通信原理第10章 同步原理課件

1、 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了使接收端能夠正確在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了使接收端能夠正確地從所收到的信號(hào)中恢復(fù)出原始信息，就必須保地從所收到的信號(hào)中恢復(fù)出原始信息，就必須保證接收機(jī)能夠從所收到數(shù)字序列中正確識(shí)別出一證接收機(jī)能夠從所收到數(shù)字序列中正確識(shí)別出一個(gè)碼元的起止時(shí)刻、一個(gè)碼組或碼字起止碼元、個(gè)碼元的起止時(shí)刻、一個(gè)碼組或碼字起止碼元、一幀的起止碼字，能夠保證接收機(jī)產(chǎn)生一個(gè)頻率一幀的起止碼字，能夠保證接收機(jī)產(chǎn)生一個(gè)頻率和相位與所收到的頻帶信號(hào)載波的頻率和相位一和相位與所收到的頻帶信號(hào)載波的頻率和相位一致的本地載波，這種確保接收機(jī)與發(fā)送機(jī)能夠協(xié)致的本地載波，這種確保接收機(jī)與發(fā)送機(jī)能夠協(xié)調(diào)一致工作的技術(shù)就

2、統(tǒng)稱為同步技術(shù)。本章將分調(diào)一致工作的技術(shù)就統(tǒng)稱為同步技術(shù)。本章將分別討論載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步的原別討論載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步的原理和性能。理和性能。 第一節(jié)第一節(jié) 同步的基本內(nèi)容和要求同步的基本內(nèi)容和要求 第二節(jié)第二節(jié) 載波同步載波同步 第三節(jié)第三節(jié) 位同步位同步 第四節(jié)第四節(jié) 幀同步幀同步 第五節(jié)第五節(jié) 網(wǎng)同步的基本概念網(wǎng)同步的基本概念 同步是通信系統(tǒng)中一個(gè)非常重要問題。由于一般收、發(fā)雙方有一定距離，要使它們能很好地發(fā)送和接收信息，同步系統(tǒng)是必不可少的。 當(dāng)接收端采用同步解調(diào)時(shí)，需要提供一個(gè)與發(fā)射端調(diào)制載波同頻同相的相干載波。這個(gè)相干載波的獲取就稱為載波同步。第一節(jié) 同

3、步的基本內(nèi)容和要求 因?yàn)閿?shù)字通信中消息是一串相繼的信號(hào)碼元的序列，解調(diào)時(shí)常需知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻。因此，接收端必須產(chǎn)生一個(gè)用作抽樣判決的定時(shí)脈沖序列，它和接收碼元的終止時(shí)刻應(yīng)對(duì)齊。我們把在接收端產(chǎn)生與接收碼元的頻率和相位一致的定時(shí)脈沖序列的過程稱為碼元同步或位同步，稱這個(gè)定時(shí)脈沖序列為碼元同步脈沖或位同步脈沖。 對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸來說，有了載波同步和位同步，發(fā)端的代碼可以在收端解調(diào)出來，但代碼是一連串的“1”、“0”碼，數(shù)字代碼總是用若干碼元組成一個(gè)“字”，又用若干“字”組成一“句”。因此，在接收這些數(shù)字流時(shí)，同樣也必須知道這些“字”、“句“的起止時(shí)刻。在接收端產(chǎn)生與“字”、“句”起止時(shí)刻相一致

4、的定時(shí)脈沖序列，稱為“字”同步和“句“同步，統(tǒng)稱為群同步或幀同步。 隨著數(shù)字通信的發(fā)展，多個(gè)用戶需相互通信，從而組成了數(shù)字通信網(wǎng)。為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在整個(gè)通信網(wǎng)內(nèi)必須有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)，這就是網(wǎng)同步。 提取載波的方法分兩種：一種是直接法，該方法不專門發(fā)送導(dǎo)頻，而在接收端直接從發(fā)送信號(hào)中提取載波。第二種是插入導(dǎo)頻法，即在發(fā)送有用信號(hào)的同時(shí)，在適當(dāng)?shù)念l率位置上，插入一個(gè)（或多個(gè)）稱作導(dǎo)頻的正弦波，接收端就由導(dǎo)頻提取出載波。第二節(jié) 載波同步 一、直接法 這種方法的思路是：有些信號(hào)雖然不包含載波分量，但對(duì)該信號(hào)進(jìn)行某種非線性變換后，就可以直接從其中提取出載波分量來。 設(shè)調(diào)

