远动监控技术_03B

1、1第三章第三章 远动通信原理和信道远动通信原理和信道第三节第三节 问答式远动规约问答式远动规约2特点特点：主站掌握通信的主动权。：主站掌握通信的主动权。主站：主站：可以按需要可以按需要指定分站指定分站传送某一传送某一个或某种类型的远动数据，传送中个或某种类型的远动数据，传送中有有差错时差错时主站可要求重传。主站可要求重传。分站分站：准备遥测、遥信等数据，以一：准备遥测、遥信等数据，以一定的定的扫描扫描速度来速度来采集采集遥信和遥测等数遥信和遥测等数据，并判别是否有据，并判别是否有遥信变位遥信变位，遥测，遥测越越阈值阈值等情况发生。等情况发生。3与循环式的区别与循环式的区别主站主站：问答式远动：

2、问答式远动主站主站的工作主要是的工作主要是轮流询问轮流询问各个分站，各个分站，并接收分站送来的信息加工处理。并接收分站送来的信息加工处理。和循环式相比和循环式相比主要是增主要是增加了主动轮询各分站的任务加了主动轮询各分站的任务数据采集之后并数据采集之后并不立即发送不立即发送，先行存储，等主站需要时按，先行存储，等主站需要时按规定的格式组装发送。规定的格式组装发送。问答式远动中分站对遥信、遥测分两步：问答式远动中分站对遥信、遥测分两步： 数据准备数据准备，扫描采集实时数据；，扫描采集实时数据； 按主站的要求按主站的要求组装发送组装发送。硬件部分硬件部分：没有实质性的差别（都必须提供数据采集、处：

3、没有实质性的差别（都必须提供数据采集、处理、存储、发送、接收以及输出执行等的物质条件）理、存储、发送、接收以及输出执行等的物质条件）问答式和循环式的问答式和循环式的主要差别主要差别在于在于软件软件，即在于主站和分站，即在于主站和分站之间的对话方之间的对话方 式。式。问答式远动中问答式远动中主站发问主站发问，分站应答。分站应答。4问答式规约的优缺点问答式规约的优缺点问答式规约的问答式规约的优点优点： 允许多个允许多个RTU共用一个通道，适用于各种远动系统共用一个通道，适用于各种远动系统配置模式。配置模式。 可采用变化信息传送策略，提高了数据传送效率。可采用变化信息传送策略，提高了数据传送效率。

4、可采用全双工通道，也可采用半双工通道。可采用全双工通道，也可采用半双工通道。问答式规约的问答式规约的不足不足： 非主动上报规约，数据采集速度慢。非主动上报规约，数据采集速度慢。 对信道的要求较高，可能发生重要信息丢失现象。对信道的要求较高，可能发生重要信息丢失现象。 采用整帧校验方式，一帧信息量较大，出错概率较采用整帧校验方式，一帧信息量较大，出错概率较大。大。 出现出错弃帧情况时，必须经过重新询问，出现出错弃帧情况时，必须经过重新询问，RTU才才重发数据帧。重发数据帧。 适用于多个从站和一个主站间进行数据传输。适用于多个从站和一个主站间进行数据传输。5有关定义和概念有关定义和概念类型和类别类

5、型和类别：类型指数据的不同分类（模拟量、状态量、类型指数据的不同分类（模拟量、状态量、状态变化量、时标量）。类别指数据或信息依不同扫描周状态变化量、时标量）。类别指数据或信息依不同扫描周期进行的划分。期进行的划分。模块模块：一台一台RTU由若干模块构成，每个模块具有特定的由若干模块构成，每个模块具有特定的地址，模块地址通常占一个字节（只用其中低五位表示）。地址，模块地址通常占一个字节（只用其中低五位表示）。帧和报文帧和报文：相同点是它们都封装了数据，并且提供了一相同点是它们都封装了数据，并且提供了一种寻址机制。不同点在于帧在两个共享数据链路的设备间种寻址机制。不同点在于帧在两个共享数据链路的设

6、备间传送数据，而报文通过逻辑通路，或者叫路由，横跨多个传送数据，而报文通过逻辑通路，或者叫路由，横跨多个数据链路来传送数据。数据链路来传送数据。RTU与前置机与前置机之间采用之间采用异步通信方式异步通信方式，字符格式：一位，字符格式：一位起始位，一位停止位，无奇偶校验位，每个字符占八位数起始位，一位停止位，无奇偶校验位，每个字符占八位数据位。据位。6一、一、问答式远动中的帧格式及问答过程问答式远动中的帧格式及问答过程二、我国问答式远动规约简介二、我国问答式远动规约简介三、问答式远动的传输性能三、问答式远动的传输性能7远动中的帧格式远动中的帧格式远动中的信息，不论循环式或问答式，远动中的信息，不

