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1、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 211.1 引言n n同步是数字通讯中一个重要的实践问题.通讯系统假设出现同步误差或失去同步,就会使通讯系统性能降低或通讯失效.n 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伐一致地进展任务n n通讯系统的同步包括：载波同步、位码元同步、群帧同步及网同步。n n实现同步的方法有：外同步法、自同步法。311.2 载波同步n 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。为了在接纳端可以获得载波，在发送端有时插入导频载波。n n抑制载波的双边带信号的导频插入导频4相乘调制
2、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5调制信号m(t),无直流分量,载波插入导频 输出信号为n n收端相乘器的输出v(t)低通滤波取出6直接提取载波法 平方变换法和平方环法n n抑制载波的双边带信号n n n n 经过平方变换(平方律部件)n n n nm(t)无直流分量, m2(t)却有直流分量7令表示m2(t)中的直流分量 表示m2(t)中的交流分量那么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, 呵斥输出载波的随机抖动.直流低频2 c调制自噪声8为减少干扰影响,希望带通滤波器
3、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,那么产生了静态相差9将平方变换法中窄带滤波器用锁相环替代,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 n同相正交环法(Costas环)LPFLPF90相移环路滤波器VCO输入输出V1V3V2V5V4V6V710设 输入的抑制载波双边带信号为那么经低通后的输出分别为:11 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.12载波相位误差对解调性能的影响
4、 主要表达在所提取载波与接纳信号中的载波的相位误差.n n相位误差为稳态相差与相位抖动之和n n提取的相关载波为n n 那么解调时,相乘器的输出经低通滤波后为13有相位误差,导致信噪比将下降 倍对2PSK,那么导致误码率添加对残留边带信号,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.14设基带信号为单边带信号取上边带解调取出低频分量1511.3 位同步n n滤波法n n 假设收到的数字信息为单极性不归零矩形脉冲序列，那么它的功率谱密度不含频率等于fs的位同步信息，假设经过过零检测，取边沿脉冲，那么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。16S(t) 1 1
5、 0 1 0 0 1 1 1tffs2fs2fstf17过零检测窄带滤波脉冲构成单极性不归零码滤波法提取位同步信号18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纳码元位同步脉冲输出常开扣除门常闭附加门abFFmF19m-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/mm 1 2 4 m 1 2附加f 滞后相位提早1/m周期g分频器输出位同步脉冲的相位调整2011.4 群同步帧同步 给出帧的开头和结尾的标志n n起止式同步法n n 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
6、面加一位起始位，用“0代表，在字符后加1.5位停顿位，用“1代表，不发信号时，不断发送停顿位。止 起 止21衔接式插入法 在每群的开头集中插入群同步码组的方法n n群同步码应有特性n n 能很快地识别检出，位置准确n n 假同步和漏同步的概率越小越好n n群同步码应有锋利的自相关函数n n巴克码是一种常用的群同步码n n 巴克码是一种非周期序列，一个n位的巴克码为n n x1， x2， x3，xn x1的取值为122j = 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 时出现锋利单峰。23
7、7Rj-1-7 -5 -3 -1 1 3 5 7j24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+125当7位巴克码全部进入7级移位存放器, 7个移位存放器都输出+1, 相加后得最大输出+7, 假设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。26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才干。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 n漏同步概率P1n
8、 n 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。n n 问题：假设7位巴克码有一位错，当判决门限为+6时，情况如何？n n 当判决门限为+4时，情况如何？27设P为码元错误概率，n为同步码组的码元数，m为判决器允许码组中的错误码元最大数。那么同步码组码元n中一切不超越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28假同步概率 音讯码元中能够出现与同步码组一样的码组，被识别器作为同步码组检出n n假设二进制音讯码元出现“0，“1的概率相等，那么n位码组一切能够的码组数为2n个，其中能被判为同步码组的组合数为：n nm = 0 只需1个 码组n nm = 1 有 码
9、组n n类推，可被判为同步码组的组合数为n n假同步概率 29平均建立时间tsn n设漏同步和假同步都不发生，在最不利的情况下，实现群同步最多需求一群的时间。n n设每群的码元数为N，每码元时间为T，那么一群的时间为NT，出现一次漏同步或假同步大致要多破费NT的时间才干建立起群同步，故，平均建立时间为n n ts = NT1 + P1 + P230某二进制数字传输系统采用13位巴克码作为衔接式插入法的帧同步码，要使假同步概率小于210-3，那么帧同步码识别器的判决电平为多少？n n解：假同步概率n n 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。