5、制信號(hào)為m(t), m(t)中無直流分量，當(dāng)它和載波相乘后，得到了抑制載波的雙邊帶信號(hào) 假定信號(hào)傳輸無失真，到接收端后，將該信號(hào)進(jìn)行平方變換，得 顯然，上式中Es2(t)0，所以e(t)表示式的第二項(xiàng)中包含有2fc頻率的分量。若用一窄帶濾波器將2fc頻率分量濾出，再進(jìn)行二分頻，就獲得所需的載波fc。tftmtsc2cos)()(tftmtmtftmtecc4cos)(212)(2cos)()(2222 1平方變換法和平方環(huán)法平方變換法提取載波 該方法采用二分頻電路后，在相干PSK 解調(diào)時(shí)，解調(diào)后的序列可能是正確的，也可能極性正好相反，即“反向工作”。對(duì)移相信號(hào)而言，解決這個(gè)問題的常用方法是采用

6、相對(duì)調(diào)相。 為了改善平方變換法的性能，可以在平方變換法的基礎(chǔ)上，把2fc窄帶濾波器用鎖相環(huán)代替，就稱為平方環(huán)法提取載波。由于鎖相環(huán)具有良好的跟蹤、窄帶濾波和記憶性能，因此，平方環(huán)法比一般的平方變換法具有更好的性能，應(yīng)用更為廣泛。平方環(huán)法提取載波 2同相正交環(huán)法 同相正交環(huán)法提取載波同相正交環(huán)法提取載波 設(shè)輸入的抑制載波雙邊帶信號(hào)為m(t)cos2fct ，在壓控振蕩器鎖定后輸出信號(hào)為v1=cos(2fct+ ) ，v1經(jīng)過相移電路后得v2=sin(2fct+ ) ，由于這兩個(gè)信號(hào)相位差/2，因此通常稱這種環(huán)路為同相正交環(huán)，得 )4cos(cos)(21)2cos(2cos)(3tftmtftf

7、tmccc)4sin(sin)(21)2sin(2cos)(4tftmtftftmccc經(jīng)低通后的輸出分別為將v5和v6加于相乘器得式中是壓控振蕩器輸出信號(hào)與輸入已調(diào)信號(hào)載波之間的相位誤差。當(dāng)較小時(shí)cos)(215tmsin)(216tm2sin)(812657tm)(4127tm v7的大小與相位誤差成正比，它就相當(dāng)于一個(gè)鑒相器的輸出。用v7去控制壓控振蕩器輸出信號(hào)的相位，最后使穩(wěn)態(tài)相位誤差減小到很小。這時(shí)壓控振蕩器的輸出v7就是所需提取的載波。 這種方法初看沒有二分頻，似乎沒有相位模糊問題，但通過分析同樣存在這個(gè)問題，因?yàn)楫?dāng)v1=cos(2fct+180)時(shí)，經(jīng)過計(jì)算可得v7=1/8 m2

8、(t)sin2,因此v1的相位也是不確定的。 二、插入導(dǎo)頻法 插入導(dǎo)頻法就是在發(fā)送端插入一個(gè)或數(shù)個(gè)導(dǎo)頻與信號(hào)一起傳輸，對(duì)于某些信號(hào)，比如單邊帶調(diào)制信號(hào)，只能用插入導(dǎo)頻法提取載波。下面以在抑制載波的雙邊帶信號(hào)中插入導(dǎo)頻為例說明其原理。 由于導(dǎo)頻與信號(hào)一起傳輸，因此第一個(gè)要求是在載頻處已調(diào)信號(hào)的頻譜分量為零，這樣可避免信號(hào)與導(dǎo)頻的相互干擾，當(dāng)采用某種相關(guān)編碼信號(hào)去進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，載頻附近的頻譜分量很小，易于插入導(dǎo)頻以及解調(diào)時(shí)易于濾出它。第二個(gè)要求是插入的導(dǎo)頻和加于調(diào)制器的那個(gè)載波是正交關(guān)系，目的是為了解調(diào)。 抑制載波雙邊帶信號(hào)的導(dǎo)頻插入插入導(dǎo)頻法發(fā)端方框圖 設(shè)調(diào)制信號(hào)為m(t)，m(t)