7、论循环式或问答式，通常都通常都以帧为单位以帧为单位进行传输。进行传输。为了保证为了保证可靠可靠、快速快速和和高效高效，帧格式的，帧格式的安排，一般要求：安排，一般要求：81）明确）明确区分一帧的首尾区分一帧的首尾，例如设置帧分界符、，例如设置帧分界符、帧的开始标志、帧长信息、帧的结束标志等。帧的开始标志、帧长信息、帧的结束标志等。2）标明源站或目的站的）标明源站或目的站的地址地址。3）明确各种）明确各种命令命令/响应帧响应帧的的功用功用，规定相应的功，规定相应的功能代码。能代码。4）采用抗干扰）采用抗干扰保护保护。确定发生差错后的重发以。确定发生差错后的重发以及防止帧丢失或重复的措施。及防止帧

8、丢失或重复的措施。5）数据的透明性数据的透明性，对用户数据应不加限制。，对用户数据应不加限制。 6）设置）设置数据流控制数据流控制。避免接受的数据过量而造。避免接受的数据过量而造成溢出。成溢出。7）规定信息的）规定信息的数据格式数据格式。8）减少无效信息，提高传输效率。）减少无效信息，提高传输效率。9FLACIFCC帧分界符帧分界符帧长字段帧长字段控制字段控制字段地址字段地址字段信息字段信息字段帧校验码帧校验码字段字段一般帧结构格式一般帧结构格式帧分界符帧分界符F表明一帧的开始；表明一帧的开始；帧长字段帧长字段L表明本帧的长度；表明本帧的长度；控制字段控制字段C表明本帧信息的特征；表明本帧信息

9、的特征；地址字段地址字段A表明源站或目的站地址；表明源站或目的站地址；信息字段信息字段I安排用户信息；安排用户信息；帧校验码字段帧校验码字段FCC按抗干扰要求可以配置校验码。按抗干扰要求可以配置校验码。一般的帧结构格式一般的帧结构格式10这些字段并非每一帧都必须备齐，如：这些字段并非每一帧都必须备齐，如： 对于固定帧长的帧就毋需帧长字对于固定帧长的帧就毋需帧长字段段 有的响应帧，如肯定确认和否定有的响应帧，如肯定确认和否定确认帧，有时会没有信息字段和校确认帧，有时会没有信息字段和校验码字段。验码字段。11简单的问答过程示例简单的问答过程示例（以遥测遥信为例）（以遥测遥信为例）约定：约定：异步异

10、步通信方式通信方式以以8位位字节为单位。字节为单位。增加增加起始位起始位、停止位停止位和和奇奇偶校验位偶校验位各一位。各一位。每一帧的信息由信息每一帧的信息由信息标题标题、数据段数据段和和校验段校验段三部分组三部分组成。成。12信息标题信息标题说明指令说明指令(命令或响应命令或响应)的性质和功能的性质和功能站地址站地址：l下行信息中：为目的站地址下行信息中：为目的站地址l上行信息中：源站地址上行信息中：源站地址DIR位位表示通信方向：表示通信方向：l下行信息时为下行信息时为1l上行信息时为上行信息时为0REP位位：l为为1时：主站发送的信息与上一次重复。时：主站发送的信息与上一次重复。指令代码

11、指令代码：表明该指令的功能。：表明该指令的功能。l设定指令代码如下表所示。设定指令代码如下表所示。l表中规定了助记符和相应的功能。表中规定了助记符和相应的功能。数据段长度数据段长度N：为数据段的字节数。：为数据段的字节数。13指令代码表指令代码表助记符助记符功能功能DRC发硬件配置数据发硬件配置数据DRF发全部模拟量开关量数据发全部模拟量开关量数据DRX发异常的遥测遥信数据发异常的遥测遥信数据SOE发事件顺序记录数据发事件顺序记录数据DRA发电能累加数据发电能累加数据AFZ累加器数据冻结累加器数据冻结SDB死区整定死区整定ACK肯定性确认肯定性确认NAK否定行确认否定行确认14数据段、校验段数

