通信原理07章同步ppt课件.ppt

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1、通信原理第七章同步17.1概述同步需解决的问题载波同步位同步群同步网同步其他同步解决同步问题的代价经济代价资源代价synchronization27.2载波同步方法插入导频法：发送端已调信号导频与载波正交插入导频后的已调信号carriersynchronization37.2载波同步方法插入导频后的已调信号频谱f0–fmf0+fm0f0f导频S0(f)guidingfrequency47.2载波同步方法插入导频后的已调信号频谱f0–fmf0+fm0f0f导频S0(f)orthogonal57.2载波同步方法插入导频法：接收端用窄带滤波器滤出导频分量，并将其移相/2，将cos(0t)

2、变成sin(0t)，然后用将它作为本地载波。相干解调分析滤除20频率分量，就可恢复出原调制信号。若不用正交导频，接收端将增加直流分量。directcurrentcomponent67.2载波同步方法插入导频法发送端原理方框图Asin(0t)带通滤波/2相移Acos(0t)s0(t)m(t)phaseshifter77.2载波同步方法插入导频法接收端原理方框图带通滤波/2相移s0(t)m(t)窄带滤波低通滤波bandpassfilter(BPF)87.2载波同步方法平方法的原理对于没有载波分量的信号，如2PSK信号，设接收信号为：式中，m(t)为调制信号，它无直流分量。将此接

3、收信号平方后，得到用窄带滤波器将上式中2f0分量滤出，经过二分频，就得出载频f0的分量。squarelawcomponent97.2载波同步方法平方法载波提取原理框图存在问题：二分频电路的初始状态是随机的，使分频输出的初始相位有两种可能状态：0和，即相位是不确定的。平方s(t)窄带滤波二分频s2(t)2f0f0narrowbandfilter107.2载波同步方法平方法载波提取的时间波形s(t)s2(t)cos(20t)cos(0t)ttttcos(0t)tfrequencydividing117.2载波同步方法用锁相环代替窄带滤波器的方案优点：输出信号具有更好的稳定性，并且不

4、必有连续的输入信号。锁相环平方s(t)环路滤波二分频s2(t)2f0f0压控振荡frequencydivider127.2载波同步方法科斯塔斯环法——同相正交环法s(t)环路滤波低通滤波压控振荡/2相移低通滤波解调输出abcdefgCostasphase-lockedloop137.2载波同步方法科斯塔斯环法的工作原理本地载波信号为已调信号载波和本地载波的相位差。输入信号s(t)和本地载波相乘后得到voltagecontrolledoscillator(VCO)147.2载波同步方法科斯塔斯环法的工作原理（续）经过低通滤波后，它们分别为上面这两个电压再相乘后得到vg经环路滤波器后加

5、到压控振荡器上。当=0时，vg=0，振荡器的控制电压也等于0。ve=0.5m(t)cos()为解调输出电压。loopfilter157.2载波同步方法结论此压控振荡器的输出电压va就是从接收信号中提取的载波，可以用来进行相干接收。e点电压ve就是解调输出电压，因为它近似等于m(t)/2。优缺点：不需要平方电路，它在频率很高时较难实现。若要求得到最佳性能，则需要两路低通滤波器的性能完全一致，这对于模拟电路来说较难做到，但是若用数字电路则不难做到。仍存在相位模糊问题。coherentreceiver167.2载波同步方法从多进制数字键控信号中提取载频以QPSK信号为例，设QPSK信号的

6、表表达式为对s(t)平方后，得到对于先验等概率的QPSK信号，上式中的“”号表示其中的20分量的平均功率等于零，即其频谱中没有20的分量。因此，需要滤除其中的直流分量后，再次平方。phaseambiguity177.2载波同步方法从多进制数字键控信号中提取载频（续）滤除直流分量后，再次平方，得到上式中含有4f0的分量。将它滤出并4分频，即可得到载频f0分量。187.2载波同步方法QPSK信号提取载频的科斯塔斯环原理方框图s(t)/4移相压控振荡环路滤波解调输出/2移相3/4移相低通低通低通低通197.2载波同步方法载波同步精度分析两种相位误差由电路参量引起的恒定误差；由噪声

7、引起的随机误差。恒定误差由滤波器引起的附加相移误差由锁相环稳态相位误差引起的误差随机误差由信道中的噪声引起的相位误差207.2载波同步方法同步的建立时间和保持时间同步建立时间从开始接收到信号或从系统失步状态到提取出稳定的载频所需要的时间。同步检的时间越短越好。同步保持时间从开始失去信号到失去载频同步的时间。同步保持时间越长越好。以上两者是相互矛盾的。217.2载波同步方法载波同步误差对2PSK信号误码率的影响相位误差包括两部分：＝＋