第8章 同步技术.ppt

1、,第8章同步技术,现代通信原理（第三版） 宋祖顺宋晓勤宋平 电子工业出版社,同步系统的分类,1,载波同步,2,载波同步的性能,3,位同步,4,位同步系统的性能,5,第8章同步技术,6,群同步,为使整个通信系统有序、准确、可靠地工作，收、发必须有一个统一的时间标准，即定时系统。依靠定时系统去完成收、发双方时间的一致性，即同步。 （数字，模拟）,同步的目的,8.1同步系统的分类,8.1.1 同步系统按功能分类,载波同步：在接收端得到一个与发端同频同相的载波。（相干解调的基础） 位同步：在接收端产生一个与接收码元频率和相位吻合的脉冲序列。（取样判决的基础） 帧同步（群同步）：在接收端产生一个标志每帧

2、首尾的定时脉冲。 （分组及译码的基础） 网同步：为使数字通信网有统一的时间基准而进行的同步。（交换及复接的基础）,8.1.2同步系统按实现方法分类,外同步法：由发端插入专门的同步信息，接收端提取检测出同步信息的方法。 自同步法：收端直接从信号中提取同步信息的方法。,8.2 载波同步,8.2.1 自同步(仅讨论信息码流中不含载波的情况) 一、平方变换法和平方环法 （1）平方变换法 ( 以PSK信号为例),载波同步是指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或载波同步。,由于电路中有二分频，因此存在相位模糊问题。,平方变换法原理框图：,该

3、电路是用锁相环代替平方变换法中的窄带滤波器， 故称平方环法法。,2.平方环法 :,由于电路中有二分频，因此同样存在相位模糊问题。,二、同相正交环(科斯塔斯特环) ： 方框原理图如下,经环路滤波器后控制VCO，则鉴相特性如图8.4,8.2.2外同步法（插入导频法 ）,1、频域正交插入 并对信码进行相关编码,相关编码第 类部分响应：,正交插入导频发射机方框原理图 ：,正交插入导频接收机方框原理图：,2、插入双导频,信号在 或 附近频谱成分较大，无法在 处插导频，此时才插双导频。,双导频确定的原则：,（1）双导频在信号带外，不会干扰信号，同时也 不要离信号频带太远。,（2）插入的双导频应便于求得,8

4、.3载波同步的性能,一、相位误差,二、同步建立时间（越短越好）,三、同步保持时间（越长越好）,从同步建立时间和同步保持时间两表示式看出，它们 对Q的要求是矛盾的。,若用锁相环，同步建立时间与保持时间也是矛盾的， 请参见教材。,8.4位同步,8.4.1外同步法插入位定时导频及包络调制,一、插入位定时导频,位定时导频插入的原则：,(1)位定时导频必须在基带信号频谱的零点插入。,(2)插入位定时导频通常为,相关编码并插入 导频是常用的位同步的外同步方法，其方框图如图8.15,二、包络调制法 其方框图如图8.16,如对PSK调制，该信号原包络是一条水平线，它不包含有位同步信息，若对包络实现浅调幅，其调

5、幅信号频率为 ，接收端采用包络检波，便可得到位同步信息。,8.4.2 直接提取位同步信号法,定义： 是指从接收到的基带信号中直接提取位同步信息。,一、滤波法,若基带信号为全占空矩形序列,无论是单极性或双极 性信号，它们都不含 或 成份，因此不能直接提 取位同步信息。若是归零脉冲，则一定含有 成份。 因此对全占空矩形随机序列先进行波形变换，如采用 微分、全波整流等变换手段，就能提取 信息。,其方框图如8.17，各点波形图如图8.18,二、包络陷落法,包络陷落法方框图及各点波形,PSK等信号，在数据变化时刻产生幅度“陷落”，使包络携带有位同步信息，故可检出。,带限频谱的产生：,三、锁相法,锁相法是

6、用锁环代替上述方法中的窄带滤波器， 从而实现位同步信号提取。由于位同步信号是周 期性取样脉冲序列，因此常用数字锁相环，系统 框图如下 ：,四、锁相法抗干扰性能的改善,两种数字滤波方案原理图：,位同步与载波同步比较,8.5位同步系统的性能,相位误差 同步建立时间 同步保持时间,8.6群同步,群同步不是获取群的频率信息，而是指示群开始或 结束的位置，其本质与前两种同步有较大区别。,8.6.1 连贯插入,1. 巴克码,连贯插入的关键是寻找群同步码，其要求：,目前尚未找到巴克码的一般构造方法，只搜索到几组 巴克码，其码组最大长度为13，全部列于表中：,局部自相关函数：,2.单峰局部自相关函数,3. 7位巴克码识别电路,相加电路,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,取样判决,群同步输出,接收码流 （含巴克码）,0 1 0 0 1 1 1,0 1 0 0 1 1 1,0,其中四位相同，三位不同(红色) 所以，巴克码识别器输出电压为：4 - 3 = 1,码流,巴 克 码,信码,巴 克 码 识 别 器,巴克码识别器输出计算,巴克码是插在信息码流之中的，因此巴克码的前 后均是