12、据段、校验段数据段：数据段：各种命令或响应对各种命令或响应对数据段数据段的内容及数据的内容及数据格式等有具体规定格式等有具体规定 在在子站响应子站响应的数据段：一般带有的数据段：一般带有“RTU状态状态”信息，用以向主站报告信息，用以向主站报告RTU各主要部分的工作状各主要部分的工作状态是否正常以及是否有事件顺序记录需要传送等。态是否正常以及是否有事件顺序记录需要传送等。校验段校验段对信息标题和数据段进行监督对信息标题和数据段进行监督 附加的附加的8位校验码与原每一字节所配的奇偶码，位校验码与原每一字节所配的奇偶码，共同组成水平垂直一致校验。共同组成水平垂直一致校验。15主站和子站的问答过程简

13、单示例主站和子站的问答过程简单示例主站的主站的DRC命令命令：请子站发送硬件配置状况的数：请子站发送硬件配置状况的数据；据；子站回送子站回送DRC响应响应：在其数据段中，除一字节：在其数据段中，除一字节的的“RTU状态状态”外，依次报告各槽板配置状况外，依次报告各槽板配置状况的代号，是的代号，是AI板、板、DI板等等。板等等。主站的主站的SDB命令：命令：为子站的模拟量设置死区，每为子站的模拟量设置死区，每块块AI板公用一个死区值。板公用一个死区值。SDB命令中指定槽板号命令中指定槽板号及其死区值。及其死区值。子站对子站对SDB的响应的响应：除方向位：除方向位DIR外，其余和外，其余和主站命令

14、主站命令SDB相同。相同。16SOEDRXDRFSDBDRCDRXSOEDRFSDBDRC主站主站子站子站主站和子站的主站和子站的问答过程简单示例问答过程简单示例主站的主站的DRF命令命令：请子站发：请子站发送全部送全部AI和和DI数据。数据。子站响应子站响应的数据段中，的数据段中，除除“RTU状态状态”外，依外，依次传送各次传送各AI和和DI的数据，的数据，但不带槽板号和点号。但不带槽板号和点号。17主站的主站的DRX命令命令请子站发送异常数据。请子站发送异常数据。子站的响应：子站的响应：“RTU状态状态”，传送数据已有变，传送数据已有变动的动的AI和和DI当前值，并带有槽板号和点号。当前值

15、，并带有槽板号和点号。当主站从子站送来的当主站从子站送来的“RTU状态状态”中获知子站有中获知子站有事件顺序记录时可发事件顺序记录时可发SOE命令。命令。子站响应子站响应SOE时，数据段中，除时，数据段中，除“RTU状态状态”外，将开关变位的时间、变位开关号以及当前外，将开关变位的时间、变位开关号以及当前的状态等依次逐一发送。的状态等依次逐一发送。18一、问答式远动中的帧格式及问答过程一、问答式远动中的帧格式及问答过程二、二、我国问答式远动规约简介我国问答式远动规约简介三、问答式远动的传输性能三、问答式远动的传输性能19 问答式远动中问答式远动中发动通信发动通信的的主动权主动权在在主主站站，主

16、站可以要求分站传送某一个或某种类，主站可以要求分站传送某一个或某种类型的远动数据。型的远动数据。分站分站接到命令后就按要求组接到命令后就按要求组织好数据再发往主站。织好数据再发往主站。 为了提高效率，通常为了提高效率，通常遥信遥信采用采用变位传变位传送送，遥测采用越阀值，即越死区传送，因此，遥测采用越阀值，即越死区传送，因此对遥测量要规定其死区范围。对遥测量要规定其死区范围。20分站的远动数据分站的远动数据种类种类： 可按其特性和重要程度分类，重要的、可按其特性和重要程度分类，重要的、变化快的数据，分站勤加监视，采样扫描变化快的数据，分站勤加监视，采样扫描周期应短。周期应短。 不重要的变化缓慢

17、的数据，采样扫描不重要的变化缓慢的数据，采样扫描周期可长些。周期可长些。21主站与分站的主站与分站的通信项目通信项目可按功能来可按功能来划分划分主站向分站主站向分站发送的发送的命令命令大致可分为：大致可分为： 初始化设置参数初始化设置参数类，有设置扫描周期、死区范类，有设置扫描周期、死区范围及滤波系数等。围及滤波系数等。 查询查询类，询问各种类别的远动数据情况等。类，询问各种类别的远动数据情况等。 管理控制管理控制类，控制类，控制RTU的投入或退出工作等。的投入或退出工作等。 其他其他类，如诊断报文、同步命令以及带返校的类，如诊断报文、同步命令以及带返校的遥控命令等。（遥控命令等。（P22表表

