(樊昌信第七版)通原第13章

1、1通信原理2通信原理第第13 同步原理同步原理3第第13章章 同步原理同步原理l13.1 概述概述 数字通信系统中的同步种类：载波同步、数字通信系统中的同步种类：载波同步、码元同步、群同步和网同步。码元同步、群同步和网同步。 载波同步载波同步：又称载波恢复。：又称载波恢复。(模拟通信和数字通信模拟通信和数字通信都需要）都需要）u目的：在接收设备中产生一个和接收信号的载波目的：在接收设备中产生一个和接收信号的载波同同频频、同相同相的本地振荡，用于相干解调。的本地振荡，用于相干解调。u方法：方法：接收信号中有载频分量时：需要调整其相位。接收信号中有载频分量时：需要调整其相位。接收信号中无载频分量时

2、：需从信号中提取载波，接收信号中无载频分量时：需从信号中提取载波，或插入辅助同步信息。或插入辅助同步信息。4第第13章章 同步原理同步原理码元同步码元同步：又称时钟同步或时钟恢复。：又称时钟同步或时钟恢复。 对于二进制信号，又称对于二进制信号，又称位同步位同步。u目的：得知每个接收码元准确的起止时刻，以便决目的：得知每个接收码元准确的起止时刻，以便决定积分和判决时刻。定积分和判决时刻。u方法：从接收信号中获取同步信息，由其产生一时方法：从接收信号中获取同步信息，由其产生一时钟脉冲序列，使后者和接收码元起止时刻保持正确钟脉冲序列，使后者和接收码元起止时刻保持正确关系。或插入辅助同步信息。关系。或

3、插入辅助同步信息。群同步群同步：又称帧同步。：又称帧同步。u目的：将接收码元正确分组。目的：将接收码元正确分组。u方法：通常需要在发送信号中周期性地插入一个同方法：通常需要在发送信号中周期性地插入一个同 步码元，标示出分组位置。步码元，标示出分组位置。网同步网同步：使通信网中各站点时钟之间保持同步。：使通信网中各站点时钟之间保持同步。 565.2.4 载波同步方法载波同步方法v载波同步是数字通信中一个十分重要的问题。当采用相干检载波同步是数字通信中一个十分重要的问题。当采用相干检测时，接收端需要提供一个与发送端调制载波完全同频同相测时，接收端需要提供一个与发送端调制载波完全同频同相的相干载波（

4、本地载波）。获取相干载波的过程称之为载波的相干载波（本地载波）。获取相干载波的过程称之为载波同步。同步。v如欲在接收端直接产生与发送端完全同频同相的相干载波受如欲在接收端直接产生与发送端完全同频同相的相干载波受到两个不确定因素的影响：其一，发送端载频振荡器的频率到两个不确定因素的影响：其一，发送端载频振荡器的频率漂移，使得发送信号的标称载频与实际载频不同；其二，即漂移，使得发送信号的标称载频与实际载频不同；其二，即使发送端的标称载频与实际信号载频相同，但在传输过程中使发送端的标称载频与实际信号载频相同，但在传输过程中载频会受到信道中噪声的干扰而发生偏移。这两个因素对于载频会受到信道中噪声的干扰

5、而发生偏移。这两个因素对于接收者而言都是未知的，因此，接受端无法预先提供相干载接收者而言都是未知的，因此，接受端无法预先提供相干载波。在实际的通信系统中，接收端需要从接收信号中提取相波。在实际的通信系统中，接收端需要从接收信号中提取相干载波。干载波。7载波提取方法一般分为两类载波提取方法一般分为两类:插入导频法和直接法。插入导频法和直接法。 插入导频法插入导频法:在发送有用信号的同时，在适当的频在发送有用信号的同时，在适当的频谱位置插入一个或多个导频信号，接收端根据导谱位置插入一个或多个导频信号，接收端根据导频信号产生相干载波。频信号产生相干载波。 直接法又称自同步法直接法又称自同步法，它不需

