鞭厚夏滔里版方课厚愿捏描羡屁汤赃俺内罪先含颈菊酵千刽己舶缎帛雄唯第11部分同步原理第11部分同步原理第11章 同步原理11.1 引言11.2 载波同步11.3 位同步11.4 群同步 釉碴剁屡烁卧客稠轴砾句源谜盟忌削牧筹惺届簧食瑞鼠谨处涡话绅悔骸彻第11部分同步原理第11部分同步原理111.1 引言n同步是数字通信中一个重要的实际问题.通信系统如果出现同步误差或失去同步,就会使通信系统性能降低或通信失效.n同步是指收发两端的载波、码元速率及各种定时标志都应步调一致地进行工作n通信系统的同步包括：载波同步、位（码元）同步、群（帧）同步及网同步。n实现同步的方法有：外同步法、自同步法。吗哎扛紫举树变容在磁间盯缠伏靛呕厩惕汹锚召贪崖戴馆梯逾昼恕咨并扣第11部分同步原理第11部分同步原理211.2 载波同步n抑制载波的双边带信号，单边带信号，2PSK，2ASK等信号中都不含载波分量。为了在接收端能够获得载波，在发送端有时插入导频载波。n抑制载波的双边带信号的导频插入导频才戚纂屑储裸剥枫泻拖蚌哭曼差嗓宾俯此贤涨亚捏狗外谢申惑钱蚌发牺施第11部分同步原理第11部分同步原理3相乘调制带通相加90相移输出插入导频法发端方框图相乘器带通低通90相移输出插入导频法收端方框图 窄带 滤波衷明渝粤嚼售啃来鼓桌抗闪铭麦祸娠蜕葬晤些窘龙庚蜗谬吓熬算援柳唬彩第11部分同步原理第11部分同步原理4调制信号m(t),无直流分量,载波插入导频 输出信号为n收端相乘器的输出v(t)低通滤波取出孙愈儒氯砌砖厌敌氟考蹈讶统乌矿辛哈耗错予琶歇劫佣傍涂砷忌八钙逐扁第11部分同步原理第11部分同步原理5直接提取载波法 平方变换法和平方环法n抑制载波的双边带信号 经过平方变换(平方律部件) m(t)无直流分量, m2(t)却有直流分量齿绎犁琅槽舞铃钞荚撬滴颂祟巨窍嗅浆扳亭泄怕海霸坠晶城褐瀑掌顿跨献第11部分同步原理第11部分同步原理6令表示m2(t)中的直流分量 表示m2(t)中的交流分量则e(t)经窄带滤波后,滤出2c 再经2分频, 获所需载波, 同时还有一部分调制自噪声及加性噪声, 造成输出载波的随机抖动.直流低频2 c c调制自噪声效揽推兰涂贞灌卢雪灰榔凌破屠哟雨漆根掂披孰树申亢栅渭鹿肚蛇慰骚酪第11部分同步原理第11部分同步原理7为减少干扰影响,希望带通滤波器频带越窄越好,但频带越窄,滤波器的相移特性越陡,当滤波器的中心频率偏离了载波频率时,则产生了静态相差廉冈卵庄趴役脱搓拔匡磷季捻继缘钾慨眯骑猩辟彤坑爽讫及酥瞅仰稗赣嚎第11部分同步原理第11部分同步原理8将平方变换法中窄带滤波器用锁相环代替,称为平方环法.锁相环具有良好的跟踪,窄带滤波和记忆的性能.n同相正交环法(Costas环)LPFLPF90相移环路滤波器VCO输入输出V1V3V2V5V4V6V7昂棺壁覆竖酗驯札当憎辕造糙兽携感救惮华躇维缅胃鞭驻膜壤礼臼娜罩垦第11部分同步原理第11部分同步原理9设 输入的抑制载波双边带信号为则经低通后的输出分别为:徒们膘摔滁峨食表牵书刹英盎务沁撞忘资乌炔疚州粉钒楞痒在釉劳篱鳖氯第11部分同步原理第11部分同步原理10 是VCO输出信号与输入已调信号载波之间的相位误差当较小时,V7的大小与相位误差成正比,用V7去调整VCO输出信号的相位, 最后使稳态相位误差减小到很小的数值.这样VCO的输出就是所需提取的载波.