18、2-3）分站对主站分站对主站的的响应响应主要有三类：主要有三类： 主站命令的简短响应，即肯定性确认或否定性主站命令的简短响应，即肯定性确认或否定性确认。确认。 对主站命令的要求回答相应的数据。对主站命令的要求回答相应的数据。 诊断报文。（诊断报文。（P23表表2-4）22我国的我国的问答式远动规约（试行）问答式远动规约（试行）：信息传送采用信息传送采用异步异步通信方式通信方式传送的报文以传送的报文以8 8位字节位字节为单位为单位附加起始位附加起始位和和停止位停止位但但不带奇偶校验位不带奇偶校验位。23b7RTU地址报文类型数据长度N校验码 CRC校验码 CRC数 据b0B1字节B2B3BN+4

19、BN+5N(a)b7RTU地址报文类型数据长度N校验码 CRC校验码 CRC数 据b0B1字节B2B3BN+4BN+5(b)类别标志NERB4报文格式(a)下行报文主站至分站的命令；(b)上行报文分站至主站的响应24 地址：地址：一个字节，一个字节，l下行报文中为目的站地址；下行报文中为目的站地址；l上行报文中为源站地址。上行报文中为源站地址。l地址范围为地址范围为00H00HFFHFFHl其中其中FFHFFH用作广播命令的地址，对各站都有效用作广播命令的地址，对各站都有效l分站接到广播命令后不用回送应答报文。分站接到广播命令后不用回送应答报文。报文类型报文类型：报文的内容或类型：报文的内容或

20、类型l用不同的代码来表示不同类型的报文用不同的代码来表示不同类型的报文l具体内容见书具体内容见书P22P22表表2323和和P23P23表表2-4 2-4 25数据长度数据长度表明报文中数据段的字节数。表明报文中数据段的字节数。E用来报告事件记录情况，有事件记录时用来报告事件记录情况，有事件记录时E=1，否则否则E=0。R用来报告用来报告RAM自检情况，自检有错时自检情况，自检有错时R=1，否，否则则R=0。类别标志类别标志：分站给主站的响应报文中用：分站给主站的响应报文中用“类别标类别标志志”来报告哪些类别的数据有了变化来报告哪些类别的数据有了变化。26校验码校验码：有三种情况：有三种情况：

21、对于重要的报文采用对于重要的报文采用16位校验码；位校验码；对于不太重要的报文只用对于不太重要的报文只用8位校验码；位校验码；分站给主站的分站给主站的“肯定性确认肯定性确认”和和“否定性否定性确认确认”报文则不带校验码。报文则不带校验码。27主站发送的命令报文主站发送的命令报文 1、设置模块工作方式与参数、设置模块工作方式与参数SCON（SCON命令用来确定命令用来确定RTU模块中每个字的工作模式）模块中每个字的工作模式） 2、扫描周期、扫描周期SCAN 3、死区范围、死区范围RFAC 4、滤波系数、滤波系数FILTV 5、设置时钟、设置时钟SCLOCK （一）初始化设置参数类命令（一）初始化

22、设置参数类命令28（二）查询类命令（二）查询类命令 1、类别询问、类别询问ENQl（主站要求分站传送某些类别的数据时就发类别询问（主站要求分站传送某些类别的数据时就发类别询问命令命令ENQ） 2、重复询问、重复询问REPl(主站未能正确收到分站关于询问类别的响应时，就发主站未能正确收到分站关于询问类别的响应时，就发重复询问命令重复询问命令REP) 3、类别更新、类别更新REFRESH 4、数据传送、数据传送DATREQ29（三）管理控制类命令（三）管理控制类命令 1、复位、复位RTU RESET 2、启动、启动RTU扫描扫描 ENBRTU 3、停止、停止RTU扫描扫描 DISRTU 4、启动、

