第七章 ++同步原理课件.pptVIP

主要内容 7-1 概述 7-2 载波同步 7-3 位同步 7-4 桢同步 7-1 概述 同步： 载波同步 位同步（是数字通信系统中特有的问题） 桢同步（群同步） 网同步 同步 外同步法：在发送信号中加入一定形式的同步信号，以利于接收端对所需同步信息的提取。 自同步法：在接收端直接从信号中设法提取所需的同步信息，其同步提取电路通常由非线性变换电路与锁相环路构成。 7-2 载波同步 外同步法——插入导频法 自同步法 Coatas环(同相-正交环) 7-3 位同步(Bit Synchronization) 7-3-1 概述 ●数字通信中异步传输与同步传输 数字通信中对于码元的传输通常采用的两种形式[1] 异步传输 (Asynchronous Transmission) [2] 同步传输 (Synchronous Transmission) 无论是异步传输还是同步传输，数字通信总是一种按照特定“节拍”传输信息的通信方式，同步在数字通信中的作用非常重要。 总体上讲，同步传输比异步传输的性能高。 7-3-2 位同步原理 外同步法 自同步法 ●位同步的作用 在数字同步通信系统中，“同步”的要求之一就是要求收发双方严格按照发送端码时钟频率对码元序列中逐个码元接收判决，从而做到逐数据帧地进行接收。位同步是最基本的同步形式。同步通信系统如果不能实现位同步，将不可能实现其他形式同步，如帧同步。 问题 （1）数字基带信号含有位同步信息，可直接用基本锁相环提取位同步信息，供取样判决器使用； （2）数字基带信号功率谱中不含位定时离散谱 ●位同步环 位同步电路常常用锁相环路实现，故位同步电路常称为位同步环。 若接收信号序列是NRZ码序列，其功率谱中没有码时钟频率的离散谱分量，用基本锁相环是不能直接提取出码时钟频率信号的。 位同步环与基本锁相环的不同点体现在： （1）位同步环可以将NRZ码变为RZ码，从而产生出码时钟频率的离散谱，然后进行频率提取。 （2）位同步环中的锁相环部分往往采用“全数字环”。 2、工作原理假设环路中分频器的分频比为n = 4，分析调节过程： 随机徘徊数字滤波器 随机徘徊滤波器原理 位同步环的性能分析 1 (1)数字VCO采用步进方式，而不是连续方式调节相位； (2)相位最小步进量为： θ=360o/n ； (3)调节中的相位误差同样为： θe=360o/n ； （2）只有输入的NRZ码电平翻转跳变时，VCO才调节一次相位。这就是为什么希望NRZ码不要连码过长的原因。 假如：输入NRZ码相邻2个码元为00，01，10，11的概率相等，则统计平均的结果为：平均每隔2Ts时段，NRZ码出现1次电平翻转（即VCO调节1次相位）。 小结 （1）如希望尽量减小相位调节误差，则n值越大越好； （2）如希望尽量缩短同步建立时间，当NZR码的码速率一定（即Ts一定），则n值越小越好； （3）“减小相位误差”和“缩短同步建立时间”对于n值的选择是矛盾的，通常必须折中选取n值； （4）通常，n值选16或32的比较多见。 3 位同步保持时间tc 7-4 桢同步 起止式同步法 n位巴克码{x0,x1,?xn-1},xi取+1或-1,其局部自相关函数: 分散式插入法 桢同步系统性能分析 1 漏同步概率PM 3 平均同步建立时间ts 集中插入法 N=n+M ts?（1+PM+PF）NTs 逐码移位同步法 ts?N2Ts 桢同步系统抗干扰性能改进 1 同步识别性能的改进 2同步保护性能的改进 2 位同步建立时间ts （1）环路每调节一次相位耗时；当输入的NRZ 码与位同 步信号的相差为180o（时差），环路需要调节的次数最多。从而有最大调节次数为： Nmax=最长调节时差/每次调节耗时 =（Ts/2）/（Ts/n）=n/2 N：环路中分频器的分频比 Ts：NRZ码的码元周期 同步建立时间为： 位同步保持时间 7.5个码元 5个码元 (信息) 止 起 止 电传机编码波形 R(K) +7 -7 -5 -3 -1 0 1 3 5 7 K 7位巴克码的自相关函数 -1 集中插入法 CK1 Q1 CK2 Q2 CK3 Q3 CK4 Q4 CK5 Q5 CK6 Q6 CK7 Q7 过零判决器 位同步时钟 识别输入 识别输出 相 加 器 判决器 VT +1+1+1 -1-1 +1 -1 信息序列1 +1+1+1 -1-1