数字通信系统的同步

1、第5章 数字通信系统的同步5.1 载波同步5.2 位同步5.3 群同步5.4 网同步按实现同步的方法：外同步由发送端额外发送同步信息，接收端根据该信息提取同步信号自同步发送端不单独另发信号、由接收端设法从收到的信号中获得同步信息 同频同相指接收端本地载波与收到信号中的调制载波信号同频率同相位，绝非与发送端用于调制的载频信号同频同相 5.1.1 载波的直接提取与恢复载波的直接提取与恢复一一. 二进制调相信号的载波提取与恢复二进制调相信号的载波提取与恢复平方变换及平方环法；同相正交环法，即科斯塔斯（Costas）环法 同相正交环提取载波解调存在相位模糊，必须对输入信息序列进行差分编码调制，接收端相

2、干解调后通过差分译码，则可以避免反相工作的可能，正确恢复原始信息。同相正交环利用锁相环PLL提取载波，相位跟踪能力强，提取的载波质量较好，是目前常用的载波提取方式。但其移相电路对每个载频都产生-90的相移，不宜于载频变换频繁的场合。二相科斯塔斯环二相科斯塔斯环 四次方变换法四分频后存在相位模糊现象。对/2相位体制，有四种可能的相位选择：0，/2，3/2；对/4相位体制，同样有四种可能选择：/4，3/4，5/4，7/4。 因此，四次方变换法的输入信号必须首先进行相对移相调制。将四次方变换法中的窄带滤波器用锁相环代替，变成了四次方环法，如下图示.四次方环也有相位模糊，但其输出载波信号稳定性远好于四

3、次方变换。四相科斯塔斯环四相科斯塔斯环 四相科斯塔斯环原理与二相科斯塔斯环类似，只是二相环中的一个90移相器由/4、/2和3/4三个移相器替代，如下图示。 M次方变换法 插入导频发信机框图 插入导频接收机框图时域插入时，一般都选择c为导频频率。因为导频非连续传送，接收端不能直接用c窄带滤波器提取，常使用锁相环实现。 1 效率： （提取载波所用的发送功率）/（总信号功率） 外同步法低，自同步法效率较高。2 精度 提取的载波信号与接收的标准载波信号的相位差，含稳态相差和随机相差两部分。3 同步建立时间ts 系统从开机到实现同步或从失步恢复到同步状态所经历的时间。当采用锁相环提取载波时，就是锁相环的

4、捕捉时间。4 同步保持时间tc 同步时，若同步信号消失，系统还能维持同步的时间。采用锁相环提取载波时，同步保持时间tc就是锁相环的同步保持时间。消除插入导频影响：载波同步正交插入；位同步反相抵消插入位定时导频法系统框图 二二 包络包络“陷落陷落”法法 主要用于频带受限信号，如二元数字调相信号等。包络“陷落”法各点波形 带通输出在相邻码元的相位反转处产生幅度陷落，经包络检波后，输出波形的归零点就是码元相位反转处，它必然含有位同步分量。 幅度陷落的原因在于带通的带宽B2fB。带宽不同，波形陷落的形状和深度也不同，B越小，陷落的程度越深。 n360 2同步建立时间同步建立时间ts 开机或失步以后重新

5、建立同步所需的最长时间。锁相环的最大位同步建立时间如下，TB为一个码元周期 ，N为抗干扰滤波器中计数器的计数次数。 3同步保持时间同步保持时间tc 系统由同步到失步所需要的时间。收、发两端振荡器的频稳度越高，tc越大。 4. 同步带宽同步带宽B 系统允许收、发振荡器输出信号之间存在的最大频率差f。数字锁相环的同步带宽为： nfB20BsnNTtmaxN先于M滤波器 随机徘徊滤波器 滤波器使超前/滞后脉冲个数达到N个才进行1次相位调整，锁相环的相位调整速率下降为1/N，提高了环路抗干扰能力 ，但环路同步建立时间加长 。n3.3.1 连贯插入法连贯插入法 也叫集中插入法，在每一个信息群的开头集中插

6、入群同步码码组。 一巴克码一巴克码 一种长度有限的非周期性序列，自相关性较好。常见巴克码码组 7位巴克码识别器 传输效率较连贯插入式系统高，但同步捕获时间长。常采用滑动同步检测法完成同步捕获，以软件实现为主。其实现流程图下。 连贯式插入群同步系统的漏同步概率： 分散式插入群同步系统的漏同步概率：P1=P 连贯式插入系统的假同步概率 分散式插入系统的假同步概率3平均同步建立时间平均同步建立时间ts二二 群同步保护群同步保护 根据不同状态规定不同的识别器门限，既减小漏同步概率P1又降低假同步发生mrrnrrnPPCP01)1(1nmrrnCP2)(02)2() 1(2MNNP连贯插入法：ts（1+ P1）N2TB 分散插入法：ts（2N2N1）TB 互同步（异步复接）等级主从同步主从同步同步网准同步网同步连续插入法分散插入法群同步锁相法