通信原理韩庆文第六章同步原理(1).ppt

重庆大学通信工程学院 数字通信原理 对单边带信号及残余边带信号的影响 相位误差对双边带信号而言，只会引起信噪比的下降 对于残余边带信号和单边带信号而言，相位误差不仅会引起信噪比下降，还会造成信号畸变。 以单边带信号为例，说明这种畸变的产生过程。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 对单边带信号及残余边带信号的影响 基带信号 单边带信号取上边带 相干载波与基带信号的相差 低通滤波 有效项 畸变项 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 对单边带信号及残余边带信号的影响 比较 第一项与原基带信号相比较，可以看出，由于增加了系数cosφ ，导致信噪比下降； 第二项是与原基带信号正交的项，是不需要的解调结果，这一项的存在，导致接收的基带信号产生畸变，而且畸变随着的增加而变大。 有效项 畸变项 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 载波相位误差对解调性能的影响 对双边带调幅信号的影响 对单边带信号及残余边带信号的影响 对调相信号的影响 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 对调相信号的影响 二进制数字调相信号的表示式与抑制载波的双边带信号相同 载波同步系统提供的载波只要与要求的相干载波之间存在相位误差φ ，解调结果就会受到与双边带信号一样的影响。 信噪比同样要下降为原来的cos2φ倍 得到系统误码率公式： 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 对调相信号的影响 四相移相信号的误码率可利用相量图求得 每个四相相量都可分解为两个相量 相量1(11) (振幅为)，当φ=0时，在x,y两轴上的投影均为cosπ/4分量 当φ≠0时在x,y两轴上的投影分别为：cos(π/4＋φ), cos(π/4-φ) 1（11） 2（01） 3（00） 4（10） φ x y 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 对调相信号的影响 一个四相移相信号正确解调的概率应等于两分量都正确的概率 由此得到信号的误码率： 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 载波同步系统的性能 稳态相差Δψ 随机相差 同步的建立时间和保持时间 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 稳态相差Δψ 当 Q值越大，所引起的稳态相差也就越大 很小 用窄带滤波器提取载波时的稳态相差 用锁相环提取载波时的稳态相差 环路的直流增益 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 载波同步系统的性能 稳态相差Δψ 随机相差 同步的建立时间和保持时间 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差 由于载波信号上叠加了随机高斯噪声，所以当其通过窄带滤波器后，会使得到的载被同步信号产生随机相位误差。 随机相差的概率密度函数 用窄带滤波器提取载波的相位抖动 用平方环法提取载波的相位抖动 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差的概率密度函数 载波同步系统输出的信号 叠加了高斯噪声的载波信号通过窄带系统后的输出信号 窄带高斯过程 正交展开 代入 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差的概率密度函数 相互独立的高斯随机变量 相互独立的高斯随机变量 概率密度函数 联合概率密度函数 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差的概率密度函数 变成包络r和 相位θ的函数 随机变量 随机变量 包络r的一维概率密度函数 广义瑞利分布，或莱斯分布 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差的概率密度函数 相位θ的 一维概率密度函数 概率积分函数 信号信噪比 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差的概率密度函数 高信噪比条件下 随机相差的方差与信噪比之间的关系： 结论 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 结论 对于一个载波同步系统来说，不仅仅可以用信噪比来衡量随机相差的大小，也可以用随机相差的方差来衡量。 在后面讨论同步系统性能时，将用随机相差的均方根值来衡量随机相差，并称之为相位抖动σθ，即有： 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差 由于载波信号上叠加了随机高斯噪声，所以当其通过窄带滤波器后，会使得到的载被同步信号产生随机相位误差。 随机相差的概率密度函数 用窄带滤波器提取载波的相位抖动 用平方环法提取载波的相位抖动 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 用窄带滤波器提取载波的相位抖动 已知窄带滤波器的电压传递函数 噪声为高斯白噪声 滤波器的等效噪声带宽 LC元件组成的单回路 品质因素 窄带滤波器中心频率 窄带滤波器 输出的噪声功率 输出信号功率 输出信噪比 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 用窄带滤波器提取载波的相位抖动 相位抖动 Q值越高，σθ越小。 增加Q值却会导致稳态相差增加 当使用窄带滤被器提取载波时，稳态相差和随机相差对Q值的要求是相互矛盾的 在实际应用中，必须兼顾二者，切忌顾此失彼。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 随机相差 由于载波信号上