9、中無直流分量，被調(diào)載波為acsin2fct，調(diào)制器假設(shè)為一相乘器，插入導(dǎo)頻是被調(diào)載波移相90形成的，為-accos2fct，其中，ac是插入導(dǎo)頻的振幅。于是輸出信號(hào)為tfatftmatucccc2cos)(2sin)()(0插入導(dǎo)頻法收端方框圖 設(shè)u0(t)無失真地傳到收端，則收端用一個(gè)中心頻率為fc的窄帶濾波器就可取得導(dǎo)頻-accos2fct ，再將它移相/2，就可得到與調(diào)制載波同頻同相的信號(hào)sin2fct 。 插入導(dǎo)頻法提取載波要使用窄帶濾波器。這個(gè)窄帶濾波器也可以用鎖相環(huán)來代替，這是因?yàn)殒i相環(huán)本身就是一個(gè)性能良好的窄帶濾波器，因而使用鎖相環(huán)后，載波提取的性能將有改善。 三、載波同步系統(tǒng)的

10、性能 載波同步系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是效率和精度。 效率高就是為了獲得載波信號(hào)而盡量少消耗發(fā)送功率。用直接法提取載波時(shí)，發(fā)端不需發(fā)送導(dǎo)頻，因而效率高；而用插入導(dǎo)頻法時(shí)，由于插入導(dǎo)頻要消耗一部分功率，顯然系統(tǒng)的效率降低。 精度高就是提取出的載波應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)載波同頻同相，但實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)，只能要求相位誤差盡量小。 另外的性能指標(biāo)有同步建立時(shí)間和同步保持時(shí)間。 相位誤差通常由穩(wěn)態(tài)相差和隨機(jī)相差組成。 穩(wěn)態(tài)相差主要是指載波信號(hào)通過同步信號(hào)提取電路以后，在穩(wěn)態(tài)下所引起的相差；隨機(jī)相差是由于隨機(jī)噪聲的影響而引起同步信號(hào)的相位誤差。 實(shí)際的同步系統(tǒng)中，由于同步信號(hào)提取電路的不同，信號(hào)和噪聲形式的不同，相位誤差也就不

11、同。 1.相位誤差 假設(shè)所用的窄帶濾波器為一個(gè)簡單的單調(diào)諧回路，其Q 值一定。那么，當(dāng)回路的中心頻率f0與載波頻率fc不相等時(shí)，就會(huì)使輸出的載波同步信號(hào)引起一穩(wěn)態(tài)相差。若f0與fc之差為f，且f較小時(shí)，可得 因此，Q 值越高，所引起的穩(wěn)態(tài)相差越大。02ffQ 同步系統(tǒng)使用鎖相環(huán)時(shí)，當(dāng)鎖相環(huán)壓控振蕩器與輸入載波信號(hào)之間有頻率差f 時(shí)，也會(huì)引起一穩(wěn)態(tài)相差。該穩(wěn)態(tài)相差為 式中，Kv為環(huán)路直流增益。 Kf2 隨機(jī)相差是由于隨機(jī)的噪聲疊加在載波信號(hào)上而引起的。假設(shè)載波信號(hào)的初始相位為零，則n就是隨機(jī)相差，經(jīng)計(jì)算得相位誤差的分布f(n)。隨機(jī)相差n的方差與信噪比r有如下關(guān)系所以隨機(jī)相差n的方差與信噪比r是