23、启动I/O模块扫描模块扫描 ENBMOD 5、停止、停止I/O模块扫描模块扫描 DISMOD 6、电源合闸确认电源合闸确认 PWRACK 30（四）其他类命令（四）其他类命令 1、带返送校核遥控、带返送校核遥控 CTLl主站主站进行遥控时，先发带返送校核遥控命令进行遥控时，先发带返送校核遥控命令CTL，命令中指定有命令中指定有RTU地址、遥控对象和遥控性质等。地址、遥控对象和遥控性质等。l分站分站收到此命令后向主站返送一个返送校核码。主收到此命令后向主站返送一个返送校核码。主站经校核无误后才发遥控执行命令站经校核无误后才发遥控执行命令 2、诊断报文、诊断报文 DIAl (原样回送原样回送) 3

24、、同步和预同步命令、同步和预同步命令31分站发送的响应报文分站发送的响应报文 1肯定性确认肯定性确认 ACK 2否定性确认否定性确认 NAK 3回答类别询问回答类别询问 DATCATl主站按类别询问时，若数据有变化，分站就用主站按类别询问时，若数据有变化，分站就用DATCAT报文回答。报文回答。 4回答数据召唤回答数据召唤 DATREP 5电源合闸电源合闸 PWRUPl分站在加上电源后对主站发采的任何命令都以分站在加上电源后对主站发采的任何命令都以PWRUP回答回答 6诊断报文回送诊断报文回送 DIAGl分站收到主站的诊断报文分站收到主站的诊断报文DIA命令后回送命令后回送DIAG。(DIAG

25、数据段的内容就是收到的数据段的内容就是收到的DIA命令中数据段的命令中数据段的内容内容) 32主站与子站之间的问答过程主站与子站之间的问答过程初始化过程初始化过程：包括主站给分站设置参数以：包括主站给分站设置参数以及随后分站给主站传送模拟量和状态量等及随后分站给主站传送模拟量和状态量等数据。数据。主站主站发类别询问命令发类别询问命令ENQ时时分站分站上电源后首次接到上电源后首次接到主站主站发类别询问命发类别询问命令令ENQ时，以电源合闸时，以电源合闸PWRUP报文报文回回答答。1. 初始化过程初始化过程33主站主站收到后发电源合闸确认收到后发电源合闸确认PWRACK报文。经报文。经分站分站回复

26、肯定性确认回复肯定性确认ACK后，后，主站主站就依次发送：就依次发送：l设置时钟设置时钟SCLOCKl设置扫描周期设置扫描周期SCANl设置死区范围设置死区范围RFACl设置滤波系数设置滤波系数FILTV等报文。等报文。34主站主站发送设置模块工作方式与参数的报文发送设置模块工作方式与参数的报文SCON，为分站的模块和字规定类别、类型、，为分站的模块和字规定类别、类型、工作方式和参数。工作方式和参数。发出发出启动启动RTU扫描扫描命令命令ENBRTU和和启动启动IO模块扫描命令模块扫描命令ENBMOD。分站分站每次正确接收后均回答肯定性确认报文每次正确接收后均回答肯定性确认报文ACK。主站主站

27、为了收集数据，发出了类别询问命令为了收集数据，发出了类别询问命令ENQ，将有关数据送往主站。，将有关数据送往主站。一次送不完时经主站多次询问，直到把数据一次送不完时经主站多次询问，直到把数据全部送完。全部送完。35平时主站以类别询问报文平时主站以类别询问报文ENQENQ查询查询分站是分站是否有否有变化的变化的数据数据。如数据无变化，分站就以肯定性确认报文如数据无变化，分站就以肯定性确认报文ACKACK回答。回答。主站收到后可以过一定时间再以主站收到后可以过一定时间再以ENQENQ询问。询问。2. 一般询问过程一般询问过程36数据有变化数据有变化主站主站所询问的类别中所询问的类别中有变化有变化的

28、数据的数据l分站分站以以DATCATDATCAT回答。回答。l经多次问答，直到把有变化的数据送完。经多次问答，直到把有变化的数据送完。如如主站未询问主站未询问的类别中有数据变化，分站的类别中有数据变化，分站在发送响应报文的类别标志中将对应位置在发送响应报文的类别标志中将对应位置为为1 1，通知主站取数。，通知主站取数。如有事件记录，分站可将如有事件记录，分站可将E E标志位置标志位置1 1，告，告知主站。知主站。37ENQPWRUPSCLOCKSCANRFACFILTVSCONSCONENBRTUENBMODENQENQPWRUPACKACKACKACKACKACKACKACKACKDATCA

