通信原理第11講11

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1、第十一章同步原理內(nèi)容提要§11.1概述§11.2載波同步§11.3位同步§11.4群同步作業(yè)：1、2、3、4、5、7、8、92§11.1概述￠同步是數(shù)字通信系統(tǒng)，以及某些采用相干解調(diào)的模擬通信系統(tǒng)中一個重要的實際問題?！楸菊轮饕懻撏降幕驹?，實現(xiàn)方法，同步的性能指標及其對通信系統(tǒng)性能的影響?！榘凑胀降淖饔梅譃椋骸檩d波同步￠位同步￠群同步￠網(wǎng)同步3載波同步￠載波同步是指在相干解調(diào)時，接收端需要提供一個與接收信號中的調(diào)制載波同頻同相的相干載波?！檫@個載波的獲取稱為載波提取或載波同步?！樵诘?章的模擬調(diào)制以及第7章的數(shù)字調(diào)制學習過程中，我們了解到要想實現(xiàn)相干解調(diào)，必須有相干載波?！檩d

2、波同步是實現(xiàn)相干解調(diào)的先決條件?！槟M通信或數(shù)字通信，相干解調(diào)需要。4位同步￠位同步又稱碼元同步?！樵跀?shù)字通信系統(tǒng)中，任何消息都是通過一連串碼元序列傳送的，所以接收時需要知道每個碼元的起止時刻，以便在恰當?shù)臅r刻進行取樣判決?！檫@就要求接收端必須提供一個位定時脈沖序列，￠該序列的重復頻率與碼元速率相同，￠相位與最佳取樣判決時刻一致?！槲覀儼烟崛∵@種定時脈沖序列的過程稱為位同步?！閿?shù)字通信需要，基帶或頻帶傳輸均需要位同步?！?群同步￠群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有時也稱幀同步?！樵跀?shù)字通信中，信息流是用若干碼元組成一個“字”，又用若干個“字”組成“句”?！樵诮邮者@些數(shù)字信息時，必

3、須知道這些“字”、“句”的起止時刻，否則接收端無法正確恢復信息?！閷τ跀?shù)字時分多路通信系統(tǒng)，如PCM30/32電話系統(tǒng)，各路信碼都安排在指定的時隙內(nèi)傳送，形成一定的幀結構。為了使接收端能正確分離各路信號，在發(fā)送端必須提供每幀的起止標記，在接收端檢測并獲取這一標志的過程，稱為幀同步。￠在接收端產(chǎn)生與“字”、“句”及“幀”起止時刻相一致的定時脈沖序列的過程統(tǒng)稱為群同步?！?網(wǎng)同步￠在獲得了以上討論的載波同步、位同步、群同步之后，兩點間的數(shù)字通信就可以有序、準確、可靠地進行了。￠然而，隨著數(shù)字通信的發(fā)展，尤其是計算機通信的發(fā)展，多個用戶之間的通信和數(shù)據(jù)交換，構成了數(shù)字通信網(wǎng)?！轱@然，為了保證

4、通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地通信和數(shù)據(jù)交換，全網(wǎng)必須有一個統(tǒng)一的時間標準時鐘，這就是網(wǎng)同步的問題。7￠按照獲取和傳輸同步信息方式的不同，又可分為￠外同步法￠自同步法￠外同步法——由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息（常被稱為導頻），接收端把這個導頻提取出來作為同步信號的方法￠自同步法——發(fā)送端不發(fā)送專門的同步信息，接收端設法從收到的信號中提取同步信息的方法￠自同步法是人們最希望的同步方法，因為可以把全部功率和帶寬分配給信號傳輸。在載波同步和位同步中，兩種方法都有采用，但自同步法正得到越來越廣泛的應用。而群同步一般都采用外同步法。8§11.2載波同步￠直接法（自同步法）￠這種方法是設法從接收信號中提取

5、同步載波?！橛行┬盘枺鏒SB-SC、PSK等，它們雖然本身不直接含有載波分量，但經(jīng)過某種非線性變換后，將具有載波的諧波分量，因而可從中提取出載波分量來。￠——平方變換法￠——平方環(huán)法9平方變換法￠設調(diào)制信號m(t)無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號為s(t)=m(t)cosωtmc￠接收端將該信號經(jīng)過非線性變換——平方律器件后得到22112et()[()cos==mttmmω]()t+()tcos2ωtcc22無直流2ω￠若用一窄帶濾波器將頻率分量c濾出，再進行二分頻，就可獲得所需的相干載波￠若m(t)=±1，則抑制載波的雙邊帶信號就成為二相移相信號（2PSK）211e(t)=[m(

6、t)cosωt]=+cos2ωtcc2210平方變換法提取載波11￠在實際中，伴隨信號一起進入接收機的還有加性高斯白噪聲，￠為了改善平方變換法的性能，使恢復的相干載波更為純凈，￠窄帶濾波器常用鎖相環(huán)（PLL）代替，構成平方環(huán)法提取載波。￠由于鎖相環(huán)具有良好的跟蹤、窄帶濾波和記憶功能，平方環(huán)法比一般的平方變換法具有更好的性能。因此，平方環(huán)法提取載波得到了較廣泛的應用。　12平方環(huán)法提取載波vdvt()01322￠2PSK信號平方后得到e(t)=[∑ang(t?nTs)]cosωctn￠設g(t)為矩形脈沖11e(t)=+cos2ωtc22￠假設環(huán)路鎖定，VCO的頻率鎖定在2ωc頻率上，其

7、輸出信號為：v(t)=Asin(2ωt+2θ)0c￠經(jīng)鑒相器（由相乘器和低通濾波器組成）后輸出的誤差電壓為v=Ksin2θdd鑒相靈敏度，是一個常數(shù)￠θ為相位差￠環(huán)路鎖定之后，θ一個很小的量￠因此VCO的輸出經(jīng)過二分頻后，就是所需的相干載波。14￠應當注意，載波提取的方框圖中用了一個二分頻電路.￠由于分頻起點的不確定性，使其輸出的載波相對于接收信號相位有180o的相位模糊?！椤诸l也分相￠相位模糊對模擬通信關系不大，因為人耳聽不出相位的變化。