12、反比關(guān)系。 2)(nrnenrfrn212 當(dāng)用單調(diào)諧電路作為窄帶濾波器時(shí)，設(shè)回路的諧振頻率f0與Q 值已經(jīng)給定。如果在t=0 時(shí)刻將信號(hào)接入電路，則輸出電壓為tfeUutQf0222cos102.建立時(shí)間和保持時(shí)間載波同步的建立與保持 當(dāng)t=ts時(shí)，輸出電壓u(ts)達(dá)到，此時(shí)認(rèn)為已建立同步信號(hào)，將u(ts)的表示式代入式中，可求得 就是單調(diào)諧電路的載波建立時(shí)間。kfQts11ln220 如果在t=0 時(shí)將接入電路的信號(hào)斷開，由于回路儲(chǔ)能元件的作用，得回路電壓表示式為 上式示于曲線的末尾部分，其包絡(luò)逐漸衰減。當(dāng)輸出電壓u(tc)下降到時(shí)，認(rèn)為同步信號(hào)已經(jīng)消失。求得保持時(shí)間為 tfUetutQ

13、f0222cos)(0kfQtc1ln220 位同步又稱碼元（或比特）定時(shí)。實(shí)現(xiàn)位同步的方法基本上可以分為兩大類，一類是外同步法，另一類是自同步法。外同步法就是在發(fā)送端除了發(fā)送有用的數(shù)字信息外，還專門傳送位同步信號(hào)，到了接收端用窄帶濾波器或鎖相環(huán)把濾波出來的信號(hào)作為同步之用。自同步法是發(fā)送端不專門向接收端傳送位同步信號(hào)，收端所需要的位同步信號(hào)是從解調(diào)后的數(shù)字基帶信號(hào)中提取出來。第三節(jié) 位同步 對(duì)于全占空的隨機(jī)二進(jìn)制序列，不論是單極性還是雙極性的，當(dāng)P（1）=P（0）=0.5時(shí)，都沒有fB ，2fB等線譜的，因而不能直接從其中濾出位同步信號(hào)。但是，若對(duì)該信號(hào)進(jìn)行某種變換，例如，變成歸零脈沖后，則

14、該序列中就有fB=1/TB的位同步信號(hào)分量。一、自同步法1濾波法 上圖中的波形變換，采用微分和全波整流電路，微分的作用是把不歸零脈沖變?yōu)闅w零脈沖，全波整流電路的作用是把雙極性信號(hào)變?yōu)閱螛O性信號(hào)，保證頻譜中有fB分量。濾波法原理圖 基帶信號(hào)微分、整流波形 經(jīng)微分、整流后的基帶信號(hào)波形如圖, 另一種波形變換方法應(yīng)用對(duì)象是頻帶受限的二相PSK 信號(hào)，波形如下頁圖a。因頻帶受限，在相鄰碼元的相位突變點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生幅度平滑的“陷落”。經(jīng)包絡(luò)檢波后，可以認(rèn)為它是一直流和下頁圖b所示波形相減而組成的，因此包絡(luò)檢波后的波形中包含有如下頁圖c所示波形，而這個(gè)波形中已含有位同步信號(hào)分量。因此，將它經(jīng)濾波器后就可提取

15、出位同步信號(hào)。頻帶受限二相PSK信號(hào)的位同步信號(hào)提取 a）帶限2PSK信號(hào)b）包絡(luò)檢波后的波形c）含有位同步信號(hào)的波形 比如在時(shí)分多址數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，各地球站的信息都是按子幀傳送的，每一子幀都有一報(bào)頭，用作為載波恢復(fù)時(shí)間和位定時(shí)恢復(fù)時(shí)間等。通常地球站發(fā)射報(bào)頭時(shí)功率大，發(fā)射信息部分時(shí)功率小，分幀結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的調(diào)幅波形如下頁圖所示，由于報(bào)頭的寬度是一個(gè)碼元寬度的整數(shù)倍，故可以用包絡(luò)檢波一濾波法來提取位同步信號(hào)。為確保位同步恢復(fù)在報(bào)頭內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并一直保持到分幀結(jié)束，在濾波之前加了一個(gè)沖激振蕩器。采用包絡(luò)檢波法從報(bào)頭中提取位同步a）幀結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的調(diào)幅波形b）包絡(luò)檢波提取位同步信號(hào)的方框圖 數(shù)字鎖相環(huán)由

