第七章++同步原理.ppt

1 第七章同步原理 2 主要内容 7 1概述7 2载波同步7 3位同步7 4桢同步 3 7 1概述 同步 载波同步位同步 是数字通信系统中特有的问题 桢同步 群同步 网同步 4 同步 外同步法 在发送信号中加入一定形式的同步信号 以利于接收端对所需同步信息的提取 自同步法 在接收端直接从信号中设法提取所需的同步信息 其同步提取电路通常由非线性变换电路与锁相环路构成 5 7 2载波同步 外同步法 插入导频法 6 7 8 9 10 自同步法 11 基本锁相环输入 VCO输出电压 12 鉴相器输出误差控制电压 鉴相器输出电压 环路相位误差 13 14 15 Coatas环 同相 正交环 16 17 7 3位同步 BitSynchronization 7 3 1概述 数字通信中异步传输与同步传输数字通信中对于码元的传输通常采用的两种形式 1 异步传输 AsynchronousTransmission 2 同步传输 SynchronousTransmission 18 19 无论是异步传输还是同步传输 数字通信总是一种按照特定 节拍 传输信息的通信方式 同步在数字通信中的作用非常重要 总体上讲 同步传输比异步传输的性能高 20 7 3 2位同步原理 外同步法自同步法 21 位同步的作用 在数字同步通信系统中 同步 的要求之一就是要求收发双方严格按照发送端码时钟频率对码元序列中逐个码元接收判决 从而做到逐数据帧地进行接收 位同步是最基本的同步形式 同步通信系统如果不能实现位同步 将不可能实现其他形式同步 如帧同步 22 位同步提取的发送端码时钟频率信号基本用于对基带信号进行抽样的 抽样脉冲 以及数据流的位移时钟信号 甚至可以经过分频作为帧频率信号 位同步过程就是通过 位同步电路 从接收信号序列中提取发送端码时钟频率的过程 23 问题 1 数字基带信号含有位同步信息 可直接用基本锁相环提取位同步信息 供取样判决器使用 2 数字基带信号功率谱中不含位定时离散谱 24 位同步环 位同步电路常常用锁相环路实现 故位同步电路常称为位同步环 若接收信号序列是NRZ码序列 其功率谱中没有码时钟频率的离散谱分量 用基本锁相环是不能直接提取出码时钟频率信号的 25 位同步环与基本锁相环的不同点体现在 1 位同步环可以将NRZ码变为RZ码 从而产生出码时钟频率的离散谱 然后进行频率提取 2 位同步环中的锁相环部分往往采用 全数字环 26 27 28 2 工作原理假设环路中分频器的分频比为n 4 分析调节过程 29 30 随机徘徊数字滤波器 31 随机徘徊滤波器原理 32 位同步环的性能分析 1 1 数字VCO采用步进方式 而不是连续方式调节相位 2 相位最小步进量为 360o n 3 调节中的相位误差同样为 e 360o n 33 2位同步建立时间ts 1 环路每调节一次相位耗时 当输入的NRZ码与位同步信号的相差为180o 时差 环路需要调节的次数最多 从而有最大调节次数为 Nmax 最长调节时差 每次调节耗时 Ts 2 Ts n n 2 34 2 只有输入的NRZ码电平翻转跳变时 VCO才调节一次相位 这就是为什么希望NRZ码不要连码过长的原因 假如 输入NRZ码相邻2个码元为00 01 10 11的概率相等 则统计平均的结果为 平均每隔2Ts时段 NRZ码出现1次电平翻转 即VCO调节1次相位 35 N 环路中分频器的分频比Ts NRZ码的码元周期 同步建立时间为 36 小结 1 如希望尽量减小相位调节误差 则n值越大越好 2 如希望尽量缩短同步建立时间 当NZR码的码速率一定 即Ts一定 则n值越小越好 3 减小相位误差 和 缩短同步建立时间 对于n值的选择是矛盾的 通常必须折中选取n值 4 通常 n值选16或32的比较多见 37 3位同步保持时间tc 38 位同步保持时间 39 7 4桢同步 起止式同步法 40 n位巴克码 x0 x1 xn 1 xi取 1或 1 其局部自相关函数 集中插入法 41 42 分散式插入法 43 桢同步系统性能分析 1漏同步概率PM 2虚同步概率PF 44 3平均同步建