6、要发送端发送额外，它不需要发送端发送额外的导频信号，直接从接收信号中提取相干载波。的导频信号，直接从接收信号中提取相干载波。 8插入导频法插入导频法v插入导频法适用于接收信号中不含载频分量插入导频法适用于接收信号中不含载频分量或者难于提取载频分量的场合。例如，抑制或者难于提取载频分量的场合。例如，抑制载波的双边带信号，载波的双边带信号， 0 0，1 1等概的数字相移键等概的数字相移键控信号，单边带信号。控信号，单边带信号。9图图5.2-16在抑制载波的双边带信号中插入导频在抑制载波的双边带信号中插入导频 10图图5.2-17 5.2-17 在抑制载波的双边带信号中插入导频在抑制载波的双边带信号

7、中插入导频的原理框图的原理框图tattmatctmtctxccccesincos)()()()()(11图图5.2-18 在抑制载波的双边带信号中在抑制载波的双边带信号中提取导频的原理框图提取导频的原理框图1213直接法直接法v所谓直接法就是在发送端不发送导频信号，所谓直接法就是在发送端不发送导频信号，接收端直接从接收信号中提取相干载波。如接收端直接从接收信号中提取相干载波。如果接收信号的频谱中含有载频分量，则很容果接收信号的频谱中含有载频分量，则很容易实现。当接收信号中不包含载频分量时，易实现。当接收信号中不包含载频分量时，如抑制载波的双边带信号，则需要接收信号如抑制载波的双边带信号，则需要

8、接收信号进行非线性变换，使其产生与调制载波相关进行非线性变换，使其产生与调制载波相关的频谱分量，然后再从中提取载频分量。的频谱分量，然后再从中提取载频分量。 14平方变换法平方变换法平方变换法提取载波的原理平方变换法提取载波的原理(图图5.219） c( )( )cosx tm tt=1)(tm若基带信号若基带信号 222( )( )( )cos11cos222ccy tx tm tttww=+22222( )( )( )cos( )1( )cos222ccy tx tm ttm tm ttww=+则则15平方环法提取载波原理（图平方环法提取载波原理（图5.2-20) 16第第13章章 同步原

9、理同步原理p锁相环原理方框图：锁相环原理方框图：环路滤波器环路滤波器压控振荡器压控振荡器输出导频输出导频输入信号输入信号图图13-1 锁相环原理方框图锁相环原理方框图鉴相器鉴相器17第第13章章 同步原理同步原理此方案的缺点：此方案的缺点：1、相位含糊性相位含糊性：2分频器的输出电压有相差分频器的输出电压有相差180 的两种可的两种可能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随机初始状能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随机初始状态。采用态。采用2DPSK体制可以避免此缺点的影响。体制可以避免此缺点的影响。2、错误锁定错误锁定：平方后的接收电压中有可能存在其他的离：平方后的接收电压中有可能存

10、在其他的离散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。解决这个问散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。解决这个问题的办法是降低环路滤波器的带宽。题的办法是降低环路滤波器的带宽。18第第13章章 同步原理同步原理p科斯塔斯环法科斯塔斯环法：又称同相正交环法或边环法。：又称同相正交环法或边环法。原理方框图原理方框图： 图图13-3 科斯塔斯环法原理方框图科斯塔斯环法原理方框图90 相移相移环路滤波环路滤波压控振荡压控振荡s(t)载频载频输出输出低低 通通低低 通通 解调解调输出输出 abcdefg19第第13章章 同步原理同步原理工作原理工作原理a点的压控振荡电压为：点的压控振荡电压为：b点的压控振

11、荡电压为：点的压控振荡电压为：c点的电压：点的电压：d点的电压：点的电压：e点的电压：点的电压：f点的电压：点的电压：g点的电压：点的电压：上式中的上式中的( - )是压控振荡电压和接收载波相位之差。是压控振荡电压和接收载波相位之差。 )cos(tvca)sin(tvcb)2cos()cos()(21)cos()cos()(ttmtttmvcccc)2sin()sin()(21)sin()cos()(ttmtttmvcccd)cos()(21tmve)sin()(21tmvf)(2sin)(812tmvvvfeg20第第13章章 同步原理同步原理将将m(t) = 1代入上式，并考虑到当代入上式

