通信原理第9章

通信原理北京電子科技學(xué)院李楊CommunicationPrinciple第9章同步原理9.1概述9.2載波同步9.3位同步9.4群同步二、同步按獲取方法分類一、同步按功能分類9.1概述二、同步按獲取方法分類1.外同步法：發(fā)端發(fā)送專門的同步信息(導(dǎo)頻)；收端提取導(dǎo)頻作為同步信號。2.自同步法：發(fā)端不發(fā)送專門的同步信息；收端設(shè)法從收到信號中提取同步信息。一、同步按功能分類載波同步、位同步、群同步、網(wǎng)同步9.2載波同步一、直接法二、插入導(dǎo)頻法一、直接法（自同步法）1.平方變換法平方律部件2c窄帶濾波器2分頻m(t)cosctcosct-coscte(t)一、直接法（自同步法）2.平方環(huán)法平方律部件鑒相器2分頻m(t)cosctcosct-cosct環(huán)路濾波器VCOioe(t)v0(t)vd(t)環(huán)路鎖定很小它維持調(diào)整VCO的輸出跟蹤輸入VCO的頻率經(jīng)過二分頻后就是所需的相干載波PLL的輸出信號具有更好的穩(wěn)定性且不必須有連續(xù)的輸入信號（如時分制信號）所以它的應(yīng)用較為廣泛。注意：載波提取中用了二分頻電路分頻起點不確定性相位模糊解決方法采用DPSK。一、直接法（自同步法）2.平方環(huán)法一、直接法（自同步法）3.同相正交法（科斯塔斯Costas環(huán)法）35/2相移LPFs(t)解調(diào)輸出環(huán)路濾波VCO1dLPF246Costas環(huán)法原理方框圖m(t)cosct鑒相器一、直接法（自同步法）3.同相正交法（科斯塔斯Costas環(huán)法）一、直接法（自同步法）3.同相正交法（科斯塔斯Costas環(huán)法）Costas環(huán)與平方環(huán)比較1.相同點：都利用PLL提取載波。2.C-環(huán)優(yōu)點：不需平方，工作在載波頻率上平方環(huán)缺點：工作在2倍載波頻率上平方電路很高頻時較難實現(xiàn)當(dāng)頻率較高

C-環(huán)易于實現(xiàn)3.相同點：具有相同的鑒相特性（vd~）曲線4.C-環(huán)可直接得解調(diào)輸出，而平方環(huán)不能。一、直接法（自同步法）一、直接法（自同步法）4.多相移相信號（MPSK）的載波提取