16、數(shù)字電路構(gòu)成，也可由軟件構(gòu)成或某些部件由軟件完成。常見的數(shù)字鎖相環(huán)位同步器原理方框圖如下頁圖 (不包括數(shù)字環(huán)路濾波器DLF)。數(shù)字鎖相環(huán)2. 鎖相環(huán)法數(shù)字鎖相環(huán)位同步器原理方框圖 圖中，c次分頻器、或門、扣除門和附加門一起構(gòu)成數(shù)控振蕩器(DCO)，此環(huán)路的基本原理是：相位比較器(鑒相器)輸出的兩個(gè)信號(hào)通過控制常開門和常閉門的狀態(tài)，改變N0次分頻器輸出信號(hào)的周期(一次改變2/ N0)，使環(huán)路逐步達(dá)到鎖定狀態(tài)。 這種鎖相環(huán)的同步建立時(shí)間比較長，當(dāng)需要快速建立同步信號(hào)時(shí)，可用快速捕捉數(shù)字鎖相環(huán)。 為了衡量一個(gè)數(shù)字通信設(shè)備的位同步性能，通常提出以下幾項(xiàng)指標(biāo)： 相位誤差e 同步建立時(shí)間ts 同步保持時(shí)間

17、t0二、位同步系統(tǒng)的性能 衡量數(shù)字鎖相環(huán)的一個(gè)重要指標(biāo)是相位誤差，考慮到它對(duì)誤碼的影響，一般用時(shí)差來表示相位誤差。顯然，為了減小位同步相位誤差的影響，分頻次數(shù)N（N=2n-1)應(yīng)越大越好，但這與減小同步建立時(shí)間有矛盾。因?yàn)樵谕浇⑦^程中，本地位定時(shí)脈沖是每比較一次向輸入信號(hào)過渡點(diǎn)靠近TB/2n-1秒，N越大，靠近的步子就越小，同步建立的速度就越慢。所以N值的選取要折中兩者的要求。1相位誤差e 數(shù)字鎖相法提取位同步信號(hào)時(shí)，引起相位誤差的主要原因是位同步脈沖相位的調(diào)整是跳變式的。因?yàn)槊空{(diào)整一步，相位改變2/N（N 是分頻器的分頻次數(shù)），故最大的相位誤差為2/N，用e表示 若用時(shí)間差Te來表示相位

18、誤差，因每碼元的周期為TB，故得Ne360NTTBe 同步建立時(shí)間為失去同步后重建同步所需的最長時(shí)間。建立同步最不利的情況，是位同步脈沖與輸入信號(hào)相位相差TB2，鎖相環(huán)每調(diào)整一步僅能移TBN 秒，故需最大的調(diào)整次數(shù)為22NNTTKBB2 . 同步建立時(shí)間ts 接收隨機(jī)數(shù)字信號(hào)時(shí)，可近似認(rèn)為兩相鄰碼元中出現(xiàn)0l，10，11，00是等概率的，其中過零點(diǎn)的情況占一半。在數(shù)字鎖相法中都是以數(shù)據(jù)過零點(diǎn)中提取標(biāo)準(zhǔn)脈沖用以比相的。因此，平均起來，相當(dāng)于兩個(gè)周期可調(diào)整一次相位，故同步建立時(shí)間為 ts = 2TBK = NTB(S)，為使ts減少，故要求N 減少。 。 除相位誤差外，同步保持時(shí)間也是同步系統(tǒng)的一

