通信原理教材配套ppt课件-第9章.pptxVIP

第9章 同步原理;★ 1、主要内容:各种同步技术：包括载波同步、位同 步、群同步 、扩频同步 、网同步等的实现；载波同步、位同步、群同步 等的性能分析。 ★ 2、基本要求:掌握载波同步和位同步的原理，分别 包括插入导频法 、直接法的原理和实现；理解载波同步和位同步的性能分析及其对通信系统性能的影响；掌握 连贯式插入法群同步的原理，了解起止式同步法群同步、间隔式插入法群同步、自群同步的实现方法；了解群同 步系统的性能指标；了解网同步技术。;载波同步及其性能分析 位同及其性能分析 群同步及其性能分析 网同步技术;9.1 引言;★ 数字通信系统中的同步种类：;码元同步：又称时钟同步或时钟恢复。 对于二进制信号，又称位同步。 目的：得知每个接收码元准确的起止时刻，以便决定积分和判决时刻。 方法：从接收信号中获取同步信息，由其产生一时钟脉冲序列，使后者和接收码元起止时刻保持正确关系。或插入辅助同步信 息。 群同步：又称帧同步。 目的：将接收码元正确分组。;9.2 载波同步;9.2 载波同步;9.2 载波同步;1. 在抑制载波的双边带信号中插入导频;;2. 在残留边带信号中插入导频;3. 时域插入导频法（自学）;直接法;2. 平方环法;3. M次方变换法和M次方环法;4. 特殊锁相环法 特殊锁相环法也属于直接提取载波方法，常见的是同相正交环法 。;载波同步的性能指标;1. 相位精度及对解调性能的影响;稳态相差 是指载波同步提取电路所引起的相位相差 – 窄带滤波器的稳态相差;随机相差 是由随机噪声引起的相位误差。 载波信号叠加随机高斯噪声产生随机相位误差—— 相位抖动 载波随机相差θn的概率密度函数为;结论： 载波同步中的相位误差将导致接收端解调性能的下降 。 导致双边带调制信号解调输出的信噪比下降、误码率上升。 信号幅度下降cosφ倍，信号功率下降cos2φ 倍 导致残留边带和单边带信号的信噪比下降、误码率上升，并且使得解调输出信号产生了畸变;2. 载波同步建立时间和保持时间;9.3 位同步;插入导频法 – 这种方法与载波同步的插入导频法类似，它是 在基带信号频谱的零点插入所需的导频信号。;直接法 – 这???方法是发送端不专门发送导频信号，接收端直接从数字信号中提取位同步信号。有的信号本身已包含位定时频率分量，这时只需用窄带滤波器或锁相环路提取即可；对于不具有位定时频率成分的信号，则先经过非线性变换产生位同步频率分量，再用窄带滤波或锁相环路提取。;– 滤波法;基带数字信号;;– 锁相法;数字锁相;数字锁相的位同步脉冲相位调整;数字锁相抗干扰性能的改善;;;;;位同步的性能 位同步的性能主要有相位误差、建立时间和保持时间等 – 相位误差及对系统性能的影响 数字锁相法的相位误差主要由于位同步脉冲的跳变调整所导致。因为每调整一步的相位跳变为2π/n， n是分频器的分频次数，所以最大的相位误差为;– 相位误差将影响接收机检测基带信号的性能;– 同步建立时间;– 同步保持时间;– 同步宽带;9.4 群同步;9.4 群同步;– 连贯式插入法;巴克码是一种非周期序列。一个n位的巴克码组为 ，其中 取值为+1或–1，它的局部 自相关函数为;0;– 间隔式插入法;–自群同步;– 群同步系统的性能指标;平均建立时间 连贯式插入法 间隔式插入法 采用逐码移位法检测同步码，其平均建立时间大致;群同步的保护 群同步过程中存在漏同步和假同步现象，这两种情况的出现概率越小越好。然而，要求漏同步概率小和要求假同步概率小是相互矛盾的。 为了改善同步系统性能，常用的群同步保护措施是将群同步的工作划分为两种状态：捕捉态和维持态。处在捕捉态时，也就是未同步状态，以降低假同步概率为目的；处在维持态时，也就是同步建立之后，以降低漏同步概率为目的。;;9.5 扩频同步;捕获 捕获的任务是搜索不确定时间相位或频率的接收信号，使本地生成的扩频序列粗略同步到所接收的扩频信号上。常用的捕获方法有串行搜索法，序贯估计法、前置同步法、发射参考信号、突发同步法和匹配滤波器同步法等;–串行搜索法;–序贯估计法;跟踪 – 延迟锁定环跟踪，也称早-迟门环跟踪;9.6 网同步;主从同步法 在整个通信网中 设置一个高稳定度的主时钟源，它产生的时钟沿箭头所示方向逐站传送至网内的各站，使网内各站的频率和相位保持一致。;相互同步法 网内 各站都有自己的时钟 ，并把它们相互连接起来，使其相互影响，各站的时钟频率最终锁定在网内各站固有时钟频率的平均值上 。 相互同步法的优点当某一站出故障时，网频率将平滑过渡到一个新的平均值，其他站仍然能够正常工作。克服了主从同步法过分依赖主时钟源的缺点，提高了通信网工作的可靠性。 相互同步法的缺点是设备较复杂。;独立时钟同步法 独立时钟同步又称准同步，或称异步复接。这种方式是全网内