推廣：M次方變換法或M方環(huán)法

例如：從4PSK中提取同步載波的4次方環(huán)和4相Costas環(huán)。如圖：P324圖11-5P325圖11-6

二、插入導(dǎo)頻法結(jié)論：在c處插入正交載頻??？注意：(1)導(dǎo)頻頻率應(yīng)與載頻有關(guān)，或就是載頻。

(2)導(dǎo)頻的位置與已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)有關(guān)。

(3)原則：在已調(diào)信號頻譜中的零點插入，且要求其附近的信號頻譜分量盡量小，以便于插入及解調(diào)時易于濾除它。

在已調(diào)信號頻譜中額外插入一低功率的線譜。主要用于接收信號頻譜中沒有離散載頻分量，且在載頻附近頻譜幅度很小的情況。2PSK、VSB、SSB輸出含直流，它經(jīng)LPF對數(shù)字信號產(chǎn)生影響。正交？二、插入導(dǎo)頻法不正交9.3位同步一、位同步二、對位同步的要求三、外同步法（插入導(dǎo)頻法）四、自同步法（直接法）在接收端基帶信號中提取碼元定時的過程。與載波同步比較：實現(xiàn)方法都有載波同步實現(xiàn)相干解調(diào)的基礎(chǔ)位同步是正確取樣判斷的基礎(chǔ)載波同步模擬通信和數(shù)字通信都需要（相干）位同步只有數(shù)字通信才需要載波同步基帶傳輸不需要，頻帶傳輸才需要位同步基帶傳輸和頻帶傳輸都需要一、位同步插入導(dǎo)頻法直接法。二、對位同步的要求三、外同步法（插入導(dǎo)頻法）在基帶信號頻譜零點處插入位定時導(dǎo)頻信號。S()01/TBNRZpdfS()01/2T提取后需倍頻！四、直接法1.濾波法：波形變換-濾波法波形變換窄帶濾波器相移基帶信號脈沖形成r(t)1.濾波法：包絡(luò)檢波-濾波法從頻帶受限的中頻PSK信號中提取同步信息。BBPF<B信號此信號在相鄰碼元相位反轉(zhuǎn)點幅陷。直流減包檢后波形歸零脈沖序列（含位同步線譜）窄帶濾取。二、直接法圖從2PSK信號中提取位同步信息9.3群同步一、群同步二、起止式同步法三、連貫式插入法（集中插入法）四、間隔式插入法（分散插入法）一、群同步

在位同步的基礎(chǔ)上識別出數(shù)字信息群（字、句、幀）“開頭”和“結(jié)尾”的時刻，使接收設(shè)備的群定時與接收到的群定時處于同步狀態(tài)。起止式同步法插入特殊碼組同步法：連貫式插入法間隔式插入法實現(xiàn)方法：二、起止式同步法數(shù)字電傳中廣泛使用。數(shù)：5個單位起：1個單位，低電平止：1.5個單位，高電平字：7.5個單位碼元的非整數(shù)倍給數(shù)字通信的同步傳輸帶來困難。5/7.5，傳輸效率低。三、連貫式插入法（集中插入法）（1）在每一信息群的開頭集中插入特殊碼組（2）碼組特點：信息碼中少見（3）接收端按群的周期連續(xù)數(shù)次檢測，獲得PDH(準同步數(shù)字序列)中的A律PCM基、2、3、4次群μ律PCM二次群、三次群、四次群SDH(同步數(shù)字序列)中各個等級的同步傳輸模塊在一幀開始的n位集中插入n比特幀同步碼。關(guān)鍵：找特殊碼組要求：有尖峰的自相關(guān)特性

便于與信息碼區(qū)別減小漏同步概率，假同步概率小

碼長適當(dāng)保證傳輸效率找到：全0

全1

10交替

巴克碼

電話基群幀同步碼0011011三、連貫式插入法（集中插入法）1.巴克碼有限長非周期序列三、連貫式插入法（集中插入法）表巴克碼組n巴克碼組2

＋＋(11)3

＋＋－（110）4＋＋＋－(1110)；＋＋－＋(1101)5

＋＋＋－＋(11101)7＋＋＋－－＋－(1110010)11＋＋＋－－－＋－－＋－(11100010010)13＋＋＋＋＋－－＋＋－＋－＋

(1111100110101)例：7位巴克碼，1110010。當(dāng)j=0時，當(dāng)j=1時，++++當(dāng)j=3，5，7時，當(dāng)j=2，4，6時，利用偶函數(shù)性質(zhì)，作出7為巴克碼的曲線。三、連貫式插入法（集中插入法）圖7位巴克碼的自相關(guān)函數(shù)2.巴克碼識別器移位寄存器相加器判決器移位1寄存器0“1”+11移位1寄存器0“0”+11各移位寄存器輸出端接法與巴克碼的規(guī)律一致。組成：識別器實際上是對輸入的巴克碼進行相關(guān)運算。三、連貫式插入法（集中插入法）圖巴克碼識別器圖識別器的輸出波形判決電平=+6四、間隔式插入法（分散插入法）間隔式：群同步碼以分散形式均勻插入信碼流。μ律PCM24路基群△M系統(tǒng)nbit幀同步碼分散插入到n幀內(nèi)，每幀插入1bit。分散插入式無國際標(biāo)準集中插入式有國際標(biāo)準。1、0交替碼型作為群同步馬間隔插入最大特點：

同步碼不占信息時隙，每