通信原理第11讲11

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1、第十一章同步原理内容提要§11.1概述§11.2载波同步§11.3位同步§11.4群同步作业：1、2、3、4、5、7、8、92§11.1概述¢同步是数字通信系统，以及某些采用相干解调的模拟通信系统中一个重要的实际问题。¢本章主要讨论同步的基本原理，实现方法，同步的性能指标及其对通信系统性能的影响。¢按照同步的作用分为：¢载波同步¢位同步¢群同步¢网同步3载波同步¢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。¢在第4章的模拟调制以及第7章的数字调制学习过程中，我们了解到要想实现相干解调，必须有相干载波。¢载

2、波同步是实现相干解调的先决条件。¢模拟通信或数字通信，相干解调需要。4位同步¢位同步又称码元同步。¢在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。¢这就要求接收端必须提供一个位定时脉冲序列，¢该序列的重复频率与码元速率相同，¢相位与最佳取样判决时刻一致。¢我们把提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。¢数字通信需要，基带或频带传输均需要位同步。　5群同步¢群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步。¢在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个“字”，又用若干个“字”组成“句”。¢在接收这些数字信息时，必

3、须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。¢对于数字时分多路通信系统，如PCM30/32电话系统，各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。为了使接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程，称为帧同步。¢在接收端产生与“字”、“句”及“帧”起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程统称为群同步。　6网同步¢在获得了以上讨论的载波同步、位同步、群同步之后，两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。¢然而，随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。¢显然，为了保证

4、通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。7¢按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为¢外同步法¢自同步法¢外同步法——由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接收端把这个导频提取出来作为同步信号的方法¢自同步法——发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法¢自同步法是人们最希望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配给信号传输。在载波同步和位同步中，两种方法都有采用，但自同步法正得到越来越广泛的应用。而群同步一般都采用外同步法。8§11.2载波同步¢直接法（自同步法）¢这种方法是设法从接收信号中提取

5、同步载波。¢有些信号，如DSB-SC、PSK等，它们虽然本身不直接含有载波分量，但经过某种非线性变换后，将具有载波的谐波分量，因而可从中提取出载波分量来。¢——平方变换法¢——平方环法9平方变换法¢设调制信号m(t)无直流分量，则抑制载波的双边带信号为s(t)=m(t)cosωtmc¢接收端将该信号经过非线性变换——平方律器件后得到22112et()[()cos==mttmmω]()t+()tcos2ωtcc22无直流2ω¢若用一窄带滤波器将频率分量c滤出，再进行二分频，就可获得所需的相干载波¢若m(t)=±1，则抑制载波的双边带信号就成为二相移相信号（2PSK）211e(t)=[m(

6、t)cosωt]=+cos2ωtcc2210平方变换法提取载波11¢在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，¢为了改善平方变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，¢窄带滤波器常用锁相环（PLL）代替，构成平方环法提取载波。¢由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能。因此，平方环法提取载波得到了较广泛的应用。　12平方环法提取载波vdvt()01322¢2PSK信号平方后得到e(t)=[∑ang(t−nTs)]cosωctn¢设g(t)为矩形脉冲11e(t)=+cos2ωtc22¢假设环路锁定，VCO的频率锁定在2ωc频率上，其

7、输出信号为：v(t)=Asin(2ωt+2θ)0c¢经鉴相器（由相乘器和低通滤波器组成）后输出的误差电压为v=Ksin2θdd鉴相灵敏度，是一个常数¢θ为相位差¢环路锁定之后，θ一个很小的量¢因此VCO的输出经过二分频后，就是所需的相干载波。14¢应当注意，载波提取的方框图中用了一个二分频电路.¢由于分频起点的不确定性，使其输出的载波相对于接收信号相位有180o的相位模糊。¢——分频也分相¢相位模糊对模拟通信关系不大，因为人耳听不出相位的变化。