通信原理_第七章同步原理.ppt

第七章 同步原理 引言 载波同步的方法 载波同步系统的性能 载波相位误差对解调性能的影响 位同步方法 位同步系统的性能及其相位误差对性能的影响 群同步 本章小结 思考题与作业 载波同步：在相干接收中，在接收端必须具有一个与发端同频同相的参考载波，这种参考载波的产生技术就是载波同步问题。 位同步：为了对接收的码元进行整形，需有一个与发端同频同相的码元时钟，这种码元时钟的产生就是位同步问题，又称码元同步。 群同步：在数字通信中一般都要对信号进行分组，如每组组成一帧或每组组成一个字符等。在收端必须知道每个分组的起止时刻，这样才能区分出相邻的各组，这就是群同步的问题。 7.1 载波同步的方法 一、 插入导频法 要求：为了避免信号与导频的相互干扰，要在信号载波分量为零的位置插入导频；还应避免插入的导频对信号解调有影响，常常采用正交插入导频方式。 1、频域正交插入导频 在模拟调制中的DSB、SSB信号在 附近信号频谱为0，所 以可以直接插入 作导频。设调制信号为 ,且 中无直 流分量，被调载波为 ，调制器假设为一相乘器， 插入导频是被调载波移相900形成的，为 ，其中 是插入导频的振幅，于是输出信号为 设收端收到的信号与发端输出信号相同，则收端用一个中心 频率为 的窄带滤波器就可取得导频 ，再将它移 相π/2，就可得到与调制载波同频同相的信号 。 插入的导频应为正交载波的原因：收端相乘器的输出为 框图中低通滤波器的截止频率为fm，v(t)经低通滤波器后， 就可以恢复出调制信号m(t)。然而，如果发端加入的导频 不是正交载波，而是调制载波，则从收端相乘器的输出可以 发现，除了有调制信号外，还有直流分量，这个直流分量将 通过低通滤波器对数字信号产生影响。 2．插入双导频 上图画出了残留边带信号形成滤波器的传输函数。它使下边 带信号绝大部分通过，而使上边带信号小部分残留。由于 附近有信号分量，如果直接在 处插入导频，该导频必然会 受到附近信号的干扰。可以在信号频谱之外插入两个导频 和 ，使它们在接收端经过某些变换后产生所需要的 。设 两导频与信号频谱两端的间隔分别为 和 ， 则 ， 是残留边带形成滤波器 传输函数中滚降部分所占带宽的一半； 是调制信号的宽。 设两导频分别为 和 ，其中 和 是两导 频信号的初始相位。如果经信道传输后，使两个导频和已调 信号中的载波都产生了频偏 和相偏 ，那么提取出的 载波也应该有相同的频偏和相偏，才能达到真正的相干解 调。由此可见，两导频信号经相乘器相乘后的输出应为 滤波器输出差频信号为 令 ，则上式可写为 经q次分频后，得 式中 为分频输出的初始相位，是一个常数。将它与 相乘，取差频，再通过中心频率为 的窄带滤波器，就可得 将上式通过移相电路，消除固定相移 ，就可获 得所需的相干载波 。 由分频次数q的表示式看出，可以通过调整 和 得到整数 的q。增大 或 ,有利于减小信号频谱对导频的干扰，然 而，所需信道的频带却要加宽。因此，应根据实际情况正确 选择 和 。 插入导频法提取载波要使用窄带滤波器。这个窄带滤波器也 可以用锁相环来代替，这是因为锁相环本身就是一个性能良 好的窄带滤波器，因而使用锁相环后，载波提取的性能将有 改善。 二、 直接法 直接法主要研究的是信号中不直接包含载频成分的情况，例 如DSB信号、SSB信号，以及“0”、“1”等概率的PSK信 号。这些信号虽然本身不包含载波，但对这些信号进行非线 性变换后，可以从中设法提取出载波。 1．平方变换法和平方环法 设调制信号 中无直流分量，则抑制载波的双边带信号可 表示为 ，对其进行平方变换后得到 前面提到 中无直流分量，但 中却含有直流分量，而 表达式第二项中包含 频率分量。若用一窄带滤波器将 频率分量滤出，再进行二分频就可获得载频 。 平方变换法提取载