19、個(gè)重要指標(biāo)。從接收信號(hào)消失或接收信號(hào)中的位同步信息消失開始，到位同步電路輸出的位同步信號(hào)中斷為止這段時(shí)間，稱為位同步的保持時(shí)間。在系統(tǒng)已經(jīng)建立同步的情況下，由于某種原因，使信號(hào)中斷，或出現(xiàn)長連“0”、連“1”碼時(shí)，因沒有過渡點(diǎn)，也沒有誤差脈沖。如再考慮收、發(fā)兩端的振蕩器不可避免地存在小量的頻率偏移，也會(huì)使收端定時(shí)脈沖的相位逐漸偏離同步位置。對(duì)此，為保證碼元檢測的精度，應(yīng)要求系統(tǒng)的位定時(shí)脈沖的相位偏移限制在一定的范圍內(nèi)。也就是說，在允許的同步保持時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證定時(shí)脈沖的相位偏離不超過允許值。 3同步保持時(shí)間t0 設(shè)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)的時(shí)鐘穩(wěn)定度為，則DCO輸出信號(hào)頻率與環(huán)路輸入信號(hào)信息速率之間的最大

20、誤差為2fBs。若允許位同步信號(hào)的最大相位誤差為2，則4fBtc= 2,由此得 tc應(yīng)大于兩次相位調(diào)整時(shí)間間隔。tc越大，允許連1碼或連0碼越長。Bcft2 數(shù)字通信的時(shí)分復(fù)用技術(shù)就是通過時(shí)間分割來實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用，在此幀同步的作用是使在接收端的時(shí)隙脈沖排列規(guī)律和接收到的碼流中時(shí)序排列規(guī)律一致，以保證正確無誤地進(jìn)行分路。幀同步有時(shí)也稱為群同步。接收端實(shí)現(xiàn)幀同步的方法一般可以分為兩類：第一類方法是在發(fā)送的數(shù)字信號(hào)序列中插入幀同步脈沖或幀同步碼作為幀的起始標(biāo)志，這類方法稱為外同步法；另一類方法是利用數(shù)字信號(hào)序列本身的特性來恢復(fù)幀同步信號(hào)，例如某些具有糾錯(cuò)能力的抗于擾編碼具有這種特性，這種方法稱為自同步

21、法。這一節(jié)只介紹數(shù)字通信中應(yīng)用較多的外同步法。第四節(jié) 幀同步 幀同步問題實(shí)質(zhì)上是一個(gè)對(duì)幀同步標(biāo)志進(jìn)行檢測的問題。 對(duì)幀同步系統(tǒng)提出的基本要求是： （1）正確建立同步的概率大，錯(cuò)誤同步的概率小。 （2）捕捉時(shí)間要短。無論是初始捕捉還是失步后重新進(jìn)入捕捉，都要求捕捉時(shí)間要短。因?yàn)樵诓蹲竭^程中系統(tǒng)處于失步狀態(tài)。這樣，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將丟失數(shù)據(jù)信息，對(duì)于數(shù)字電話系統(tǒng)將出現(xiàn)話音中斷現(xiàn)象。實(shí)踐證明，人耳對(duì)于小于100ms的中斷現(xiàn)象不易感覺，所以要求數(shù)字電話系統(tǒng)一旦幀失步后，重新建立同步的時(shí)間（又稱捕捉時(shí)間）應(yīng)小于100ms，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)則要求捕捉時(shí)間更短些。 （3）穩(wěn)定地保持同步。接收端的幀同步系統(tǒng)一

22、旦進(jìn)人同步狀態(tài)之后，應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定地保持同步，而不被信道干擾引起的誤碼破壞同步。信道中的干擾，根據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，其時(shí)間寬度一般小于3ms，為了防止信道誤碼破壞同步狀態(tài)，往往在收端幀同步系統(tǒng)中采取了相應(yīng)的保護(hù)措施。同步后接收端收不到幀同步碼有兩種情況： 真正失步了。在這種情況下，收不到幀同步時(shí)間都較長，總是大于3ms； 由于信道誤碼而收不到幀同步。發(fā)生這種情況的時(shí)間比較短，一般小于3ms，根據(jù)兩種情況的不同特點(diǎn)，對(duì)幀同步就可以采用相應(yīng)的保護(hù)措施，只有在真失步的情況下，收端幀同步系統(tǒng)才轉(zhuǎn)入捕捉態(tài)。 （4）在滿足幀同步性能要求的條件下，為提高有效信息的傳輸效率，幀同步碼的長度應(yīng)盡可能短些。一、起止式同步法 這

