第2讲_同步系统ppt课件.ppt

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1、第2章同步系统2.1概述2.2载波同步技术2.3位同步技术2.4群同步(帧同步)技术2.5网同步技术2.1概述2.1.1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)和网同步(通信网络中使用)等四种。1.载波同步（载波跟踪、载波提取）：相干解调中，在接收端恢复出与发送端的载波在频率上同频的相干载波的过程。载波同步是实现相干解调的先决条件。2.位同步(码元同步):位同步脉冲与接收码元的重复频率和相位的一致。接收端“码元定时脉冲序列”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

2、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。这个码元定时脉冲序列称为“码元同步脉冲”或“位同步脉冲”。3.群同步(帧同步):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，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。也就是说，接收端必须产生与字、句和帧起止时间相一致的定时信号。我们称获得这些定时序列的过程为帧(字、句、群)同步。4.网同步通信网也有模拟网和数字网之分。在一个数字通信网中，往往需要把各个方向传来的信码，按它们的不同目的进行分路、合路和交换，为了有效地完成这

3、些功能，必须实现网同步。2.1.2不同传输方式的同步同步也是一种信息，按照传输同步信息方式的不同，可分为外同步法和自同步法。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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。分析：(1)由于外同步法需要传输独立的同步信号，因此，要付出额外功率和频带，在实际应用中，二者都有采用。在载波同步中，采用两种同步方法，而自同步法用的较多；在位同步中，大多采用自同步法，外同步法也有采用；在群同步中

4、，一般都采用外同步法。(2)无论采用哪种同步方式，对正常的信息传输来说，都是必要的，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，它是系统正常工作的前提，否则就会使数字通信设备的抗干扰性能下降，误码增加。如果同步丢失(或失步)，将会使整个系统无法工作。2.2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。1、直接法可分为:非线性变换—滤波法和特殊锁相环法。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。特点：特殊锁相环

5、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。2、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。2.2.1非线性变换—滤波法1.平方变换法图2-1平方变换法提取同步载波对于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—

6、平方律部件后得(2-1)(2-2)2.平方环法为了改善平方变换的性能，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。具体做法是在平方变换法的基础上，把窄带滤波器改为锁相环。平方环法提取载波得到了广泛应用的优势：由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比一般的平方变换法的性能更好。2.2.2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，则环路的输入信号为(2-8)同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为(2-9)那么输入信号与v1,v2相乘后得(2-10)经过低通滤波器后分别得2-11)v5,v6经过

7、乘法器后得(2-12)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。科斯塔斯环的两个优点：（1）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；（2）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。具有提取载波和相干解调的双重功能。科斯塔斯环的缺点：电路较复杂以及存在着相位模糊的问题。2.2.3插入导频法(外同步法)1.在DSB信号中插入导频插入导频的位置应该在信号频谱为0的位置，否则导频与信号频谱成分重叠在一起，接收时

8、不易取出。对于模拟调制的信号，如双边带话和单边带话等信号，在载波fc附近信号频谱为0；但对于2PSK和2DP