第11章同步原理 111引言 112载波同步 113位同步 114群同步
1 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
111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
2 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
112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 f+f 导频
3 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 c f c m f + f c m f − f 导频
插入导频法发端方框图 m(t) 相乘调制 带通 相加 输出 90°相移 a sing t 插入导频法收端方框图 Z() v(t) m(t) 带通 相乘器 低通 输出 f 窄带 90°相移 滤波
4 相乘调制 带通 相加 ~ 90°相移 m(t) a t c c sin 输出 ( ) 0 u t 插入导频法发端方框图 带通 相乘器 低通 90°相移 m(t) 输出 ( ) 0 u t 插入导频法收端方框图 v(t) 窄带 c 滤波 f
调制信号m(t),无直流分量,载波 za sina t 插入导频- a coso t输出信号为 uo(t=am(t)sina t-a coso t ■收端相乘器的输出v(t v(t)=u(tsin a t a m(t)sinQt-a sin t cos a t cm(t)-m(t)cos 2at- sin 2ot 低通滤 波取出
5 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) a t c c sin a t c c − cos a t c c u0 (t) = a c m(t)sin c t − cos v t u t t c ( ) = 0 ( )sin a m t t c c 2 = ( )sin a t t c c c − sin cos ( ) 2 m t a c = ( ) 2 m t a c − t c cos2 t a c c sin 2 2 − 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 s(t)=m(t)cosa t 经过平方变换(平方律部件) e(t)=m(t)cos at 2(t),1 +.m(t)cos 2a t m(t)无直流分量,m2(t)却有直流分量
6 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 s t m t t c ( ) = ( )cos e t m t t c 2 2 ( ) = ( )cos m t t m t 2 c ( )cos 2 1 2 ( ) 2 2 = +
令表示m2(t)中的直流分量 Nn()=m()-a表示m2(t)中的交流分量 a N( ()=。+ N(t) +—cOS2t+ cos 2o t 22 2 直流 低频 a—20 调制自 e(t)经窄带滤波后滤出20。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
7 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. ( ) = ( ) − 2 N t m t m t N t t N t e t c m c m cos2 2 ( ) cos2 2 2 ( ) 2 ( ) = + + + 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
8 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 2 2 − 0 f f e
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 输入 输出 VCO+ 环路滤波器卜( 90°相移 V2 LPF V6
9 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 VCO 环路滤波器 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m()coso WU V=m(t)cos@t cos(at+0) m(t)[ 6+cos(20 t+0)] V4=m(t)cosotsin(ot+0) m(t)[ e+sin(2ot +01 经低通后的输出分别为: V=m(t)cos0 V6 m(t)sin e 2
10 设 输入的抑制载波双边带信号为 则 m t t c ( )cos ( )cos cos( ) V3 = m t c t c t + ( )[cos cos(2 )] 2 1 = m t + c t + ( )cos sin( ) V4 = m t c t c t + ( )[sin sin(2 )] 2 1 = m t + c t + 经低通后的输出分别为: ( )cos 2 1 5 V = m t ( )sin 2 1 6 V = m t