12、，并考虑到当( - )很小时，很小时，sin( - ) ( - )，则上式变为，则上式变为电压电压vg 通过环路滤波器，控制压控振荡器的振荡频率。通过环路滤波器，控制压控振荡器的振荡频率。这个电压控制压控振荡器的输出电压相位，使这个电压控制压控振荡器的输出电压相位，使( - )尽可能尽可能地小。当地小。当 时，时，vg = 0 。 压控振荡器的输出电压压控振荡器的输出电压va 就是科斯塔斯环提取出的载波。就是科斯塔斯环提取出的载波。 )(2sin)(812tmvvvfeg)(41gv21第第13章章 同步原理同步原理由上式可见，当由上式可见，当( - )很小时，除了差一个常数因子外，电很小时，

13、除了差一个常数因子外，电压压ve 就近似等于解调输出电压就近似等于解调输出电压m(t)。所以。所以科斯塔斯环本身科斯塔斯环本身就同时兼有提取相干载波和相干解调就同时兼有提取相干载波和相干解调的功能。的功能。优缺点优缺点：1、不需要对接收信号作平方运算，工作频率较低。不需要对接收信号作平方运算，工作频率较低。2、为了得到科斯塔斯环法在理论上给出的性能，要为了得到科斯塔斯环法在理论上给出的性能，要求两路低通滤波器的性能完全相同。求两路低通滤波器的性能完全相同。3、由锁相环原理可知，锁相环在、由锁相环原理可知，锁相环在( - )值接近值接近0的稳的稳定点有两个，在定点有两个，在( - )等于等于0和

14、和 处。所以，科斯塔斯处。所以，科斯塔斯环法提取出的载频也存在相位含糊性。环法提取出的载频也存在相位含糊性。)cos()(21tmve22第第13章章 同步原理同步原理n13.2.3 载波同步的性能载波同步的性能u相位误差相位误差p相位误差的种类相位误差的种类恒定误差：由电路参量引起的恒定误差：由电路参量引起的随机误差：由噪声引起的随机误差：由噪声引起的p恒定误差分析：恒定误差分析：当提取载波电路中存在窄带滤波器时，若其中心频当提取载波电路中存在窄带滤波器时，若其中心频率率fq和载波频率和载波频率f0不相等，存在频率偏差不相等，存在频率偏差 f，则载波，则载波通过它时会有附加相移。设此窄带滤波

15、器由一个单通过它时会有附加相移。设此窄带滤波器由一个单谐振电路组成，则由其引起的附加相移等于谐振电路组成，则由其引起的附加相移等于由上式可见，电路的由上式可见，电路的Q值越大，附加相移也成比例地值越大，附加相移也成比例地增大。增大。 qffQ223第第13章章 同步原理同步原理当提取载频的电路中采用锁相环时，若锁相环工作在稳当提取载频的电路中采用锁相环时，若锁相环工作在稳态，压控振荡电压的频率态，压控振荡电压的频率f0应当和信号载频应当和信号载频fc相同，并且相同，并且其相位误差应当很小。设锁相环压控振荡电压的稳态相其相位误差应当很小。设锁相环压控振荡电压的稳态相位误差为位误差为，则有，则有式

16、中，式中， f 是是fc和和 f0之差，而之差，而Kd为锁相环路直流增益。为锁相环路直流增益。为了减小误差为了减小误差，由上式可见，应当尽量增大环路的增，由上式可见，应当尽量增大环路的增益益Kd。dKf24第第13章章 同步原理同步原理p随机误差分析随机误差分析设这种相位误差为设这种相位误差为 n，它是由窄带高斯噪声引起的，所以是，它是由窄带高斯噪声引起的，所以是一个随机量。当大信噪比时，此随机相位误差一个随机量。当大信噪比时，此随机相位误差 n的概率密度的概率密度函数近似为函数近似为所以，在所以，在 n = 0附近，对于大的附近，对于大的r，f ( n)可以写为可以写为我们知道，均值为我们知

17、道，均值为0的正态分布的概率密度函数表示式为的正态分布的概率密度函数表示式为rerfnrnnn5 . 2cos1,cos)(2sin1cos5 . 2, 0)(nnrf2)(nrnerf25第第13章章 同步原理同步原理参照上式正态分布概率密度的形式，参照上式正态分布概率密度的形式， f ( n)的公式可以改写的公式可以改写为为故此随机相位误差故此随机相位误差 n的方差与信号噪声功率比的方差与信号噪声功率比r的关系为的关系为所以，当大信噪比时，所以，当大信噪比时，由窄带高斯噪声引起的随机相位误差由窄带高斯噪声引起的随机相位误差的方差大小直接和信噪比成反比的方差大小直接和信噪比成反比。我们常将此

