模块七-同步原理.pptxVIP

1模块七同步原理载波同步位同步群同步

2同步是指通信系统的收、发双方在时间上步调一致，又称定时。由于通信的目的就是使不在同一地点的各方之间能够通信联络，故在通信系统尤其是数字通信系统以及采用相干解调的模拟通信系统中，同步是一个十分重要的问题。只有收、发两端协调工作，系统才有可能真正实现通信功能。可以说，整个通信系统工作正常的前提就是同步系统正常，同步质量的好坏对通信系统的性能指标起着至关重要的作用。

3本章学习目的和要求熟悉同步系统的组成及应用理解载波同步、位同步及群同步的原理及实现方法了解同步性能及其相位误差对性能的影响本章学习方法建议课前预习与课后及时复习相结合在掌握基本内容的基础上，独立完成课后习题查阅有关同步原理的相关资料

4同步可分为(1)载波同步,(2)位同步,(3)群同步几大类。

一、载波同步

定义：

在采用相干解调系统中,接收端必须提供一个与发送载波同频同相的相干载波,这就是载波同步。

相干载波信息通常是从接收到的信号中提取。

5若已调信号中存在载波分量，即可以从接收信号中直接提取载波同步信息；

若已调信号中不存在载波分量，就需要采用在发端插入导频的方法，或者在接收端对信号进行适当的波形变换，以取得载波同步信息。

前者称为插入导频法，又称外同步法；后者称为自同步法，又称内同步法。

一、载波同步

61插入导频法

在抑制载波系统中无法从接收信号中直接提取载波。

例如：DSB、VSB、SSB和2PSK本身都不含有载波分量，或即使含有一定的载波分量，也很难从已调信号中分离出来

为了获取载波同步信息，可以采取插入导频的方法。

插入导频是在已调信号频谱中加入一个低功率的线状谱(其对应的正弦波形即称为导频信号)。

在接收端可以利用窄带滤波器较容易地把它提取出来。经过适当的处理形成接收端的相干载波。

插入导频的频率应当与原载频有关或者就是载频。

这里仅介绍抑制载波的双边带信号中插入导频法。一、载波同步

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在DSB信号中插入导频时，导频的插入位置应该在信号频谱为零的位置，否则导频与已调信号频谱成分重叠，接收时不易提取。如图所示为插入导频的一种方法。

插入导频一、载波同步

8插入的导频并不是加入调制器的载波，而是将该载波移相π/2的“正交载波”。其发端方框图如图所示。一、载波同步

9设调制信号为f(t)，f(t)无直流分量。

载波为Acosω0t，则发端输出的信号为

接收端的方框图：

一、载波同步

10如果不考虑信道失真及噪声干扰,并设接收端收到的信号与发端的信号完全相同,则此信号通过中心频率为ω0的窄带滤波器可取得导频asinω0t,再将其移相π/2,就可以得到与调制载波同频同相的相干载波cosω0t。

接收端的解调过程为

上式表示的信号通过截止角频率为?m的低通滤波器就可得到基带信号一、载波同步

11如果在发端导频不是正交插入，而是同相插入，则接收端解调信号为

从上式看出，虽然同样可以解调出项，但却增加了一个直流项。这个直流项通过低通滤波器后将对数字信号产生不良影响。

这就是发端导频应采用正交插入的原因。一、载波同步

122非线性变换—滤波法

有些信号(如DSB信号)虽然本身不包含载波分量,只要对接收波形进行适当的非线性变换,然后通过窄带滤波器,就可以从中提取载波的频率和相位信息,即可使接收端恢复相干载波。它是自同步法的一种。

下图为DSB信号采用平方变换法恢复载波的框图,(a)平方变换法,(b)平方环法。

一、载波同步

133同相正交法(科斯塔斯环)

利用锁相环提取载波的另一种常用的方法是采用同相正交环,也称科斯塔斯环(Castas)，其方框图如图所示。

它包括两个相干解调器，它们的输入信号相同，分别使用二个在相位上正交的本地载波信号，上支路叫做同相相干解调器，下支路叫做正交相干解调器。一、载波同步

14两个相干解调器的输出同时送入乘法器，并通过低通滤波器形成闭环系统，去控制压控振荡器(VCO)，使本地载波自动跟踪发射载波的相位。在同步时，同相支路的输出即为所需的解调信号，这时正交支路的输出为0。

因此，这种方法叫做同相正交法。

设VCD的输出为cos(ω0t+φ)，

故：

一、载波同步

15经过带宽为Wm的LPF后得

将U5和U6加入相乘器后，得

如果(?0－?)很小，则sin2(?0－?)?2(?0－?)。因此，乘法器的输出近似为

如果U7经过一个相对于Wm很窄的低通滤波器，此滤波器的作