通信原理第7章ppt课件.ppt

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1、第七章同步技术7.1引言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7.5网同步技术7.1引言1.同步的分类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。（2）位同步（码元同步）位同步又称码元同步。不管是基带传输，还是频带传输（相干或非相干解调），都需要位同步。（3）

2、群同步（帧同步）群同步也叫帧同步。对于数字信号传输来说，数字信号是按照一定数据格式传送的，一定数目的信息码元组成一个“字”，若干个“字”组成一“句”，若干“句”构成一帧，从而形成群的数字信号序列。（4）网同步当通信是在两点之间进行时，完成了载波同步、位同步和群同步之后，接收端不仅获得了相干载波，而且通信双方的时标关系也解决了。2.同步信号的获取方式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

3、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。3.同步的技术指标同步系统性能的降低，会直接导致通信质量的降低，甚至使通信系统不能工作。7.2载波同步技术1.直接法（自同步法）直接法又可分为非线性变换—滤波法和特殊锁相环法。（1）非线性变换——滤波法有些信号不含有载波分量，但如果采用非线性变换—滤波法，首先对接收到的已调信号进行非线性处理，就可得到相应的载频分量。然后，再用窄带滤波器或锁相环进行滤波，滤除调制谱与

4、噪声引入的干扰，提取载频分量。（2）同相正交环（科斯塔斯环）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。科斯塔斯（Costas）环的原理图如图7-3所示。图7-3同相正交环法（科斯塔斯环）（3）从多相移相信号中提取载波数字通信中经常使用多相移相信号。下面介绍两种从多相移相信号中提取载波的方法。另一种方法类似于同相正交法，称为多相科斯塔斯

5、环法，也以四相移相信号为例，这种方法的方框图如图7-5所示。压控振荡器的输出就是所需的载波信号。图7-5四相科斯塔斯环法提取载波2.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零的位置，否则导频与信号频谱成分重叠在一起，接收时不易取出。从图7-6所示的频谱图可以看出，在载频处，已调信号的频谱分量为零，载频附近的频谱分量也很小且没有离散谱，这样就便于插入导频以及解调时易于滤出它。图7-6几种信号的正频域频谱图（2）在残留边带信号中插入导频①残留边带频谱的特点。以下边带为

6、例，残留边带滤波器应具有如图7-9所示的传输特性。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。图7-9残留边带频谱及插入导频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7-10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cos（ω1t+θ1），θ1为第一个导频的初相cos（ω2t+θ2），θ2为第二个导频的初相发送

7、端的载波为cos（ωct+θc），则收端提取的同步载波也应该是cos（ωct+θc）。图7-10插入导频的VSB信号的载波提取（3）时域插入导频法除了在频域插入导频的方法以外，还有一种在时域插入导频以传送和提取同步载波的方法。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，例如按图7-11（a）那样分配。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

8、t3～t4时间内才传送数字信息；以后各帧都如此。3.载波同步系统的性能指标相位误差通常由稳态相差和随机相差组成。稳态相差主要是指载波信号通过同步信号提取电路以后，在稳态下所引起的相差；随机相差是由于随机噪声的影响而引起同步信号的相位误差。载波同步系统的性能除了高效率、高精度外，还要求同步建立时间快、保持时间长等。（1）稳态相差用窄带滤波器提取载波，假设所用的窄带滤波器为一个简单的单调谐回路，其品质因素Q值一定。（2）随机相差由于随机的高