第八章 同步原理ppt课件.ppt

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1、第8章同步原理本章教学目的与要求1、掌握载波同步、位同步和帧同步的基本概念和原理。2、理解载波同步、位同步的方法、性能指标及不同步对通信效果的影响。3、了解帧同步方法和性能指标。4、自学网同步原理和方法。主要外语词汇同步synchronous载波同步carriersynchronous位同步bitsynchronous帧同步framesynchronous网同步netsynchronous本章主要内容8.1概述8.2载波同步8.3位同步8.4帧同步§8.1概述一、什么是同步？所谓同步是指收发双方在时间上步

2、调一致，故又称定时。按照同步的功用把同步分为：载波同步、位同步、帧同步和网同步。1、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载波同步。2、位同步(码元同步)：接收端的码元定时脉冲序列的重复频率和相位要与发送端保持一致。3、帧同步(群同步)：为把若干码元组成的帧加以区分而正确找到每帧的起止时刻的过程称为帧同步。4、网同步：为使数字通信网有一个统一的时间节拍标准而进行的同步。同步也是一种信息，按照获取和传输同步信息方式的不同，

3、又可分为外同步法和自同步法：1、外同步:由发送端发送专门的同步信息。2、自同步:从接收信号中直接提取同步信息。二、为什么要同步？使整个通信系统有序、准确、可靠地工作，收、发必须有一个统一的时间标准，即定时系统。依靠定时系统去完成收、发双方时间的一致性，即同步。三、怎样同步？同步是通信中十分重要的问题，也是有一定难度的技术。虽然设计通信系统时，可以将位于异地的收发两端信号频率，时钟频率设定为一致，但实际上很难以作到完全一致、始终绝对相同。何况信号经信道传输，不可避免的产生随机的频移和相移信号。因此，同步技术

4、要完成的任务是①从接收到的调制（或基带）信号中提取出有关时间的同步信息;②在接收端产生出频率尽量一样的相干波（或时间脉冲）;③用同步信息不断调整相干波的频率，相位（时间脉冲的频率和位置），使之始终与接收信号完全同步。同频同相不是与发端载波同步，而是与经过传输后已产生频移和相移的收端信号同步。可见，同步是一个不断提取同步信息，不断调整的自过程。同时，现代通信技术使用的频率越来越高，传码率越来越快，时标精度越来越高，达到微秒，纳秒的量级，所以对同步技术提出了更高的要求。§8.2载波同步相干解调中，接收端必须恢

5、复出一个与发端调制载波同频、同相的相干载波。获取相干载波的过程称为载波同步。分为：直接提取法、插入导频法和非线性变换法。1.直接提取法简单。当接收信号频谱中含有载频分量时，可用一个窄带通滤波器或锁相环(锁相环起窄带跟踪滤波器的作用)，直接从接收信号中提取载频，放大后作为本地载波。2.插入导频法抑制载波信号本身不含有独立的载频分量，发送端除发送信号，还发送一个导频信号用于接收端恢复载波，这种载波同步方法称为插入导频法。分为：频域插入法和时域插入法。（1）频域插入法在发送信号频谱为零的位置插入导频。通常采用插

6、入正交导频的方法，这样可以减小对解调信号的影响。发送信号乘法器的输出LPF的输出无失真地恢复出了原调制信号。（2）时域插入法时域插入的导频只是在每帧的一小段时间存在，在其余时间没有载波标准。由于发送载波标准是不连续的，用窄带滤波器提取的这个不连续的载波是不能直接使用的。用窄带滤波器提取载波标准并同本地振荡器输出信号比较，通过锁相环路(PLL)的作用形成相干的本地载波。锁相环的作用是保持本地振荡信号和载波标准同相。3.非线性变换法当接收的信号本身不含有载波分量时，可用非线性变换的方法从接收信号中提取载波。（

7、1）平方变换法对于DSB信号接收信号平方变换中心频率为2ω0的带通滤波器滤波输出即使f(t)本身不含直流成分，但f2(t)也会含有直流分量。因此，上式一定含有载频成分。当BPF的带宽很窄时，则其输出可认为只有2ω0的载波分量。再经二分频器分频就可得到所需要的本地载波（2）平方环法是对平方变换法的一种改进，将BPF用PLL替代。由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比平方变换法具有更好的性能，应用广泛。（3）同相正交环法平方环VCO工作在2ω0频率上，当ω0很高时，实现2ω0的振荡有一定的困

8、难。同相正交环法VCO工作在ω0频率上，实现ω0的振荡相对容易。鉴相器鉴别输入信号中被抑制了的载频分量与本地压控振荡器VCO之间的相位误差。上面的解调器称为同相相干解调器，下面的解调器称为正交相干解调器。同步时，同相支路的输出即为所需的解调信号，正交支路的输出为0，因此，该方法称为同相正交环法，也叫科斯塔斯(Costas)环法。设接收信号f(t)cos(ω0t+θ0),VCO输出为cos(ω0t+φ),经过带宽为Wm的LPF乘