通信原理课件同步一次.pptxVIP

13.1概述13.2载波同步13.3码元同步13.4群同步13.5网同步本章主要内容

第13章同步原理13.1概述 数字通信系统中的同步种类：载波同步、码元同步、群同步和网同步。载波同步：又称载波恢复。目的：在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频、同相的本地振荡，用于相干解调。方法： 接收信号中有载频分量时：需要调整其相位。 接收信号中无载频分量时：需从信号中提取载波， 或插入辅助同步信息。

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。方法：通常需要在发送信号中周期性地插入一个同步码元，标示出分组位置。网同步：使通信网中各站点时钟之间保持同步。

13.2载波同步13.2.1有辅助导频时的载频提取(插入导频法)用于不包含载频分量的信号。在发送信号中另外加入一个或几个导频信号。多采用锁相环（PLL）提取载波。锁相环原理方框图：环路滤波器压控振荡器输出导频输入信号图13-1锁相环原理方框图鉴相器

对环路滤波器的要求：通带越窄，能够通过的噪声越少，但是对导频相位漂移的限制越大。数字化接收机中锁相环的实现方法： 窄带滤波器：改用数字滤波器 压控振荡器：用只读存储器代替 鉴相器：可以是一组匹配滤波器

13.2.2无辅助导频时的载波提取(直接法)平方环：以2PSK信号为例进行讨论。设信号式中，m(t)=?1当m(t)取+1和-1的概率相等时，此信号的频谱中无角频率?c的离散分量。将上式平方，得到由上式可见，其中包含2倍载频的频率分量。将此2倍频分量用窄带滤波器滤出后再作2分频，即可得出所需载频。方框图如下：

图13-2平方环原理方框图载频输出带通滤波平方压控振荡环路滤波锁相环s(t)2分频窄带滤波此方案的缺点： 1、相位含糊性：2分频器的输出电压有相差180?的两种可能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随机初始状态。采用2DPSK体制可以避免此缺点的影响。 2、错误锁定：平方后的接收电压中有可能存在其他的离散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。解决这个问题的办法是降低环路滤波器的带宽。

科斯塔斯环法：又称同相正交环法或边环法。原理方框图： 图13-3科斯塔斯环法原理方框图90?相移环路滤波压控振荡s(t)载频输出低通低通?解调输出?abcdefg

工作原理a点的压控振荡电压为：b点的压控振荡电压为：c点的电压：d点的电压：

e点的电压：f点的电压：g点的电压：上式中的(?-?)是压控振荡电压和接收载波相位之差。

将m(t)=?1代入上式，并考虑到当(?-?)很小时， sin(?-?)?(?-?)，则上式变为电压vg通过环路滤波器，控制压控振荡器的振荡频率。这个电压控制压控振荡器的输出电压相位，使(?-?)尽可能地小。当?＝?时，vg=0。压控振荡器的输出电压va就是科斯塔斯环提取出的载波。

由上式可见，当(?-?)很小时，除了差一个常数因子外，电压ve就近似等于解调输出电压m(t)。所以科斯塔斯环本身就同时兼有提取相干载波和相干解调的功能。优缺点： 1、不需要对接收信号作平方运算，工作频率较低。2、为了得到科斯塔斯环法在理论上给出的性能，要求两路低通滤波器的性能完全相同。3、由锁相环原理可知，锁相环在(?-?)值接近0的稳定点有两个，在(?-?)等于0和?处。所以，科斯塔斯环法提取出的载频也存在相位含糊性。

再调制器－第3种提取相干载波的方法原理方框图载频输出?90?相移环路滤波压控振荡低通??s(t)abcdefg

工作原理 接收信号和a点振荡电压相乘后得到的c点电压 它经过低通滤波后，在d点的电压为 vd实际上就是解调电压，它受b点的振荡电压在相乘器中再调制后，得出的e点电压等于 上式的ve和信号s(t)再次相乘，得到在f点的电压

vf经过窄带低通滤波后，得到压控振荡器的控制电压 将上式的控制电压和科斯塔斯环的控制电压式比较可见，这两个方案中的压控振荡器的控制电压相同。

多进制信号的载频恢复 例：QPSK信号提取载频的科斯塔斯环法原理方框图??s(t)45?移相低通压控振荡环路滤波低通解调输出90?移相135?移相低通低通?????

13.2.3载波同步的性能相位误差相位误差的种类恒定误差：由电路参量引起的随机误差：由噪声引起的恒定误差分析：