通信原理-第13章.ppt

一、同步的基本概念同步种类：载波同步、码元同步、群同步和网同步。二、载波同步载波同步多采用锁相环（PLL）提取载波。锁相环原理方框图：二、载波同步-科斯塔斯环法三、码元同步13.3码元同步码元同步目的：准确的时刻对接收码元进行判决，以及对接收码元能量正确积分。码元同步方法：从接收码元的起止时刻产生一个码元同步脉冲序列，或称定时脉冲序列。码元同步方法分类：外同步法：它是一种利用辅助信息同步的方法，需要在信号中另外加入包含码元定时信息的导频或数据序列。自同步法，它不需要辅助同步信息，直接从信息码元中提取出码元定时信息。显然，这种方法要求在信息码元序列中含有码元定时信息。第13章同步原理13.3.1外同步法常用的外同步法：于发送信号中插入频率为码元速率（1/T）或码元速率的倍数的同步信号。在接收端利用一个窄带滤波器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。优缺点：优点是设备较简单；缺点是需要占用一定的频带宽带和发送功率。插入码元同步信号的方法时域：连续插入增加“同步头”频域：在信息码元频谱之外占用一段频谱用于传输同步信息利用信息码元频谱中的“空隙”处，插入同步信息外同步法目前采用不多。第13章同步原理13.3.2自同步法自同步法分类：开环同步法：由于二进制等先验概率的不归零码元序列中没有离散的码元速率频谱分量，故需要在接收时对其进行某种非线性变换，才能使其频谱中含有离散的码元速率频谱分量，并从中提取码元定时信息。闭环同步法：用比较本地时钟周期和输入信号码元周期的方法，将本地时钟锁定在输入信号上。第13章同步原理微分整流法原理同步误差 若窄带滤波器的带宽等于1/KT，其中K为一个常数，则提取同步的时间误差比例为： T－码元持续时间； Eb－码元能量； n0－单边噪声功率谱密度。 只要接收信噪比大，上述方案能保证足够准确的码元同步。第13章同步原理闭环码元同步法基本原理：将接收信号和本地产生的码元定时信号相比较，使本地产生的定时信号和接收码元波形的转变点保持同步。这种方法类似载频同步中的锁相环法。“超前/滞后门”同步器：原理方框图第13章同步原理工作原理第13章同步原理13.4.2集中插入法：又称连贯式插入法。原理：。采用特殊的群同步码组，集中插入在信息码组的前头，使得接收时能够容易地立即捕获它。因此，要求群同步码的自相关特性曲线具有尖锐的单峰，以便容易地从接收码元序列中识别出来。局部自相关函数定义：设有一个码组，它包含N个码元，则其局部自相关函数等于 式中，N为码组中的码元数目； xi=+1或-1，当1?i?N； xi=0， 当1i和iN。第13章同步原理 显然可见，当j=0时， 若一个码组的自相关函数仅在R(0)处出现峰值，其他处的R(j)值均很小，则可以用求自相关函数的方法寻找峰值，从而发现此码组并确定其位置。巴克码：常用的一种群同步码。定义：设一个N位的巴克码组为{x1,x2,…,xN}，则其自相关函数可以用下式表示： 上式表明，巴克码的R(0)=N，而在其他处的自相关函数R(j)的绝对值均不大于1。这就是说，凡是满足上式的码组，就称为巴克码。第13章同步原理巴克码组列表： 表中各码组的反码（即正负号相反的码）和反序码（即时间顺序相反的码）也是巴克码。第13章同步原理例：N=5的巴克码。 在j=0至4的范围内，求其自相关函数值： 由以上计算结果可见，其自相关函数绝对值除R(0)外，均不大于1。第13章同步原理巴克码的自相关函数值曲线 自相关函数是偶函数，所以其自相关函数值画成曲线如上图所示。将j=0时的R(j)值称为主瓣，其他处的值称为旁瓣。 实际通信情况中，在巴克码前后有其他码元存在。但是，若假设信号码元的出现是等概率的，则相当于在巴克码前后的码元取值平均为0。所以平均而言，计算巴克码的局部自相关函数的结果，近似地符合在实际通信情况中计算全部自相关函数的结果。第13章同步原理13.4.4群同步性能主要性能指标：假同步概率Pf：当捕捉时同步系统将错误的同步位置当作正确的同步位置捕捉到。产生假同步的主要原因是由于噪声的影响使信息码元错成同步码元。漏同步概率Pl：同步系统将正确的同步位置漏过而没有捕捉到。漏同步的主要原因是噪声的影响，使正确的同步码元变成错误的码元。第