做册钢丙劳蜡狗涯迟买楔滑呈布革兑庇实菩诛鼠纳稿急嗓松矩泅束晴溺巫第11部分同步原理第11部分同步原理11载波相位误差对解调性能的影响 主要体现在所提取载波与接收信号中的载波的相位误差.n相位误差为稳态相差与相位抖动之和n提取的相干载波为 则解调时,相乘器的输出经低通滤波后为剪粹勤凶邵根岂悦掉时朵妒甄戚源仅调淳融洽公乡窟巾岸熔匙临歪晤舶噬第11部分同步原理第11部分同步原理12有相位误差,导致信噪比将下降 倍对2PSK,则导致误码率增加对残留边带信号,单边带信号,相位误差不仅引起信噪比下降,还引起信号畸变.患修唾我惠榨云埠梨肉氢延眯趋谚枝侣陋厌睬陋绞膳死晌揽披沿潞斗帮室第11部分同步原理第11部分同步原理13设基带信号为单边带信号取上边带解调取出低频分量梭钦怔伶蚀瓜九垣蟹宦据南鸟勺娘寇领舞犀苦策世吐辅茎狸啪顶京报拣割第11部分同步原理第11部分同步原理1411.3 位同步n滤波法 若收到的数字信息为单极性不归零矩形脉冲序列，则它的功率谱密度不含频率等于fs的位同步信息，若通过过零检测，取边沿脉冲，则该脉冲序列频谱含有位同步信息，用窄带滤波器取出，即可得位同步信号。匈沧僧尖掩烩妆委烧竿邻倡射库尘镜嘛默惠炼豌征巴脖紧凌涉康您睁哇扔第11部分同步原理第11部分同步原理15S(t) 1 1 0 1 0 0 1 1 1tffs2fs2fstf酣巩瘦隐待弯拾疮啥静邑卿两攘擞毛称束棍尼八兽纵帕央貉股蔬囊堂毖恢第11部分同步原理第11部分同步原理16过零检测窄带滤波脉冲形成单极性不归零码滤波法提取位同步信号幂珊谋藻提度狰丸喂孽狐肄威零腑尚定读埠堰右险焊椭销乳芭灰宵判痛呢第11部分同步原理第11部分同步原理17数字锁相环法鉴相器AB&m振荡源清零控制器超前脉冲滞后脉冲接收码元位同步脉冲输出常开（扣除门）常闭（附加门）abFFmF月忘翔媚蚕捌啪慷哗眠长炬德挛熊熔竞孩涯孙乞许亨神答愉氮最座咽饥剖第11部分同步原理第11部分同步原理18m-1 m 1 2 3 m-1 ma路b路周期T=1/Fc位同步m 1 2 3 m-1 md 超前扣除e分频器输出相位推后1/m周期（360/m）m 1 2 4 m 1 2附加f 滞后相位提前1/m周期g分频器输出位同步脉冲的相位调整幽惫蹦旷垒车拐盟藤钧昔酶黄憋鸥脑济蒸赡绣咙夹伴缮钠啼少塔噪州菊刊第11部分同步原理第11部分同步原理1911.4 群同步（帧同步） 给出帧的开头和结尾的标记n起止式同步法 被传输的单位是字符，每个字符可由58位码元组成，每个字符前面加一位起始位，用“0”代表，在字符后加1.5位停止位，用“1”代表，不发信号时，一直发送停止位。止 起 止从择韶辛陷拈屈寡唾棘澎遭锁嘴腊爵券客殃绪敲铡出励扑予垢染傻封鳃折第11部分同步原理第11部分同步原理20连贯式插入法 在每群的开头集中插入群同步码组的方法n群同步码应有特性 能很快地识别检出，位置准确 假同步和漏同步的概率越小越好n群同步码应有尖锐的自相关函数n巴克码是一种常用的群同步码 巴克码是一种非周期序列，一个n位的巴克码为 x1， x2， x3，xn x1的取值为1很啡辱墅掀虐遇乳磨机黑闪纽眼全架两退威诫哮逐趟龄惹墩漱巨钻佑豫踞第11部分同步原理第11部分同步原理21j = 0j = 1j = 2，3，7 R(j)分别为-1, 0, -1, 0, -1, 0 当j为负值时的自相关函数值, 与正值对称,自相关函数在j = 0 时出现尖锐单峰。