第五章 同步与数字复接
同步 任何一个数字处理系统都是按一定的时间关系进行信息处 理的,所以任何一个数字系统中都有一个控制各环节按一定时 序动作的“指挥”系统,这就是定时系统。 对于数字通信系统而言.不仅各通信设备内部要同步工 作,还存在收、发两端的同步问题。即接收端需找到数字码流 中每个数字码元、码字、数字帧等到达的时刻,以便准确无误 的进行判决、解码和分路。 用户终端通信线路用户终端点点数字通信系统 位同步 同步 通信线路 位同步 时分多路复用系{路同步 帧同步 群同步 网络通信阙同步
网同步 位同步 帧同步 点_点数字通信系统 位同步 字同步 网络通信 时分多路复用系统 群同步 任何一个数字处理系统都是按一定的时间关系进行信息处 理的，所以任何一个数字系统中都有一个控制各环节按一定时 序动作的“指挥”系统，这就是定时系统。 对于数字通信系统而言，不仅各通信设备内部需要同步工 作，还存在收、发两端的同步问题。即接收端需找到数字码流 中每个数字码元、码字、数字帧等到达的时刻，以便准确无误 的进行判决、解码和分路。 通信线路 用户终端 通信线路 用户终端 路同步
§5.1位同步 实现位同步的方法基本可以分为外同步法和自同步法两大类 P(∫) 1.插入导频法 P() 1/T 1/T 抵消基带信 导频信号插入基带信号功率谱 号中的导频 输入基带信号 基带信号 抽样判决 窄带滤波 倒相 移相 定时形位同步脉冲 在收端提取位同步信号
§5.1 位同步 §5.1.1 外同步法 窄带滤波 移相 倒相 ＋ 抽样判决 定时形成 输入基带信号 基带信号 位同步脉冲 在收端提取位同步信号 导频信号插入基带信号功率谱 f P( f ) 1/T f P(f ) 1/T 抵消基带信 号中的导频 实现位同步的方法基本可以分为外同步法和自同步法两大类
§5.1位同步 5.1.1外同步法 1.插入导频法 导信号调制在数字已调信号的包上 2PSK信号 包络为导频信号
2PSK信号 §5.1 位同步 §5.1.1 外同步法 包络为导频信号
§5.1位同步 §5.1.1外同步法 独立通道键控法 f0 定时 时钟信号 调制器0 带通锁相 解调 调制器1 相 串 判决1 数据并 器去输入分 并\数据 变 串 换 fn 调制器n 发射机 路与解调 变 换 判决n (a)发送端 (b)接收端
带通 定时 信号 解调 判决1 判决n . . . . 动 态 分 路 与 解 调 锁相 并 串 变 换 数据 (b) 接收端 输入 §5.1 位同步 §5.1.1 外同步法 串 并 变 换 调制器0 调制器1 调制器n . . . . 相 加 器 时钟信号 数据 去 发 射 机 (a) 发送端 f0 f1 fn
§5.1位同步 §5.1.2自同步法 1.微分整流法 u(t)放大 觉分 窄带 移相 脉冲‖u4 基带信号限幅 全波整流 滤波 形成位定时脉冲 110100101011 u(t) u2 -WWW u⊥L⊥⊥L⊥_t
§5.1.2 自同步法 §5.1 位同步 放大 限幅 微分 全波整流 窄带 滤波 移相 脉冲 形成 u(t) u1 u2 u3 u4 基带信号 位定时脉冲 u(t) u1 u2 u3 u4 t t t t t 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1
§5.1位同步 §5.1.2自同步法 2.包络检波法 lI u2 u3 检波 高Q回路 脉冲形成 位定时脉冲 u 2PSK 包络管 窄带滤波 脉冲形成
检波 高Q回路 脉冲形成 u(t) u1 u2 位定时脉冲 u3 u(t) t u1 t u2 t u3 t §5.1.2 自同步法 §5.1 位同步 2PSK 包络信号 窄带滤波 脉冲形成
§5.1位同步 §5.1.2自同步法 s(t) u1 03 u4 定 移相① 相检波 高Q回路 脉冲形成 时 脉 u2 延T 延迟相干滤波法 冲 u1 s(aot+e VMWI t-τcos τcos(oot u4 ||}
t u1 t u2 t u3 t u4 t u5 相位检波 高Q回路 脉冲形成 s(t) u1 u2 位 定 时 脉 冲 u3 移相 延迟 u4 u5 §5.1.2 自同步法 §5.1 位同步 s(t) cos(0 t + −) s(t − )cos0 (t − )+ s(t)s(t − )cos(0 −)
§5.1位同步 §5.1.3重要的位同步锁相环 数字锁环原理 数字信号入 超前「数字 鉴相 滞后減波 加脉冲减脉冲 位同步信号出 N 控制器 L号钟 加脉冲减脉冲 控相器输出 分频器输出 加 相位最小调 单前为2T W减
控制器输出 t §5.1.3 重要的位同步锁相环 §5.1 位同步 鉴相 数字信号入 数字 滤波 ÷N 控制器 信号钟 超前 滞后 加脉冲 减脉冲 位同步信号出 f0 fW 分频器输出 t T0 TW TW减 TW加 加脉冲 减脉冲 相位最小调整 单位为2/N
超前门数字鉴相 高稳振荡器 单 信 单‖e 单 稳 (兀相川稳 检 a‖单 频 测 振荡器 单‖g 稳 (相)稳器6 滞后门 附加门 扣除门 fo=2nfw (常闭) (常开) 分频器 数字锁相环法形 位定时信号f 控制器成位定时信号 ÷2n1 b=山t east i lillllliliillill lllllliullllililli11i C 4,fs<fa÷2
n=4， fs<fa÷2 n-1 a t b t c=ae+bg e t g t t t C C d t t 数字鉴相 信 号 入 过 零 检 测 二 分 频 器 振 荡 器 f0 "－" "＋" 附加门 (常闭) 扣除门 (常开） 位定时信号fw 单 稳 单 稳 分频器 + ÷2 n-1 c 单 稳 (0相） (相） a b g 单 e 稳 单 稳 超前门 滞后门 高稳振荡器 C C fs 数字锁相环法形 成位定时信号 f0=2n fw d 控制器