18、随机相位误差。我们常将此随机相位误差 n的标准偏差称为相位抖动，并记为的标准偏差称为相位抖动，并记为 。22221)(xexfrnnerf21222121)(rn21226第第13章章 同步原理同步原理p在提取载频电路中的窄带滤波器对于信噪比有直接的影响。在提取载频电路中的窄带滤波器对于信噪比有直接的影响。对于给定的噪声功率谱密度，窄带滤波器的通频带越窄，使对于给定的噪声功率谱密度，窄带滤波器的通频带越窄，使通过的噪声功率越小，信噪比就越大，这样随机相位误差越通过的噪声功率越小，信噪比就越大，这样随机相位误差越小。另一方面，通频带越窄，要求滤波器的小。另一方面，通频带越窄，要求滤波器的Q值越大

19、，则恒值越大，则恒定相位误差定相位误差越大。所以，越大。所以，恒定相位误差和随机相位误差对恒定相位误差和随机相位误差对于于Q值的要求是矛盾的值的要求是矛盾的。27第第13章章 同步原理同步原理u同步建立时间和保持时间同步建立时间和保持时间p同步建立时间：从开始接收到信号（或从系统失步状态）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。到提取出稳定的载频所需要的时间。显然我们要求此时间越短越好。在同步建立时间内，由显然我们要求此时间越短越好。在同步建立时间内，由于相干载频的相位还没有调整稳定，所以不能正确接收于相干载频的相位还没有调整稳定，所以不能正确接收码元

20、。码元。p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：从开始失去信号到失去载频同步的时间。显然希望此时间越长越好。长的同步保持时间有可能使显然希望此时间越长越好。长的同步保持时间有可能使信号短暂丢失时，或接收断续信号时，不需要重新建立信号短暂丢失时，或接收断续信号时，不需要重新建立同步，保持连续提供稳定的本地载频。同步，保持连续提供稳定的本地载频。28第第13章章 同步原理同步原理p同步建立时间和保持时间的关系同步建立时间和保持时间的关系在同步电路中的低通滤波器和环路滤波器都是通频带很窄的在同步电路中的低通滤波器和环路滤波器都是通频带很窄的电路。一个滤波器的通频带越窄，其惰

21、性越大。当在其输入电路。一个滤波器的通频带越窄，其惰性越大。当在其输入端加入一个正弦振荡时，它输出端振荡的建立时间越长；当端加入一个正弦振荡时，它输出端振荡的建立时间越长；当输入振荡截止时，输出端振荡的保持时间也越长。显然，这输入振荡截止时，输出端振荡的保持时间也越长。显然，这个特性和我们对于同步性能的要求是相左的，即个特性和我们对于同步性能的要求是相左的，即建立时间短建立时间短和保持时间长是互相矛盾和保持时间长是互相矛盾的要求。在设计同步系统时只能折的要求。在设计同步系统时只能折中处理。中处理。29第第13章章 同步原理同步原理u载波同步误差对解调信号的影响载波同步误差对解调信号的影响p载波

22、同步的相位误差：包括两部分恒定误差载波同步的相位误差：包括两部分恒定误差和和随机误随机误差（相位抖动）差（相位抖动） ，现在将其写为：现在将其写为： p相位误差对于相位误差对于2PSK信号误码率的影响：信号误码率的影响：由科斯塔斯环的输出电压由科斯塔斯环的输出电压可知，其中可知，其中( - )为相位误差，为相位误差，ve即解调输出电压，而即解调输出电压，而cos( - )就是由于就是由于相位误差引起的解调信号电压下降相位误差引起的解调信号电压下降。因此信号噪声功率比因此信号噪声功率比r下降至下降至cos2( - )倍。将它代入误码倍。将它代入误码率公式，得到相位误差为率公式，得到相位误差为(

