通信原理第九章.ppt

主要内容： 1 概述 2 载波同步 3 位同步 4 群同步 ; 第 九 章 同步原理; (2) 位同步。 位同步又称码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。这就要求接收端必须提供一个位定时脉冲序列，该序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。我们把提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。 ; (3) 群同步。 群同步包含字同步、句同步、分路同步，它有时也称帧同步。在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个“字”， 又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。 对于数字时分多路通信系统，如PCM30/32电话系统， 各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。 为了使接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程，称为帧同步。因此，在接收端产生与“字”、“句”及“帧”起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程统称为群同步。  ; (4) 网同步。 在获得了以上讨论的载波同步、位同步、群同步之后， 两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。然而， 随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。显然，为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。 ;2、按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和自同步法。  (1) 外同步法（插入导频法）。 由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接收端把这个导频提取出来作为同步信号的方法，称为外同步法。 (2) 自同步法（直接法）。 发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。  自同步法是人们最希望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配给信号传输。在载波同步和位同步中，两种方法都有采用，但自同步法正得到越来越广泛的应用。而群同步一般都采用外同步法。  ;同步的重要性;同步的代价;9.2 载波同步;9.2 .2信号中不包含载频分量时的载频提取; 接收端将该信号经过非线性变换——平方律器件后得到   上式的第二项包含有载波的倍频2ωc的分量。若用一窄带滤波器将2ωc频率分量滤出，再进行二分频，就可获得所需的相干载波。基于这种构思的平方变换法提取载波的方框图如图 9 -1 所示。  ;图 9–1 平方变换法提取载波;因而， 同样可以通过图 9- 1 所示的方法提取载波。 在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，图 9 - 1 中的窄带滤波器常用锁相环代替，构成如图 9 - 2 所示的方框图，称为平方环法提取载波。由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能。因此，平方环法提取载波得到了较广泛的应用。  我们以2PSK信号为例，来分析采用平方环的情况。 ;图11-2 平方环法提取载波; 当g(t)为矩形脉冲时，有 假设环路锁定，VCO的频率锁定在2ωc频率上，其输出信号为  这里，θ为相位差。经鉴相器（由相乘器和低通滤波器组成）后输出的误差电压为 式中，Kd为鉴相灵敏度，是一个常数。vd仅与相位差有关， 它通过环路滤波器去控制压控振荡器的相位和频率，环路锁定之后， θ是一个很小的量。因此，VCO的输出经过二分频后，就是所需的相干载波。 ; 应当注意，载波提取的方框图中用了一个二分频电路， 由于分频起点的不确定性，使其输出的载波相对于接收信号相位有180°的相位模糊。相位模糊对模拟通信关系