通信原理课件同步原理(精编).ppt

(a)窄带滤波器 t U kU ts tc U:同步信号峰值 kU:输出电压的包络达到此值，认为同步建立 载波同步的建立与保持 建立时间 保持时间 建立时间短和保持时间长也是矛盾的。Q值高，保持 时间虽然长，但建立时间也长 (b)PLL 对于PLL提取载波法，建立时间即为环路捕捉时间，而保持时间，即为环路的同步保持时间。分析表明，两者同样存在矛盾。但PLL优越之处在于，可通过改变锁定前后的环路时间常数，从而减少捕捉时间而加长保持时间。 §6.3 位同步 接收端必须提供一个频率和相位与发送端码元序列相一致的定时脉冲序列。 若基带信号为随机的二进制不归零码序列，这种信号本身 不包含位同步信号，为了获得位同步信号，需在基带信号 中插入位同步的导频信号，或对基带信号进行某种码型变 换以得到位同步信息。 滤波法 锁相法 插入导频法 直接法 位同步实现方法 一、插入导频法 尽量少影响原始信号。在此处频谱分量为0，即无 信号。 易于滤出导频信息。导频附近频谱分量很小。 插在基带信号频谱的零点处 利用调制的方法插入 利用独立信道传送位定时信号 1、导频插入在基带信号频谱的零点处 导频插入方法： 在接收端，由窄带滤波器就可以从基带信号中提取位同步信号。 一般基带信号的第一零点在f=1/T处。如果信号经过某种 相关编码，其频谱的第一零点在f=1/2T处 位同步插入导频法框图（对应于b) 由窄带滤波器取出导频的另一路经过移相和放大限幅、微分全波整流、整形等电路，产生位定时脉冲，微分全波整流电路起到倍频器的作用，因此虽然导频是 fb /2，但定时脉冲的重复频率变为与码元速率fb相同。 为减小导频对信号的影响，应从接收的总信号中减去导频信号。由窄带滤波器取出的导频（fb/2）经过移相和倒相后，再经过相加器把基带数字信号中的导频成分抵消。 图中两个移相器都是用来消除由窄带滤波器等引起的相移，这两个移相器可以合用。 2、用调制的方法插入—双重调制导频插入法 适用于FSK、PSK中。都是包络不变的等幅波，因此，可将位同步导频信号调制在它们的包络上。 对已调信号再进行附加的幅度调制，调幅用的信号即位同步信号 接收端用包络检波得到位同步信号 3、利用独立信道传送位定时信号（时域） 同步信号也可以在时域内插入，这时载波同步信号、 位同步信号和数据配置在不同的时间段内传送。 二、直接法 不发送导频，直接从数字信号中提取位同步信号的方法 滤波法 锁相法 1、滤波法 对于不归零的随机二进制序列，不能直接从中滤出位同步 信号，但对该信号进行某种变换，变成归零脉冲，就会包含 位同步分量，然后用窄带滤波器或锁相环可提取位同步信号. 波形变换 窄带滤波器 移 相 脉冲 形成 全占空码 单极性归零码 f b 位同步 1 0 1 1 微分、整流 滤波法原理图 特点就是：先形成含有同步信息的信号再用滤波器滤波 2、数字锁相法 基本原理：利用鉴相器比较接收码元和本地 产生的位同步信号的相位， 产生误差电压，不用于直接调整振荡器，而是通过控制器在信号钟输出 的脉冲序列中附加或扣除一个或几个脉冲，调整加到鉴相器上的位同步 脉冲序列的相位达到同步的目的。 三、位同步系统性能（略） §6.4 帧同步 数字通信中，一般总以一定数目的码元组成一个个字进行传输，称之为一帧。帧同步信号的频率可很容易由位同步信号经分频得到，但每帧的开头和结尾却无法由分频器决定。帧同步的任务就是给出这个“开头”和“结尾”的时刻。 实现方法有两种： 1) 插入同步码组法：在数字信息流中插入一些特殊码组作为头尾标记，接收端根据这些特殊码组的位置实现帧同步。插入法又分为连贯式(集中）插入法和间隔式（分散）插入法。 2) 直接法：不需要外加特殊码组，利用数据码组本身之间彼此不同的特性来实现自同步 一、起止式同步法 电传机传输的信息码字由7.5个码元组成，一个码元的负脉冲，五个码元的信息，最后是1.5个码元的正脉冲作为结束位。接收端根据1.5码元正电平转到一个负电平的特殊规律确定起始位置，实现帧同步。这种方式传输不便，效率低。 二、连贯式（集中）插入法 这种方法就是在每帧的开头集中插入帧同步码组的方法。作为帧同步码组的特殊码组 首先应具有尖锐单峰特性的局部自相关函数。局部自相关函数按下式计算： 对同步码组另外一个要求是识别器应该尽量简单 常用的帧同步码组是巴克码。 巴克码具有很理想的局部自相关函数： 7位的巴克码组为 自相关函数在j＝0时具有尖锐的单峰特性。 以7位巴克码为例。识别器用7级移位寄存器