现代通信原理第9章同步ppt课件.ppt

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1、第9章同步载波同步9.1位同步9.2帧同步9.3所谓同步是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。在数字通信中，按照同步的功用分为：载波同步、位同步、群同步和网同步。一、载波同步载波同步是指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或称载波同步。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件。概述位同步又称码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决，提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。二、位同步群同步

2、也称帧同步。在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个“字”，又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，在接收端产生与“字”、“句”及“帧”起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程统称为群同步。三、群同步在获得了载波同步、位同步、群同步之后，两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。然而，随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步。四、网同步同步也是一种信

3、息，按照获取和传输同步信息方式的不同，又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（常被称为导频），接收端把这个导频提取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。9.1载波同步提取相干载波的方法有两种：插入导频法和直接法。一、直接法直接法也称自同步法。有些信号，如DSB-SC、PSK等，它们虽然本身不直接含有载波分量，但经过某种非线性变换后，将具有载波的谐波分量，因而可从中提取出载波分量来。平方变换法和平方环法设调制信号无直流

4、分量，则抑制载波的双边带信号为接收端将该信号经过非线性变换——平方律器件后得到上式的第二项包含有载波的倍频的分量。若用一窄带滤波器将频率分量滤出，再进行二分频，就可获得所需的相干载波。图9-1平方变换法提取载波若，则信号就成为二进制相移信号（2PSK），这时因而，同样可以通过图9-1所示的方法提取载波。伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，窄带滤波器常用锁相环代替，构成平方环法。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具有更好的性能。图9-2平方环法提

5、取载波载波提取的方框图中用了一个二分频电路，由于分频起点的不确定性，使其输出的载波相对于接收信号相位有的1800相位模糊。相位模糊对模拟通信关系不大，因为人耳听不出相位的变化。但它有可能使2PSK相干解调后出现“反向工作”的问题，克服相位模糊度对相干解调影响的最常用而又有效的方法是采用相对移相（2DPSK）。抑制载波的双边带信号（如DSB、等概的2PSK）本身不含有载波；残留边带（VSB）信号虽含有载波分量，但很难从已调信号的频谱中把它分离出来；单边带（SSB）信号，没有载波分量，对这些信号的载波提取，可以用插入导频法（外同步法）。二、插入

6、导频法在抑制载波的双边带信号中插入导频采用插入导频法应注意：1）导频的频率应当是与载频有关的或者就是载频的频率；2）已调信号频谱中的零点插入导频。图9-3抑制载波双边带信号的导频插入图9-4插入导频法发端框图设调制信号中无直流分量，被调载波为，将它经90°移相形成插入导频（正交载波），其中是插入导频的振幅。于是输出信号为设收到的信号就是发端输出，则收端用一个中心频率为的窄带滤波器提取导频，再将它经90°移相后得到与调制载波同频同相的相干载波。图9-5插入导频法收端方框图解调输出为经过低通滤除高频部分后，就可恢复调制信号。如果发端加入的导频不

7、是正交载波，而是调制载波，则收端中还有一个不需要的直流成份，这个直流成份通过低通滤波器对数字信号产生影响，这就是发端正交插入导频的原因。1.载波同步系统的性能载波同步系统的性能指标主要有效率、精度、同步建立时间和同步保持时间。载波同步追求的是高效率、高精度、同步建立时间快，保持时间长。1）高效率指为了获得载波信号而尽量少消耗发送功率。直接法由于不需要专门发送导频，因而效率高，而插入导频法由于插入导频要消耗一部分发送功率，因而效率要低一些。三、载波同步系统的性能及相位误差对解调性能的影响2）高精度指接收端提取的载波与需要的载波标准比较，应该有

8、尽量小的相位误差。如需要的同步载波为，提取的同步载波为，就是载波相位误差。3）同步建立时间指从开机或失步到同步所需要的时间。显然越小越好。4）同步保持时间指同步建立后，若同步信号