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1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)原理--第7章-同步系統(tǒng)7.1引言同步：是指收發(fā)雙方在時間上保持步調一致。同步的分類：載波同步－－同頻同相相干載波；位（碼元）同步－－節(jié)拍一致、相位可調；群同步－－幀同步；點對點網同步（通信網中用）。同步信號來自于接收信號；在通信系統(tǒng)中，通常都是要求同步信息傳輸?shù)目煽啃愿哂谛盘杺鬏數(shù)目煽啃浴Ｑ芯康膯栴}：7.1引言7.2載波同步技術7.3位同步技術7.4群同步技術2.同相正交環(huán)法（科斯塔斯環(huán)）經低通后：目標：只需證得v7∝θ(載波相位差)。同相載波正交載波雙PLL環(huán)模型：經低通后的輸出分別為：乘法器的輸出為：上式可以近似地表示為：注：載波提取、相干解調一次完成！v5;無π相位
2、模糊問題。另：數(shù)字通信中經常使用多相移相信號，這類信號同樣可以利用多次方變換法從已調信號中提取載波信息。見圖7-4。7.2.2插入導頻法1、抑制載波的雙邊帶信號中插入導頻導頻：為“正交載波”－－與加在調制器的那個載波移相90°。模型：數(shù)學分析：發(fā)端：收端：LPF輸出：…2、殘留邊帶信號中插入導頻圖7-7殘留邊帶信號形插入導頻法收端方框圖圖7-6殘留邊帶信號形成濾波器的傳輸函數(shù)3、時域插入導頻法原理：利用PLL的跟蹤、記憶、維持功能。7.2.3載波同步系統(tǒng)的性能指標載波同步系統(tǒng)的主要性能包括：效率、精度、同步建立時間和同步保持時間。1、精度精度是指提取的同步載波與載波標準比較，它們之間的
3、相位誤差大小。（1）穩(wěn)態(tài)相位誤差當利用窄帶濾波器提取載波時，假設所用的窄帶濾波器為一簡單單調諧回路，其Q值一定。那么，當回路的中心頻率ω0與載波頻率ωc不相等時，就會使輸出的載波同步信號引起一穩(wěn)態(tài)相差Δφ。若ω0與ωc之差為Δω，且Δω較小時，可得可見：Q值越高，所引起的穩(wěn)態(tài)相差越大。（2）隨機相位誤差從物理概念上講，正弦波加上隨機噪聲以后，相位變化是隨機的，它與噪聲的性質和信噪功率比有關。經過分析當噪聲為窄帶高斯噪聲時，隨機相位差與信噪功率比之間的關系式為其中：f0回路的中心頻率，A接收信號幅度。可見：濾波器的Q值越高，隨機相位誤差越小。2、同步建立時間和保持時間建立時間保持時間可見
4、：要使建立時間變短，Q值需要減??；要延長保持時間，Q值要求增大，因此這兩個參數(shù)對Q值的要求是矛盾的。3、兩種載波同步方法的比較直接法的優(yōu)缺點：（1）不占用導頻功率，因此信噪功率比可以大一些；（2）防止導頻和信號間的互相干擾，也可以防止信道不理想引起導頻相位的誤差;（3）有的調制系統(tǒng)不能用直接法（如SSB系統(tǒng)）。插入導頻法的優(yōu)缺點；（1）有單獨的導頻信號，一方面可以提取同步載波，另一方面可以利用它作為自動增益控制；（2）有些不能用直接法提取同步載波的調制系統(tǒng)只能用插入導頻法；（2）與直接法比較，在總功率相同條件下實際信噪功率比要小一些。7.3位同步技術要求：與發(fā)端節(jié)拍一致、相位可調。獲取
5、方法：插入導頻法（外同步法）、直接法（自同步法）。不專門發(fā)送導頻，在接收端直接從發(fā)送信號中提取載波。7.3.1插入導頻法原理：同于載波同步時導頻插入法。單/雙極性NRZ部分響應系統(tǒng)部分響應系統(tǒng)：7.3.2自同步法當系統(tǒng)的位同步采用自同步方法時，發(fā)端不專門發(fā)送導頻信號，而直接從數(shù)字信號中提取位同步信號。自同步法具體又可分為濾波法和鎖相法。1、采用濾波法提取位同步波形變換：由微分、整流電路構成。2、采用鎖相法提取位同步FnF'F'F'→F本地：超前－－扣除滯后－－添加nF'7.3.3位同步系統(tǒng)的性能指標位同步系統(tǒng)的性能指標除了效率以外，主要有：（1）相位誤差（精度）；（2）同步建立時間；（
6、3）同步保持時間；（4）同步帶寬。1、相位誤差θe由上圖可見一個碼元周期內由晶振及整形電路來的脈沖數(shù)為n個，因此，最大調整相位為：可以看到，隨著n的增加，相位誤差θe將減小。2、同步建立時間ts定義：失去同步后重建同步最所需的長時間。故同步建立時間為：3、同步保持時間tc系統(tǒng)因為沒有輸入，使得收端位同步信號的相位就會逐漸發(fā)生漂移，時間越長，相位漂移量越大，直至漂移量達到某一準許的最大值，就算失步了。為了使同步建立時間ts減小，要求選用較小的n，這就和相位誤差θe對n的要求相矛盾。式中：F0－－收發(fā)兩端固有碼元重復頻率的幾何平均值；ΔF－－收發(fā)兩端存在頻差。說明：要想延長同步保持時間tc
7、，需要提高收發(fā)兩端振蕩器的頻率穩(wěn)定度。7.4群同步技術前提：已實現(xiàn)位同步。任務：識別出數(shù)字信息群的起止時刻，或者說給出每個群的“開頭”和“末尾”時刻。實現(xiàn)方法：自同步：利用數(shù)據碼組本身之間不同的特性來實現(xiàn)。外同步：在數(shù)字信息流中插入一些特殊碼字作為每個群的頭尾標記，接收端據其位置實現(xiàn)群同步。●連貫式插入法●間隔式插入法重點：外同步。7.4.1起止同步法結構：缺點：止脈沖與碼元寬度不同，給同步數(shù)字傳輸帶來不便；傳輸效率低：67%。7.4.2連貫式