23、- )时的误码率等于时的误码率等于式中，式中，r为信号噪声功率比。为信号噪声功率比。)cos()(21tmve)cos(21rerfcPe303132l载波同步误差对解调信号的影响：载波同步误差对解调信号的影响：l对于单路调制信号，主要引起接收信号幅对于单路调制信号，主要引起接收信号幅度下降（导致接收信噪比下降，误码率上度下降（导致接收信噪比下降，误码率上升）。升）。l对于正交调制信号（如对于正交调制信号（如QAM信号），有两信号），有两个方面的影响个方面的影响（1）接收信号幅度下降。）接收信号幅度下降。l（2）产生交叉干扰。）产生交叉干扰。33第第13章章 同步原理同步原理l13.3 码元同

24、步码元同步u码元同步目的：准确的时刻对接收码元进行判决，码元同步目的：准确的时刻对接收码元进行判决，以及对接收码元能量正确积分。以及对接收码元能量正确积分。u码元同步方法：从接收码元的起止时刻产生一个码码元同步方法：从接收码元的起止时刻产生一个码元同步脉冲序列，或称定时脉冲序列。元同步脉冲序列，或称定时脉冲序列。u码元同步方法分类：码元同步方法分类：p外同步法：它是一种利用辅助信息同步的方法，需外同步法：它是一种利用辅助信息同步的方法，需要在信号中另外加入包含码元定时信息的导频或数要在信号中另外加入包含码元定时信息的导频或数据序列。据序列。p自同步法，它不需要辅助同步信息，直接从信息码自同步法

25、，它不需要辅助同步信息，直接从信息码元中提取出码元定时信息。显然，这种方法要求在元中提取出码元定时信息。显然，这种方法要求在信息码元序列中含有码元定时信息。信息码元序列中含有码元定时信息。 34第第13章章 同步原理同步原理n 13.3.1 外同步法外同步法u常用的外同步法：于发送信号中插入频率为码元速率（常用的外同步法：于发送信号中插入频率为码元速率（1/T）或码元速率的倍数的同步信号。在接收端利用一个窄带滤波或码元速率的倍数的同步信号。在接收端利用一个窄带滤波器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。 u优缺点：优点是设备较简单；缺点是需要占用一定的频带宽

26、优缺点：优点是设备较简单；缺点是需要占用一定的频带宽带和发送功率。带和发送功率。 u插入码元同步信号的方法插入码元同步信号的方法p时域：时域：连续插入连续插入增加增加“同步头同步头” p频域：频域：在信息码元频谱之外占用一段频谱用于传输同步信息在信息码元频谱之外占用一段频谱用于传输同步信息利用信息码元频谱中的利用信息码元频谱中的“空隙空隙”处，插入同步信息处，插入同步信息u外同步法目前采用不多。外同步法目前采用不多。35第第13章章 同步原理同步原理n 13.3.2 自同步法自同步法u自同步法分类：自同步法分类：p开环同步法：由于二进制等先验概率的不归零码元序列开环同步法：由于二进制等先验概率

27、的不归零码元序列中没有离散的码元速率频谱分量，故需要在接收时对其中没有离散的码元速率频谱分量，故需要在接收时对其进行某种非线性变换，才能使其频谱中含有离散的码元进行某种非线性变换，才能使其频谱中含有离散的码元速率频谱分量，并从中提取码元定时信息。速率频谱分量，并从中提取码元定时信息。 p闭环同步法：用比较本地时钟周期和输入信号码元周期闭环同步法：用比较本地时钟周期和输入信号码元周期的方法，将本地时钟锁定在输入信号上。的方法，将本地时钟锁定在输入信号上。 36第第13章章 同步原理同步原理u开环码元同步法开环码元同步法p延迟相乘法原理方框图延迟相乘法原理方框图p相乘器输入和输出的波形：相乘器输入

28、和输出的波形：延迟相乘后码元波形的后一延迟相乘后码元波形的后一半永远是正值；而前一半则半永远是正值；而前一半则当输入状态有改变时为负值。当输入状态有改变时为负值。因此，变换后的码元序列的因此，变换后的码元序列的频谱中就产生了码元速率的频谱中就产生了码元速率的分量。分量。p延迟时间等于码元时间一半延迟时间等于码元时间一半时，码元速率分量最强。时，码元速率分量最强。c延迟延迟T/2ab放大限幅放大限幅窄带滤波窄带滤波(c)(b)(a)37第第13章章 同步原理同步原理p微分整流法原理微分整流法原理p同步误差同步误差若窄带滤波器的带宽等于若窄带滤波器的带宽等于1/KT，其中，其中K为一个常数，则提取

