[工学]通信原理第11章课件.pptVIP

第 11章 同步原理 §11.1 引 言 §11.2 纠错编码的基本原理 §11.3 常用的简单编码 §11.4 线性分组码 §11.5 循环码 §11.6 卷积码 §11.7 网格编码调制 § 9.1 引言 § 11.2 载波同步的方法 提取载波的方法一般分为两类： 一类是在发送有用信号的同时，在适当的频率位置上，插入一个(或多个)称为导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波，这类方法称为插入导频法 另一类是不专门发送导领．而在接收端直接从发送信号中提取载波，这类方法称为直接法。 1、在抑制载波的双边带信号中插入导频 抑制载波的双边带信号，在载频处已调信号的频谱分量为零，载频附近的频谱分量也很小，这样就便于插入导频以及解调时易于滤出它。插入的导频并不是加于调制器的那个载波，而是将该载波移相90°的“正交载波”，如图所示。插入导频的发端方框图如下 若低通滤波器的截止频率为fm，v(t)经低通滤波器后，就可以恢复出调制信号m(t)。然而，如果发端加入的导频不是正交载波，则相乘器的输出除了有调制信号外，还有直流分量，这个直流分量通过低通滤波器对数字信号产生影响。这就是发端导频正交插入的原因。 2PSK信号就是抑制载波的双边带信号，上述插入导频法完全适用。对于SSB信号，导频插入的原理与上面讨论的一样。 残留边带信号，由于fc附近有信号分量，所以，如果直接在fc处插入导频，那么，该导频必然会受到fc附近信号的干扰。然而，可以在信号频谱之外插入两个导频f1和f2，使它们在接收端经过某些变换后产生所需要的fc。(详细方法略) 11.2.2 插入导频法 直接法也称自同步法。这种方法是设法从接收信号中提取同步载波。有些信号，如DSB-SC、PSK等，它们虽然本身不直接含有载波分量，但经过某种非线性变换后，将具有载波的谐波分量，因而可从中提取出载波分量来。下面介绍几种常用的方法。  1. 平方变换法和平方环法 e(t)=［m(t) cosωct］2= m2(t)+ m2(t) cos2ωct  上式的第二项包含有二倍载频分量2ωc。若用一窄带滤波器将2ωc频率分量滤出，再进行二分频，就可获得所需的相干载波。 若用锁相环代替窄带滤波器，就得到平方环法提取载波。由于锁相环具有良好的跟踪席带滤波和记忆性能．平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能。因此，平方环法提取载波应用较为广泛。 2. 同相正交环法 同相正交环又叫科斯塔斯（Costas）环， 它的原理框图如下图所示。 工作原理如下： VCO输出两路正交的本地载波分别为 v1= cos(ωct+θ) v2= sin(ωct+θ) 式中，θ为VCO输出信号与输入已调信号载波之间的相位误差。 信号m(t) cosωct分别与v1、v2相乘后得 v3=m(t)cosωct·cos(ωct+θ)= m(t)[cosθ+cos(2ωct+θ)] v4=m(t)cosωct·sin(ωct+θ)= m(t)[sinθ+sin(2ωct+θ)] 经低通滤波后分别为 v5= (1/2)m(t)cosθ v6= (1/2)m(t)sinθ 低通滤波器应该允许m(t)通过。v5、v6相乘产生误差信号 vd= (1/8)m2(t)sin2θ 式中θ是压控振荡器输出信号与输入信号载波之间的相位误差。当θ较小时， vd≈ (1/4)m2(t)θ vd与相位误差θ成正比，它就相当于一个鉴相器的输出。用vd去调整压控振荡器输出信号的相位，最后使稳态相位误差减小到很小的数值。这样压控振荡器的输出、就是所需提取的载波。 同相正交环的工作频率是载波频率本身，而平方环的工作频率是载波频率的两倍,当载波频率很高时，工作频率较低的同相正交环路易于实现。 3. 多相移相信号（MPSK）的载波提取 对于MPSK信号，可推广上述方法获取同步载波。对于平方变换法或平方环法的推广，是M次方变换法或M方环法，以M=4为例，如图所示。 另一种方法类似于同相正交法，称为多相科斯塔斯环法，也以四相移相信号为例，这种方法的方框图如图所示。 从4PSK信号中提取同步载波的四次方环，其鉴相器输出的误差电压为 vd=Kd sin4θ  因此，θ=nπ为四次方环的稳定平衡点，即有0、π/2、π、3π/2的稳定工作点。这种现象称为四重相位模糊度。同理，M次方环具有M重相位模糊度。解决的方法是采用