文元美现代通信原理课件第6章同步系统

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1、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10/8/20211课件6.1概述6.1.1不同功用的同步载波同步2.位同步(码元同步)3.群同步(帧同步)4.网同步10/8/20212课件6.1.2不同传输方式的同步外同步法2.自同步法10/8/20213课件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

2、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。10/8/20214课件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，具体采用哪一种载波同步方式，应视具体的调制方式而定。10/8/20215课件6.2.1非线性变换—滤波法1.平方变换法

3、图6-1平方变换法提取同步载波10/8/20216课件对于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)cosωct经过非线性变换—平方律部件后得10/8/20217课件2.平方环法图6-2平方环法提取载波10/8/20218课件*3.M次方环法设输入的QPSK信号为图6-3四次方环原理方框图10/8/20219课件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则鉴相器输出为10/8/202110课件图6-4四次方环鉴相特性10/8/2

4、02111课件同样原理，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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，它具有M重相位模糊。10/8/202112课件6.2.2特殊锁相环法1.同相—正交环法(科斯塔斯环)图6-5同相—正交环法(科斯塔斯环)10/8/202113课件假定环路已锁定，若不考虑噪声，则环路的输入信号为同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为10/8/

5、202114课件那么输入信号与v1,v2相乘后得经过低通滤波器后分别得v5,v6经过乘法器后得10/8/202115课件图6-6逆调制环*2.逆调制环10/8/202116课件设环路已锁定，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压为根据进入锁定时的相位差(θ2-θ1)所处的象限来对D(t)进行判决。若(θ2-θ1)是处于第一、四象限，判决输出；若处于第二、三象限，判决输出。上式中Kp为电路决定的增益常数。基带数字信号波形对输入二相PSK进行再次调制后消除调制包络，得到±U1cos(ωct+θ1),再送到环路鉴相器。经鉴相并取直流输出为1

6、0/8/202117课件*3.判决反馈环图6-7判决反馈环10/8/202118课件10/8/202119课件6.2.3插入导频法(外同步法)图6-8几种信号的正频域频谱图10/8/202120课件图6-9DSB发射机中导频的插入10/8/202121课件图6-10相干解调器10/8/202122课件假设接收到的信号就是u0(t),u0(t)中的导频经过fc窄带滤波器滤出来，再经过90°相移电路后得asinωct,u0(t)与asinωct加到乘法器输出经过低通滤波器以后，得Aax′(t)/2。10/8/202123课件2.在残留边带信号中插入导频(1)残留边带频

7、谱的特点。图6-11残留边带频谱10/8/202124课件(2)插入导频f1,f2的选择。可以在残留边带频谱的两侧插入f1和f2;f1和f2不能与(fc-fm)和(fc+fr)靠得太近，太近不易滤出f1和f2，但也不能太远，太远占用过多频带。假设其中fr是残留边带信号形成滤波器滚降部分占用带宽的一半，而fm为基带信号的最高频率。10/8/202125课件(3)载波信号的提取。在插入导频的VSB信号中提取载波的方框图如图6-12所示。接收的信号中包含有VSB信号和f1,f2两个导频。假设接收信号中两个导频是θ1为第一个导频的初相θ2为第二个导频的初相发送端