29、为一个常数，则提取同步的时间误差比例为：同步的时间误差比例为： T 码元持续时间；码元持续时间； Eb 码元能量；码元能量； n0 单边噪声功率谱密度。单边噪声功率谱密度。只要接收信噪比大，上述方案能保证足够准确的码元同步。只要接收信噪比大，上述方案能保证足够准确的码元同步。低低 通通微微 分分整整 流流窄带滤波窄带滤波放大限幅放大限幅0/33. 0nKETb18, 50KnEb式中，式中， 同步误差时间的均值；同步误差时间的均值；38第第13章章 同步原理同步原理u闭环码元同步法闭环码元同步法p基本原理：将接收信号和本地产生的码元定时信号相比基本原理：将接收信号和本地产生的码元定时信号相比较

30、，使本地产生的定时信号和接收码元波形的转变点保较，使本地产生的定时信号和接收码元波形的转变点保持同步。这种方法类似载频同步中的锁相环法。持同步。这种方法类似载频同步中的锁相环法。p“超前超前/滞后门滞后门”同步器：同步器：原理方框图原理方框图超前门超前门滞后门滞后门环路滤波环路滤波| | | +压控振荡压控振荡+-u1u2|u1|u2|e=|u2|-|u1|m(t)门波形产生门波形产生dTdt0Tddt39第第13章章 同步原理同步原理工作原理工作原理Tdd+1-1超前门超前门滞后门滞后门(a) 同步状态同步状态(b) 超前状态超前状态d+ +1-1超前门超前门滞后门滞后门T2 积分时间积分时

31、间40第第13章章 同步原理同步原理p存在的问题和解决办法存在的问题和解决办法在上面讨论中已经假定接收信号中的码元波形有突跳边在上面讨论中已经假定接收信号中的码元波形有突跳边沿。若它没有突跳边沿，则无论有无同步时间误差，超沿。若它没有突跳边沿，则无论有无同步时间误差，超前门和滞后门的积分结果总是相等，这样就没有误差信前门和滞后门的积分结果总是相等，这样就没有误差信号去控制压控振荡器，故不能使用此法取得同步。这个号去控制压控振荡器，故不能使用此法取得同步。这个问题在所有自同步法的码元同步器中都存在，在设计时问题在所有自同步法的码元同步器中都存在，在设计时必须加以考虑。此外，由于两个支路积分器的性

32、能也不必须加以考虑。此外，由于两个支路积分器的性能也不可能做得完全一样。这样将使本来应该等于零的误差值可能做得完全一样。这样将使本来应该等于零的误差值产生偏差；当接收码元序列中较长时间没有突跳边沿时，产生偏差；当接收码元序列中较长时间没有突跳边沿时，此误差值偏差持续地加在压控振荡器上，使振荡频率持此误差值偏差持续地加在压控振荡器上，使振荡频率持续偏移，从而会使系统失去同步。续偏移，从而会使系统失去同步。为了使接收码元序列中不会长时间地没有突跳边沿，可为了使接收码元序列中不会长时间地没有突跳边沿，可以在发送时对基带码元的传输码型作某种变换，例如改以在发送时对基带码元的传输码型作某种变换，例如改用

33、用HDB3码，或用扰乱技术，使发送码元序列不会长时码，或用扰乱技术，使发送码元序列不会长时间地没有突跳边沿。间地没有突跳边沿。 41第第13章章 同步原理同步原理n13.3.3 码元同步误差对于误码率的影响码元同步误差对于误码率的影响在用匹配滤波器或相关器接收码元时，其积分器的积分时在用匹配滤波器或相关器接收码元时，其积分器的积分时间长短直接和信噪比间长短直接和信噪比Eb/n0有关。若积分区间比码元持续时有关。若积分区间比码元持续时间短，则积分的码元能量间短，则积分的码元能量Eb显然下降，而噪声功率谱密度显然下降，而噪声功率谱密度n0却不受影响。在相邻码元有突变边沿时，若码元同步时却不受影响。