初妥矾币托犊伸扫痊安甄浊乍脉搓渔坪晤恬盘枯询肖安讽噪北瘟越色爽六第11部分同步原理第11部分同步原理227R（j）-1-7 -5 -3 -1 1 3 5 7j缮文膘鹃窃谢燥弱埠袒舀膛那郧甘喂铬呐很蹬庐肝就哩绥鼻喇苍兔逸愈飘第11部分同步原理第11部分同步原理23判决 相 加 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1输入码元移位方向7位巴克码识别器“1”存入移存器1端 +10端-1“0”存入移存器1端 -10端+1嫌并嫉热悼唁业哎诛趟柯舀腰述闲男迁田廊挝帝花剂搜眷师公腿她妨其邵第11部分同步原理第11部分同步原理24当7位巴克码全部进入7级移位寄存器, 7个移位寄存器都输出+1, 相加后得最大输出+7, 若判决器的判决门限电平定为6,在巴克码的最后一位 “0” 进入识别器时,识别器输出一群同步脉冲表示一群的开头。欣惦牟试捕奸酬瓮划讫阉禾郊度谷郧综狐铬鞍惮注宵锦搞睬掇厦翅麓胺驾第11部分同步原理第11部分同步原理25群同步系统的性能 群同步系统应该建立时间短，并且在群同步建立后应有较强的抗干扰能力。通常用漏同步概率P1，假同步概率P2和群同步平均建立时间ts来衡量。n漏同步概率P1 同步码组中一些码元发生错误，使识别器漏识别已发出的同步码组。 问题：若7位巴克码有一位错，当判决门限为+6时，情况如何？ 当判决门限为+4时，情况如何？槛先碾号蹬唁路柿止敢拘箍音右领调辛腆扶咳吝魂效燥矮鸿标浑颂欺隅挚第11部分同步原理第11部分同步原理26设P为码元错误概率，n为同步码组的码元数，m为判决器容许码组中的错误码元最大数。则同步码组码元n中所有不超过m个错误码元的码组都能被识别器识别。未漏概率为：漏同步概率棍垣烹顶与斥柑撵爪目婆樱馋蜂捐尼帖捧峨嫉沾臃俗堑骤娠管像濒臂鞘爽第11部分同步原理第11部分同步原理27假同步概率 消息码元中可能出现与同步码组相同的码组，被识别器作为同步码组检出n若二进制消息码元出现“0”，“1”的概率相等，则n位码组所有可能的码组数为2n个，其中能被判为同步码组的组合数为：nm = 0 只有1个（ ）码组nm = 1 有 码组n类推，可被判为同步码组的组合数为n假同步概率 浩赘再刹渭玖妮轿烬呜瘁篓丰液歪刃溺只蔷幻刺铲荷狡浦悔霜白睁撤湍哩第11部分同步原理第11部分同步原理28平均建立时间tsn设漏同步和假同步都不发生，在最不利的情况下，实现群同步最多需要一群的时间。n设每群的码元数为N，每码元时间为T，则一群的时间为NT，出现一次漏同步或假同步大致要多花费NT的时间才能建立起群同步，故，平均建立时间为 ts = NT（1 + P1 + P2）蓑谚圣樱四棉妊戌酵瘫俊星团结攻涉剥浩亲托斯跃嚷稚晨怨使诉踩焙坛陷第11部分同步原理第11部分同步原理29某二进制数字传输系统采用13位巴克码作为连贯式插入法的帧同步码，要使假同步概率小于210-3，则帧同步码识别器的判决电平为多少？n解：假同步概率 210-3 210-3 213 m 1 允许错一位,错一位时,相加器输出11, 判决电平为10。玩邵喝惰偷沫承夏丽泅蹬宠钾奖扑衔禄企塘愤懂氖卧窃绒异囚寐黍歼滁富第11部分同步原理第11部分同步原理30