29、TDATCAT主站子站主站子站ENQENQACK无变化量ACK无变化量主站子站ENQENQENQACKDATCATDATCAT(b)一般询问(a)初始化(c)有数据变化38一、问答式远动中的帧格式及问答过程一、问答式远动中的帧格式及问答过程二、我国问答式远动规约简介二、我国问答式远动规约简介三、三、问答式远动的传输性能问答式远动的传输性能39 上一节：讨论循环远动的上一节：讨论循环远动的帧传输效率帧传输效率、可靠性可靠性及及时间性能时间性能等问题。等问题。 对于问答式远动，有关帧传输效率、对于问答式远动，有关帧传输效率、残留差错率和拒收率等的情况和循环式远残留差错率和拒收率等的情况和循环式远动

30、动相仿相仿。 但在数据传输的但在数据传输的实时性实时性方面，问答式方面，问答式的情况和循环式的情况和循环式不同不同。 40循环式远动循环式远动：数据结构基本上：数据结构基本上按固定周期按固定周期传送传送问答式远动问答式远动：由主站发动，：由主站发动，依次轮流依次轮流询问各个分站：询问各个分站：如被询问的分站如被询问的分站无数据无数据传送，询问下一个分站。传送，询问下一个分站。如被询问的分站如被询问的分站有数据有数据发送，一般就在数据送完后再询发送，一般就在数据送完后再询问下一个分站问下一个分站问答式远动问答式远动：各分站中各分站中数据的到达是随机数据的到达是随机的。的。主站依次轮询各个分站，因

31、而数据的发送也是随机的。主站依次轮询各个分站，因而数据的发送也是随机的。 从统计的角度从统计的角度来研究这一类系统的等待时间、来研究这一类系统的等待时间、排队队列的长度排队队列的长度41如：如：平均扫描时间平均扫描时间：主站主站将将N个分站扫描访个分站扫描访问一周平均所需时间问一周平均所需时间TS，称之为平均扫，称之为平均扫描时间。等描时间。等分站待发送的平均排队队列长度分站待发送的平均排队队列长度：对于：对于一个一个分站分站来说，在来说，在Ts期间，平均到达的期间，平均到达的报文份数为该分站等待发送的平均排队报文份数为该分站等待发送的平均排队队列长度队列长度42第三章第三章 远动通信原理和信

32、道远动通信原理和信道第四节第四节 远动信息的同步远动信息的同步43按同步的功能分类按同步的功能分类 功用来分：同步可以分为载波同步、位功用来分：同步可以分为载波同步、位同步（码元同步）、帧同步（群同步）和网同步（码元同步）、帧同步（群同步）和网同步（通信网中用）。同步（通信网中用）。一、同步的分类一、同步的分类1. 载波同步载波同步相干载波的产生方法可以分为两类。第一类为直接法，相干载波的产生方法可以分为两类。第一类为直接法，即直接从不含载频分量的双边带（或残留边带）接收即直接从不含载频分量的双边带（或残留边带）接收信号中提取载频信息。第二类为插入导频法，即在发信号中提取载频信息。第二类为插入

33、导频法，即在发送信号中原载频或其它频率位置上，插入一个或两个送信号中原载频或其它频率位置上，插入一个或两个称为导频的正弦波，用以传输载频信息称为导频的正弦波，用以传输载频信息 。442. 位同步位同步 位同步：要求在接受端产生于发送端相同码位同步：要求在接受端产生于发送端相同码元重复频率，并且具有合适的相位位置。元重复频率，并且具有合适的相位位置。3. 帧同步帧同步 建立在位同步基础之上，通常由位同步分频建立在位同步基础之上，通常由位同步分频产生，关注的是为同步产生的位置。产生，关注的是为同步产生的位置。4. 网同步网同步 为了保证通信网各点之间可靠地进行数字通为了保证通信网各点之间可靠地进行

34、数字通信，必须在网内建立一个统一的时间标准，就称信，必须在网内建立一个统一的时间标准，就称为网同步。为网同步。 保证通信网中各个站都有共同的时钟信号，保证通信网中各个站都有共同的时钟信号，是网同步的任务。是网同步的任务。45按同步的实现方法分类按同步的实现方法分类 外同步法：在适当的位置，专门发送同外同步法：在适当的位置，专门发送同步信息。步信息。 自同步法：同步信息可以从信号中直接自同步法：同步信息可以从信号中直接提取出来。提取出来。 在通信系统中，通常都是要求同步信息在通信系统中，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。传输的可靠性高于信号传输的可靠性。46二、位同步二、位同