34、在相邻码元有突变边沿时，若码元同步时间误差为间误差为 ，则积分时间将损失，则积分时间将损失2 ，积分得到的码元能量将，积分得到的码元能量将减小为减小为Eb(1-2 /T)；在相邻码元没有突变边沿时，则积分时；在相邻码元没有突变边沿时，则积分时间没有损失。对于等概率随机码元信号，有突变的边沿和间没有损失。对于等概率随机码元信号，有突变的边沿和无突变的边沿各占无突变的边沿各占1/2。以等概率。以等概率2PSK信号为例，其最佳误信号为例，其最佳误码率为：码率为：故在有相位误差时的平均误码率为故在有相位误差时的平均误码率为021nEerfcPbeTnEerfcnEerfcPbbe2141410042第

35、第13章章 同步原理同步原理l13.4 群同步群同步n13.4.1 概述概述u群同步码的种类：群同步码的种类：p集中插入集中插入适用于要求快速建立同步的地方，或间断传输信息适用于要求快速建立同步的地方，或间断传输信息并且每次传输时间很短的场合。并且每次传输时间很短的场合。 信息码组信息码组同步码组同步码组信息码组信息码组信息码组信息码组信息码组信息码组同步码组同步码组同步码组同步码组43TS16信令信令偶帧偶帧TS0* 1A1 1 1 1 1帧同步码帧同步码奇帧奇帧TS0* 0 0 1 1 0 1 1话路话路(CH1 CH15)话路话路(CH16 CH30)125 s16帧帧1复帧复帧16帧帧

36、32个时隙个时隙F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12F13F14F158 bit CH30(1 bit = 488.3ns)8 bit(1 bit = 488.3ns)保留保留TS10TS12TS14TS16TS18TS9TS11TS13TS15TS17TS4TS6TS2TS0TS8TS5TS7TS3TS1TS20TS22TS28TS26TS24TS30TS19TS21TS23TS29TS27TS25TS31第第9章模拟信号的数字传输章模拟信号的数字传输uE体系的一次群结构体系的一次群结构44第第13章章 同步原理同步原理p分散插入分散插入适用于连续传输信息之处，例如数字

37、电话系统中。适用于连续传输信息之处，例如数字电话系统中。信息码组信息码组信息码组信息码组信息码组信息码组同步码元同步码元同步码元同步码元同步码组同步码组同步码元同步码元同步码元同步码元45第第13章章 同步原理同步原理u同步电路的状态：同步电路的状态：p捕捉态：在捕捉态时，确认搜索到群同步码的条件必须规捕捉态：在捕捉态时，确认搜索到群同步码的条件必须规定得很高，以防发生假同步。定得很高，以防发生假同步。p保持态：一旦确认达到同步状态后，系统转入保持态。在保持态：一旦确认达到同步状态后，系统转入保持态。在保持态下，仍须不断监视同步码的位置是否正确。但是，保持态下，仍须不断监视同步码的位置是否正确

38、。但是，这时为了防止因为噪声引起的个别错误导致认为失去同步，这时为了防止因为噪声引起的个别错误导致认为失去同步，应该降低判断同步的条件，以使系统稳定工作。应该降低判断同步的条件，以使系统稳定工作。46第第13章章 同步原理同步原理n13.4.2 集中插入法：又称连贯式插入法。集中插入法：又称连贯式插入法。u原理：。采用特殊的群同步码组，集中插入在信息码原理：。采用特殊的群同步码组，集中插入在信息码组的前头，使得接收时能够容易地立即捕获它。因此，组的前头，使得接收时能够容易地立即捕获它。因此，要求群同步码的自相关特性曲线具有尖锐的单峰，以要求群同步码的自相关特性曲线具有尖锐的单峰，以便容易地从接

39、收码元序列中识别出来。便容易地从接收码元序列中识别出来。 u局部自相关函数定义：设有一个码组，它包含局部自相关函数定义：设有一个码组，它包含N个码元，个码元，则其局部自相关函数等于则其局部自相关函数等于式中，式中，N为码组中的码元数目；为码组中的码元数目； xi = +1或或 -1，当，当1 i N； xi = 0， 当当1 i 和和i N。jNijiixxjR1)()1 (Ni 整数）j (47第第13章章 同步原理同步原理显然可见，当显然可见，当j = 0时，时，若一个码组的自相关函数仅在若一个码组的自相关函数仅在R(0)处出现峰值，其他处的处出现峰值，其他处的R(j)值均很小，则可以用求自相关函数的方法寻