PPT《第11章 同步原理》

第11章 同步原理 11.

1 引言11.2 载波同步11.3 位同步11.4 群同步 11.1 引言 同步是数字通信中一个重要的实际问题.通信系统如果出现同步误差或失去同步,就会使通信系统性能降低或通信失效.同步是指收发两端的载波、码元速率及各种定时标志都应步调一致地进行工作通信系统的同步包括:载波同步、位(码元)同步、群(帧)同步及网同步.实现同步的方法有:外同步法、自同步法. 11.2 载波同步 抑制载波的双边带信号,单边带信号,2PSK,2ASK等信号中都不含载波分量.为了在接收端能够获得载波,在发送端有时插入导频载波.抑制载波的双边带信号的导频插入 导频 相乘调制 带通 相加 ~ 90°相移 输出 插入导频法发端方框图 相乘器 带通 低通 90°相移 输出 插入导频法收端方框图 窄带 滤波 调制信号m(t),无直流分量,载波插入导频 输出信号为 收端相乘器的输出v(t) 低通滤波取出 直接提取载波法 平方变换法和平方环法 抑制载波的双边带信号 经过平方变换(平方律部件) m(t)无直流分量, m2(t)却有直流分量 令α表示m2(t)中的直流分量 表示m2(t)中的交流分量 则e(t)经窄带滤波后,滤出2ωc 再经2分频, 获所需载波, 同时还有一部分调制自噪声及加性噪声, 造成输出载波的随机抖动. 直流 低频

2 ωc 调制自噪声 为减少干扰影响,希望带通滤波器频带越窄越好,但频带越窄,滤波器的相移特性越陡,当滤波器的中心频率偏离了载波频率时,则产生了静态相差 将平方变换法中窄带滤波器用锁相环代替,称为平方环法.锁相环具有良好的跟踪,窄带滤波和记忆的性能. 同相正交环法(Costas环) * LPF * * LPF 90°相移 环路滤波器 VCO 输入 输出 V1 V3 V2 V5 V4 V6 V7 设 输入的抑制载波双边带信号为则 经低通后的输出分别为: θ 是VCO输出信号与输入已调信号载波之间的相位误差当θ较小时,V7的大小与相位误差θ成正比,用V7去调整VCO输出信号的相位, 最后使稳态相位误差减小到很小的数值.这样VCO的输出就是所需提取的载波. 载波相位误差对解调性能的影响 主要体现在所提取载波与接收信号中的载波的相位误差. 相位误差为稳态相差与相位抖动之和提取的相干载波为 则解调时,相乘器的输出经低通滤波后为 有相位误差,导致信噪比将下降 倍对2PSK,则导致误码率增加对残留边带信号,单边带信号,相位误差不仅引起信噪比下降,还引起信号畸变. 设基带信号为单边带信号取上边带 解调取出低频分量 11.3 位同步 滤波法 若收到的数字信息为单极性不归零矩形脉冲序列,则它的功率谱密度不含频率等于fs的位同步信息,若通过过零检测,取边沿脉冲,则该脉冲序列频谱含有位同步信息,用窄带滤波器取出,即可得位同步信号. S(t)

1 1

0 1

0 0

1 1

1 t f fs 2fs 2fs t f 过零检测 窄带滤波 脉冲形成 单极性不归零码 滤波法提取位同步信号 数字锁相环法 鉴相器 A B &

&

&

÷m 振荡源 清零 控制器 超前脉冲 滞后脉冲 接收码元 位同步脉冲输出 常开(扣除门) 常闭(附加门) a b F F mF ≈ m-1 m

1 2

3 m-1 m a路≈b路 ≈ 周期T=1/F c位同步 m

1 2

3 m-1 m ≈ d 超前 扣除 e分频器输出 相位推后1/m周期(360°/m) ≈ m

1 2

4 m

1 2 ≈ 附加 f 滞后 相位提前1/m周期 g分频器输出 位同步脉冲的相位调整 11.4 群同步(帧同步) 给出帧的开头和结尾的标记 起止式同步法 被传输的单位是字符,每个字符可由5~8位码元组成,每个字符前面加一位起始位,用