通信原理教程7.ppt

第七章同步7.1概述 同步需要解决的问题：载波同步位同步群同步网同步解决同步问题的代价:增加设备，增加时间，增加能量§7.2载波同步方法

应用主要用于基带信号没有直流成分，且低频成分较少的情况如VSB、SSB等频谱示意图 例：2PSK信号。在发送端：插入正交导频 m(t)频谱中的最高频率为fm 在接收端： 用窄带滤波器滤出导频分量，并将其移相?/2，变成sin?0t，然后用它和接收信号相乘。 设接收信号仍用s0(t)表示，则此乘积为 滤除2?0频率分量，就可以恢复出原调制信号m(t)。若不用正交导频，接收端输出将增加直流分量。原理方框图7.2.2直接提取法平方法原理 对于没有载波分量的信号，例如2PSK信号， 设接收信号为s(t)： 式中，m(t)为调制信号，它无直流分量。 将此接收信号平方后，得到 用窄带滤波器将上式中2f0分量滤出，经过二分频，就得出载频f0的分量。原理方框图如下：存在问题：二分频电路的初始状态是随机的，使分频输出的初始相位有两种可能状态：0和?,即相位是模糊的用锁相环代替窄带滤波器的方案原理方框图优点：输出信号具有更好的稳定性，并且不必须有连续的输入信号。科斯塔斯环法－同相正交环法原理方框图原理 设：接收信号仍为抑制载波的双边带信号s(t)，本地载波电压为 式中，?为信号和本地载波的相位差。 输入信号s(t)和本地载波相乘后得到 经过低通滤波后，它们分别为： 和 上面这两个电压再相乘后得到 上式中，?是本地载波相位与接收信号载波相位之差。 vg经过环路滤波器后加到压控振荡器上，控制其振荡频率。 当?=0时，vg=0，这时振荡器的控制电压也等于0。结论：此压控振荡器的输出电压va就是从接收信号中提取的载波，可以用来进行相干接收。e点电压ve就是解调输出电压，因为它近似等于m(t)/2。优缺点：不需要用平方电路，它在频率很高时较难实现。若要求得到最佳性能，则需要两路低通滤波器的性能完全一致，这对于模拟电路来说较难做到，但是若用数字电路则不难做到。仍存在相位模糊问题。从多进制信号中提取载频以QPSK信号为例，说明平方法的原理。 设：一个QPSK信号的表示式为 式中， 对其平方后，得到 对于先验等概率的QPSK信号，上式中的“?”号表示其中的2?0分量的平均功率等于零，即其频谱中没有2?0的分量。因此，需要滤除其中的直流分量后，再次平方，得到 上式中含有4f0的分量。将它滤出并4分频，即可得到载频f0分量。QPSK信号提取载频的科斯塔斯环原理方框图7.3位同步－码元同步 7.3.1外同步法－辅助信息同步法原理：于发送端信号中插入频率为码元速率（1/T）或码元速率的倍数的位同步信号。 在接收端利用一个窄带滤波器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。插入位同步信号的方法：时域：连续插入、不连续插入（“位同步头”）频域：信号频带外插入、信号频带内“空隙”处插入。优缺点：设备较简单；但占用一定的带宽和发送功率。7.3.2自同步法开环码元同步法－同步电路直接从输入码流中提取发送码流的时钟。 下面给出3个具体方案。波形变换法延迟相乘法微分整流法 位同步与载波同步的区别位同步是指在接收端的基带信号中提取码元定时的过程。在模拟通信中，没有位同步的问题，但当采用相干解调时，需要载波同步。但在数字通信中，一般都有位同步的问题，无论是相干解调还是非相干解调。数字通信时，相干解调既需要载波同步又需要位同步；非相干解调不需要载波同步7.4群同步

7.4.1概述

如果把每一个码元比喻成一个英文字母，则位同步的作用是识别出每个字母而帧同步的作用可以比喻成是找出由这些字母组成的一句话的开头通常的方法有起止同步法Flag集中插入法Flag分散插入法群同步信息的传递集中插入：适用于要求快速建立同步的地方，或间断传输信息并且每次传输时间很短的场合分散插入：需要较长的同步建立时间。故适用于连续传输信号之处，例如数字电话系统中同步电路的两种状态：捕捉态和保持态。起止式同步法： 主要适用于低速的手工操作的电传打字机中。 起止式同步通信有时也称为异步式通信，因为其码元间隔不等。7.6本章重点小结本章以掌握概念为重点同步的种类何时需要载波同步，何时不需要？