvx′(t)35低通v1vv17x(t)cosωt压控振荡器环路滤波器c相移90°v2低通vv46图6-5同相—正交环法(科斯塔斯环)第6章同步系统假定环路已锁定，若不考虑噪声，则环路的输入信号为x(t)costc同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为vcos(t)1cvcos(t90)sin(t)2cc第6章同步系统那么输入信号与v,v相乘后得121vx(t)cost

7、cos(t)x(t)[coscos(2t)]3ccc21vx(t)costsin(t)x(t)[sinsin(2t)]4ccc2经过低通滤波器后分别得1vx(t)cos521vx(t)cos6v,v经过乘法器后得2561212vvvx(t)sincosx(t)sin2756481212x(t)2x(t)84Z(t)＝D(t)Ucos(ωt＋θ)±Ucos(ωt＋θ)第6章同步系统p1c11c1逆调制鉴

8、相二相PSKUd延迟τ环路滤波器VCOZ(t)p*2.逆调制环±D(t)Usin(ωt＋θ)1c2判决π移相2U(t)pUcos(ωt＋θ)2c2相位解调(a)D(t)Ucos(ωt＋θ)鉴相1c1二相PSKUd延迟τ环路滤波器VCOZ(t)p±D(t)Usin(ωt＋θ)2c2Up(t)π判决移相2±D(t)调制器相位解调图6-6逆调制环(b)第6章同步系统设环路已锁定，输入2PSK信号和VCO信号如图6-6(a)所示，则相位解调器输出电