通信原理第72章多路传输

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1、第7章同步系统7.1概述7.2载波同步技术7.3位同步技术7.4群同步(帧同步)技术7.1概述不同功用的同步按照同步的功用来区分，有载波同步、位同步(码元同步)、群同步(帧同步)等。1.载波同步数字调制系统的性能是由解调方式决定的。相干解调中，首先要在接收端恢复出相干载波，这个相干载波应与发送端的载波在频率上同频，在相位上保持某种同步关系。在接收端恢复这一相干载波的过程称为载波跟踪、载波提取或载波同步。载波同步是实现相干解调的先决条件。2.位同步位同步又称码元同步。不管是基带传输，还是频带传输(相干或

2、非相干解调)，都需要位同步。为了从该波形中恢复出原始的基带数字信号，就要对它进行取样判决。因此，要在接收端产生一个“码元定时脉冲序列”，这个码元定时序列的重复频率和相位(位置)要与接收码元一致，以保证：①接收端的定时脉冲重复频率和发送端的码元速率相同;②取样判决时刻对准最佳取样判决位置。3.群同步群同步又称为帧同步。数字信号是按照一定的数据格式传送的，若干个码元代表一个字母（符号、数字），而若干个字母组成一“字”，若干“字”组成一“句”，若干“句”构成一帧，从而形成群的数字信号序列。要在接收端正确地恢复出

3、原来的信息，就必须识别出句或帧的起始时刻，否则接收端无法正确恢复出原来的信息。在数字时分多路通信系统中，各路信码都安排在指定的时隙内传送，以形成一定的帧结构。在接收端为了正确地分离各路信号，首先要识别出每帧的起始时刻，从而找出各路时隙的位置。接收端必须产生与字、句和帧起止时间相一致的定时信号。在发送端提供每帧的起止标记，而在接收端检测并获得这一标志的过程就是帧同步。不同传输方式的同步1.外同步法由发送端发送专门的同步信息，接收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的方法，称为外同步法。2.自同步法

4、发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。在载波同步和位同步中，自同步法用的较多；在群同步中，一般都采用外同步法。同步对正常的信息传输来说是必要的，只有收发之间建立了同步才能开始传输信息。同步误差小、相位抖动小以及同步建立时间短、保持时间长等为其主要指标。7.2载波同步技术非线性变换-滤波法1.平方变换法平方变换法适合于抑制载波的双边带信号。假设2PSK信号x(t)cosωct，同时有加性高斯白噪声，经过带通滤波器以后滤除了带外噪声。其中，信号x(t)co

5、sωct经过平方律部件后输出e(t)为由此可知，从e(t)中很容易通过窄带滤波器取出2fc频率成分，再经过一个二分频器就可得到fc的频率成分，这就是所需要的同步载波。如果二分频电路处理不当，将会使fc信号倒相，造成的结果就是“相位模糊”，即“反向工作”。2.平方环法为了使恢复的相干载波更为纯净，常常在非线性处理之后加入锁相环。特殊锁相环法1.同相—正交环法(科斯塔斯环)假定环路已锁定，若不考虑噪声，则同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为那么输入信号与v1,v2相乘后得经过低通滤波器后分别得v5,v6经

6、过乘法器后得这个电压经过环路滤波器以后控制VCO，使它与ωc同频，相位只差一个很小的θ。此时v1=cos(ωct+θ)就是要提取的同步载波，而就是解调器的输出。2）同相-正交环法的优缺点科斯塔斯环的优点有两个：一是科斯塔斯环工作在ωc频率上，比平方环工作频率低，且不用平方器件和分频器；二是当环路正常锁定后，同相鉴相器的输出就是所需要解调的原数字序列。因此，这种电路具有提取载波和相干解调的双重功能。科斯塔斯环的缺点是电路较复杂以及存在着相位模糊的问题。插入导频法(外同步法)1.在双边带（DSB）信号中插入

7、导频插入导频的位置应该在信号频谱为0的位置，否则导频与已调信号频谱成分会重叠在一起，接收时不易取出。对于2PSK和2DPSK等数字调制的信号，在fc附近的频谱不但有，而且比较大，因此对于这样的数字信号，在调制以前应先对基带信号x(t)进行相关编码。让fc附近频谱函数很小，且没有离散谱，这样可以在fc处插入频率为fc的导频(这里仅画出正频域)。几种信号的正频域频谱图(a)相关编码前的频谱；(b)相关编码后的频谱(c)双边带调制后的频谱在DSB发射机中插入导频的方框图相干解调器假设接收到的信号就是uo(t)

8、,uo(t)与asinωct加到乘法器输出经过低通滤波器以后，得Aax′(t)/2。3.时域中插入导频法时域插入法中对被传输数据信号和导频信号在时间上加以区别。把一定数目的数字信号分作一组，称为一帧。在每一帧中，除有一定数目的数字信号外，在t0—t1的时隙中传送位同步信号，在t1—t2的时隙内传送帧同步信号，在t2—t3的时隙内传送载波同步信号，而在t3—t4时间内才传送数字信息；以后各帧都如此。时域中插入导频方式的载波提取往