23、種方法主要應(yīng)用于電傳報(bào)中，在發(fā)送每一個(gè)字符代碼的前面均加上一個(gè)“起”信號(hào)，其長度規(guī)定為一個(gè)碼元，極性為負(fù)，后面均加一個(gè)“止”信號(hào)；“止”信號(hào)長度為1.5個(gè)碼元，極性為正。字符可以連續(xù)發(fā)送，也可以單獨(dú)發(fā)送；不發(fā)送字符時(shí)，連續(xù)發(fā)送“止”信號(hào)。因此，每一字符的起始時(shí)刻可以是任意的，但在同一個(gè)字符內(nèi)各碼元長度相等。這樣，接收端可根據(jù)字符之間的從“止”信號(hào)到“起”信號(hào)的跳變來檢測識(shí)別一個(gè)新字符的“起”信號(hào)，從而正確地區(qū)分一個(gè)個(gè)字符。因此，這樣的字符同步方法稱起止式同步。其優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)字符同步比較簡單，收發(fā)雙方的時(shí)鐘信號(hào)不需要精確的同步。缺點(diǎn)是每個(gè)字符增加了23 bit，降低了傳輸效率。起止式同步的信號(hào)波

24、形 這種方法就是將幀同步碼組在每幀的開頭連續(xù)插入，在收端，只要檢測出幀同步碼組的位置，就可識(shí)別出幀的開頭，從而可確定幀內(nèi)信息碼組。這種方法實(shí)現(xiàn)較容易。 作為幀同步碼組，在傳輸過程中不可避免地也會(huì)受到噪聲的影響，從而導(dǎo)致幀同步碼組中某些碼元出錯(cuò)，以致接收端檢測不出幀同步碼組，造成漏同步。同時(shí)，由于信息碼序列是隨機(jī)的，有可能出現(xiàn)與幀同步碼組完全相同的碼型，這會(huì)使收端產(chǎn)生假同步。在實(shí)際中，總是希望漏同步和假同步概率越小越好，并且碼組易于識(shí)別，傳輸效率要高，即幀同步碼組的長度應(yīng)盡量短。為了滿足這些要求，通常選用巴克碼作為幀同步碼組。二、連貫式插入法 巴克碼是一種具有特殊規(guī)律的二進(jìn)制序列。其規(guī)律是：一個(gè)

25、長度為n位的巴克碼組x1,x2,x3xn，xi取值為+1或-1，它的局部自相關(guān)函數(shù)為jnijiinjnjjnxxjR1, 00100,)(，或目前所有的巴克碼組如表+ + + -+ + + -；+ + - + + + - + + + - - + -+ + + - - - + - - + -+ + + + + - - + + - + - +234571113巴克碼組n+ + + -+ + + -；+ + - + + + - + + + - - + -+ + + - - - + - - + -+ + + + + - - + + - + - +234571113巴克碼組n 以n=7為例，根據(jù)上式求出它的自相關(guān)函數(shù)如下： 當(dāng)j=0 時(shí) 當(dāng)j=l 時(shí) 同理可求出j= 2，3，4，5，6，7 時(shí)的R（j）值分別為-1、0、-1、0、-1、0 ；再求出j 為負(fù)值時(shí)的自相關(guān)函數(shù)值，自相關(guān)函數(shù)波形如下頁圖所示，其自相關(guān)函數(shù)在j0 時(shí)出現(xiàn)尖銳的單峰。71271111111)(iixjR6110111111)(iiixxjR七位巴克碼的自相關(guān)函數(shù)三、幀同步系統(tǒng)的性能幀同步系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要是漏同步概率P1假同步概率P2幀同步平均建立時(shí)間ts 數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中由于干擾的影響使同步碼組產(chǎn)生誤碼，而使幀同步信息丟失，造成假失步現(xiàn)象，稱為漏同步。