35、步-插入导频法插入导频法插入导频频谱插入导频频谱位同步信息的传输和提取法与载波信息的传输和提位同步信息的传输和提取法与载波信息的传输和提取相似，也分插入法和直接法，有时也分别称为外取相似，也分插入法和直接法，有时也分别称为外同步法和自同步法。图中（同步法和自同步法。图中（a）表示双极性基带信）表示双极性基带信号插入导频的位置是号插入导频的位置是f=1/T，频谱的第一个零点。，频谱的第一个零点。图中（图中（b）表示波形经相关编码以后，基带信号中）表示波形经相关编码以后，基带信号中插入导频的位置插入导频的位置f=1/2T。bT1bT2bT3bT21ffP(f )P(f )(a)(b)bT1(a)(

36、b)47 为了避免和减少插入导频对原基带信号的为了避免和减少插入导频对原基带信号的干扰，发送端应使导频信号时域波形的过干扰，发送端应使导频信号时域波形的过零与原基带信号的峰点（即判决点）对齐。零与原基带信号的峰点（即判决点）对齐。即使如此，还由于接收端对信道的均衡不即使如此，还由于接收端对信道的均衡不一定完善，信道对不同频率的延迟不同，一定完善，信道对不同频率的延迟不同，使上述的时间关系受到破坏，故接收端在使上述的时间关系受到破坏，故接收端在判决前还应抑制掉导频信号，方法是把提判决前还应抑制掉导频信号，方法是把提出的导频反相后与总信号相加，从而抵消出的导频反相后与总信号相加，从而抵消了导频信号

37、，然后再取样判决。了导频信号，然后再取样判决。48导频波形与信号波形的关系导频波形与信号波形的关系49插入导频的提取插入导频的提取50基带滤波法基带滤波法（自同步法）（自同步法）0t(b) 微分后输出0t(c)全波整流后流t0(e)位定时脉冲CP0t(d)经窄带滤波后滤滤Tb111100000t(a)基带信号(不归零)2Tb3TbTbTb微分整流窄带滤波移相脉冲形成abcd信号输入abcd位同步信号输出51数字锁相原理数字锁相原理数字锁相原理图数字锁相原理图校正脉冲发校正脉冲发生器生器相位比较器相位比较器计数脉冲计数脉冲控制电路控制电路分频电路分频电路fCLKuaubuc接收时钟接收时钟52t

38、ttuaubuc(a) 收端超前收端超前tttuaubuc(b) 收端滞后收端滞后相位比较波形图相位比较波形图53三、帧同步三、帧同步 帧同步脉冲配置帧同步脉冲配置 帧同步捕捉帧同步捕捉3. 帧同步保护帧同步保护541. 帧同步脉冲配置帧同步脉冲配置 实现帧同步的第一种方式，是在数字码组中插入帧实现帧同步的第一种方式，是在数字码组中插入帧同步用的特殊码组。插入帧同步码组也有两种方法，同步用的特殊码组。插入帧同步码组也有两种方法，一种方法是连贯式插入，就是在一帧内把帧同步码一种方法是连贯式插入，就是在一帧内把帧同步码组集中插入；另一种方法是间隔式插入，即把帧同组集中插入；另一种方法是间隔式插入，

39、即把帧同步码组分别穿插在一帧数字信号中，这两种方法如步码组分别穿插在一帧数字信号中，这两种方法如下所示。下所示。552. 帧同步捕捉帧同步捕捉 巴克码识别器巴克码识别器移位寄存器识别法，这种方法是将接收端恢复出移位寄存器识别法，这种方法是将接收端恢复出来的数码输入到一列移位寄存器中，移位寄存器来的数码输入到一列移位寄存器中，移位寄存器的级数等于同步码的位数，每一级移位寄存器的的级数等于同步码的位数，每一级移位寄存器的输出按帧同步码组结构连接电阻相加器。输出按帧同步码组结构连接电阻相加器。56识别器各点波形识别器各点波形图中给出相加器输出电压的变化。如判决器把判决图中给出相加器输出电压的变化。如判决器把判决电平定为电平定为6.5，则当，则当7位巴克码全部进入识别器位巴克码全部进入识别器,相加器输出电压呈现最大负值相加器输出电压呈现最大负值7时，判决器输出时，判决器输出一个脉冲，作为帧同步的标志。一个脉冲，作