最新现代通信系统原理--第7章-同步系统ppt课件.ppt

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1、现代通信系统原理--第7章-同步系统7.1引言同步：是指收发双方在时间上保持步调一致。同步的分类：载波同步－－同频同相相干载波；位（码元）同步－－节拍一致、相位可调；群同步－－帧同步；点对点网同步（通信网中用）。同步信号来自于接收信号；在通信系统中，通常都是要求同步信息传输的可靠性高于信号传输的可靠性。研究的问题：7.1引言7.2载波同步技术7.3位同步技术7.4群同步技术2.同相正交环法（科斯塔斯环）经低通后：目标：只需证得v7∝θ(载波相位差)。同相载波正交载波双PLL环模型：经低通后的输出分别为：乘法器的输出为：上式可以近似地表示为：注：载波提取、相干解调一次完成！v5;无π相位

2、模糊问题。另：数字通信中经常使用多相移相信号，这类信号同样可以利用多次方变换法从已调信号中提取载波信息。见图7-4。7.2.2插入导频法1、抑制载波的双边带信号中插入导频导频：为“正交载波”－－与加在调制器的那个载波移相90°。模型：数学分析：发端：收端：LPF输出：…2、残留边带信号中插入导频图7-7残留边带信号形插入导频法收端方框图图7-6残留边带信号形成滤波器的传输函数3、时域插入导频法原理：利用PLL的跟踪、记忆、维持功能。7.2.3载波同步系统的性能指标载波同步系统的主要性能包括：效率、精度、同步建立时间和同步保持时间。1、精度精度是指提取的同步载波与载波标准比较，它们之间的

3、相位误差大小。（1）稳态相位误差当利用窄带滤波器提取载波时，假设所用的窄带滤波器为一简单单调谐回路，其Q值一定。那么，当回路的中心频率ω0与载波频率ωc不相等时，就会使输出的载波同步信号引起一稳态相差Δφ。若ω0与ωc之差为Δω，且Δω较小时，可得可见：Q值越高，所引起的稳态相差越大。（2）随机相位误差从物理概念上讲，正弦波加上随机噪声以后，相位变化是随机的，它与噪声的性质和信噪功率比有关。经过分析当噪声为窄带高斯噪声时，随机相位差与信噪功率比之间的关系式为其中：f0回路的中心频率，A接收信号幅度。可见：滤波器的Q值越高，随机相位误差越小。2、同步建立时间和保持时间建立时间保持时间可见

4、：要使建立时间变短，Q值需要减小；要延长保持时间，Q值要求增大，因此这两个参数对Q值的要求是矛盾的。3、两种载波同步方法的比较直接法的优缺点：（1）不占用导频功率，因此信噪功率比可以大一些；（2）防止导频和信号间的互相干扰，也可以防止信道不理想引起导频相位的误差;（3）有的调制系统不能用直接法（如SSB系统）。插入导频法的优缺点；（1）有单独的导频信号，一方面可以提取同步载波，另一方面可以利用它作为自动增益控制；（2）有些不能用直接法提取同步载波的调制系统只能用插入导频法；（2）与直接法比较，在总功率相同条件下实际信噪功率比要小一些。7.3位同步技术要求：与发端节拍一致、相位可调。获取

5、方法：插入导频法（外同步法）、直接法（自同步法）。不专门发送导频，在接收端直接从发送信号中提取载波。7.3.1插入导频法原理：同于载波同步时导频插入法。单/双极性NRZ部分响应系统部分响应系统：7.3.2自同步法当系统的位同步采用自同步方法时，发端不专门发送导频信号，而直接从数字信号中提取位同步信号。自同步法具体又可分为滤波法和锁相法。1、采用滤波法提取位同步波形变换：由微分、整流电路构成。2、采用锁相法提取位同步FnF'F'F'→F本地：超前－－扣除滞后－－添加nF'7.3.3位同步系统的性能指标位同步系统的性能指标除了效率以外，主要有：（1）相位误差（精度）；（2）同步建立时间；（

6、3）同步保持时间；（4）同步带宽。1、相位误差θe由上图可见一个码元周期内由晶振及整形电路来的脉冲数为n个，因此，最大调整相位为：可以看到，随着n的增加，相位误差θe将减小。2、同步建立时间ts定义：失去同步后重建同步最所需的长时间。故同步建立时间为：3、同步保持时间tc系统因为没有输入，使得收端位同步信号的相位就会逐渐发生漂移，时间越长，相位漂移量越大，直至漂移量达到某一准许的最大值，就算失步了。为了使同步建立时间ts减小，要求选用较小的n，这就和相位误差θe对n的要求相矛盾。式中：F0－－收发两端固有码元重复频率的几何平均值；ΔF－－收发两端存在频差。说明：要想延长同步保持时间tc

7、，需要提高收发两端振荡器的频率稳定度。7.4群同步技术前提：已实现位同步。任务：识别出数字信息群的起止时刻，或者说给出每个群的“开头”和“末尾”时刻。实现方法：自同步：利用数据码组本身之间不同的特性来实现。外同步：在数字信息流中插入一些特殊码字作为每个群的头尾标记，接收端据其位置实现群同步。●连贯式插入法●间隔式插入法重点：外同步。7.4.1起止同步法结构：缺点：止脉冲与码元宽度不同，给同步数字传输带来不便；传输效率低：67%。7.4.2连贯式