第6章节载波和符号同步.ppt

第六章 载波和符号同步 主要内容： 信号参数估计 载波相位估计 符号定时估计 基本概念： 传播延时 载波 符号同步 参数估计 似然函数 面向判决/非面向判决 定时估计 环/相位环/判决环 一. 同步 （数字通信中，接收、发射是异地） 1. 同步种类 （1）接收端需要产生一个和接收信号同频、同相的本地载波， 本地载波的频率和相位信息来自接收信号（从接收信号中提取导频信号）， 本地载波和接收信号载频的同步问题称为载波同步。 （2）接收数字信号，判决时刻对码元的取值进行判决， 接收机必须知道准确的判决时刻。 方法一 从接收码元的起止时刻导出， 判决时刻与码元起止时刻同步 码元同步→位同步 （3）接收机码元分组→消息（ASCCI码） 群同步 (7位)→字同步 →帧同步 （4）通信网内站点同步 → 网同步 （卫星通信） 2. 载波同步 （1）在发射端的发送信号中插入专门的导频信号 —— 插入导频 （导频信号是一个或几个特定频率的未经调制的正 弦波，在接收端提出导频，利用此导频的频率和 相位来决定本地产生的载波频率和相位） （2）在接收端设法从有用信号中直接提取载波，而 不需传送专门的导频 A. 平方法 设接收信号为 为调制信号，无直流分量 中无载波分量 平方 包含了两倍载频 分量。 用窄带滤波器滤出，并经二分频，就可得 出载频 分量。 B. 科斯塔斯环法——同步正交环法 信号 发射信号： 本地载波： 接收信号和本地载波相乘 低通滤波 相乘 是本地锁相环中的本地载波相位与接收信号载 波相位之差。 3. 位同步 码元同步 —— 外同步法，自同步法 自同步法 —— 开环同步，闭环同步 开环同步：同步电路直接从输入码流中提取 发送码流的时钟。 闭环同步：用比较本地时钟和输入信号的方 法，将本地时钟锁定在输入信号 上。 4. 群同步 两类： （1）在发射端利用特殊的码元规律使码元本身自带 分组信息。 （2）在发送码元序列中插入用于群同步的若干特殊 码元（群同步码） （集中插入群同步码组，分散插入群同步序列） 5. 网同步 通信网的时钟同步，解决网中各站的载波同 步，位同步和群同步等问题。 发射机同步 开环法：不依靠中心站处接收信号参量的任何 测度。 闭环法：依靠准确的，可预测的链路参数。 二. 信号参数估计 1. 接收机输入信号的数学模型 ① 信号延迟 ② 高斯噪声 ：传播延迟 ：等效低通信号 很大， 的误差引起 的误差很大。 必须估计两个参数 和 估计： 参数向量 最大似然(ML)准则 最大后验概率(MAP)准则 未知的确定向量 建模成随机模型 先验概率密度 N个标准正交函数 的标准正交展开式 随机变量 的联合PDF可表示为 的ML估计值就是使 最大 MAP后验概率密度函数 2. 似然函数 加性白噪声： 最大化，