文元美现代通信原理课件第6章同步系统
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同步原理PPT课件(通信原理)
m = 0 只有1个（ ）码组
m = 1 有 码组
类推，可被判为同步码组的组合数为
假同步概率
28
平均建立时间ts
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。
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）
m12
≈ 3 m-1
≈ 扣 相位推后1/m周期（除360°/m）
≈ m1 2 4m1
≈ 附 相位提前1/m周期加
b路
c位同步 m
d 超前
e分频器输出 2
f 滞后
g分频器输出
位同步脉冲的相位调整
19
11.4 群同步（帧同步） 给出帧的开头和结尾的标记
起止式同步法
被传输的单位是字符，每个字符可由5~8 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。
j=1
j = 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。
22
R（j） 7
-7 -5 -3 -1 1 3 5 -1
7j
23
“1”存入移存 器
1端→ +1 0端→-1
判决
“0”存入移存 器
1端→ -1 0端→+1
同相正交环法(Costas环)
输入
V3
×
LPF
输出 V1 VCO
90°相移
通信原理教学课件同步原理
04
同步原理的应用
在数字通信中的应用
数字通信中，同步原理是实现信号正确传输的关键。数字信 号在传输过程中，需要通过位同步、帧同步等方式确保接收 端正确解调信号，避免误码和数据丢失。
数字通信中的同步原理包括载波同步、位同步、帧同步等， 这些同步方式能够确保数字信号在传输过程中保持稳定，提 高通信质量。
在卫星通信中的应用
卫星通信中，由于信号传输距离远、传输环境复杂，同步 原理显得尤为重要。卫星通信系统需要建立稳定的载波同 步和位同步，以保证信号在长距离传输中不发生偏移和失 真。
卫星通信中的同步技术还包括定时同步和频率同步，这些 同步方式能够确保信号在卫星转发器中正确处理，提高信 号的抗干扰能力和传输可靠性。
05
同步原理的发展趋势和未来展望
同步技术的发展趋势
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的不断发展，同步原理将更加依赖于新型的 信号处理和传输技术，以实现更高效、更可靠的数据传输。
云计算和大数据技术
云计算和大数据技术的广泛应用，将为同步原理提供更强大的数据 处理和分析能力，进一步提高同步的准确性和实时性。
在移动通信中的应用
移动通信中，由于用户终端位置不断变化，信号传输环境复杂多变，因此需要建 立更加稳定的同步系统。移动通信中的同步技术包括时间同步和频率同步，能够 确保信号在复杂的无线环境中稳定传输。
移动通信中的同步原理还涉及到多径效应和信号衰落等问题，需要通过先进的信 号处理技术来克服这些挑战，提高移动通信的可靠性和稳定性。
位同步
01
02
03
04
位同步也称为码元同步，是数 字通信系统中的重要组成部分
。
位同步的目的是使接收端的时 钟频率与发送端的时钟频率保 持一致，以便正确解调出信号
文元美现代通信原理课件数字信号的基带传输详解演示文稿
④ 所有输入、 输出接口都与TTL兼容；
⑤ 具有内部自环测试能力。
第36页，共79页。
NRZ-IN 1 CTX 2
HDB3/AMI 3 NRZ-OUT 4
CRX 5 RAIS 6
AIS 7 VSS 8
CD22103
16 VDD 15 +HDB3-OUT 14 -HDB3-OUT 13 -HDB3-IN 12 LTE 11 +HDB3-IN
Qn1 J Qn KQn ; 取J K 1
a-单极性不归零码 则Qn1 Qn
a
cp-码元同步脉冲
Q-单极性归零码
cp‘
J=1
Q
cp 与
cp’J-k
触发器
a K=1
Q
第20页，共79页。
单极性不归零码 差分码
用异或门实现
cp
状态方程为： DK CK D K 1
Ck
异
Dk
或
CK
延时
DK
第21页，共79页。
B1
第32页，共79页。
4.1.3 码型变换的基本方法
1. 码表存储法
待变换码流
串/并移位寄存器 …
(模式控制)
A0 A1 … Am-2 Am-1 Am PROM
D0 D1 … Dn-3 Dn-2Dn-1Dn
…
(M1)(M2)
并/串移位寄存器
已变换码流
图 4 – 3 Ts内g1(t)和g2(t)出现的概率分别为 P和1-P，且认为它们的出现是统计独立的，则s(t)可用下式表征。即
S(t) g(t nTb ) n
g
(t
nTb
)
g1 (t g2 (t
nTb ) nTb )
现代通信原理及应用PPT课件
希望•目标
共同目标 ◙ 互相尊重、求同存异； 互相理解、配合 默契； 互相学习、共同提高； ◙ 分享人类创造的精神财富； ◙ 自由地从事创造性的活动； ……
先修课程
高等数学 概率论与随机过程 信号与系统 随机信号分析 模拟电子线路 数字电子线路 高频电子线路
考核
统考笔试：70% 实验：10% 出勤及作业:10% 期中考试：10%
• 模拟通信系统模型中的发送设备和接收设 备主要是调制器和解调器。
一、模拟通信系统模型
模拟 信源
调制器 信道 解调器
模拟 信宿
干扰源
二、数字通信系统模型
信道中传输数字信号的系统称为数 字通信系统.
数字通信系统主要的三种通信模式:
系统
1.数字基带传输通信系统 2.数字频带传输通信系统 3.模拟信号数字化传输通信
3. 信号:
我们一方面要研究信道,同时还要寻找能 适合在信道中传输的信息载体,也就是信号.
1.1.2 通信系统模型
通信的目的是传输消息。 实现消息传递所需的一切设备和传 输媒质的总和称为通信系统。 基于点与点之间的通信系统的一般 模型可用下图来描述。
通信系统的一般模型
信源
发送 设备
信道
干扰源
接收 设备
返回
信宿
信源
发送 设备
信道
干扰源
接收 设备
信宿
• 信宿是传输信息的归宿点， 其作用是将 复原的原始信号转换成相应的消息。
返回
干扰源
信源
发送 设备
信道
接收 设备
信宿
干扰源
干扰源是通信系统中各种设备以及信道中所固有 的，并且是人们所不希望的。干扰的来源是多样 的，它可分为内部干扰和外部干扰，而且外部干 扰往往是从信道引入的，因此，为了分析方便， 把干扰源视为各处干扰的集中表现而抽象加入到 信道。
通信原理第7版第6章PPT课件樊昌信版
— 改善系统性能的两个措施
课件制作：曹丽娜
引言
数字基带信号 － 未经调制的数字信号，它所占据的频谱是
从零频或很低频率开始的。
数字基带传输系统 －不经载波调制而直接传输数字基带信
号的系统，常用于传输距离不太远的情况。
数字带通传输系统 －包括调制和解调过程的传输系统
研究数字基带传输系统的意义：
近程数据通信系统中广泛采用
P(1 P)，以概率 2 P(1 P)
E
（aman） P2 (1 P)2 (1 P)2 P2 2P(1 P)( P 1) P 0
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
2
E[ U T ( f ) ]
Pu ( f ) lim
N (2 N 1)T
0
错
误
码
元
课件制作：曹丽娜
§6.1
数字基带信号
及其
频谱特性
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§6.1.1 数字基带信号
几种基本的基带信号波形
单个
序列
六种基本信号波形
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
归零
/ Ts 1
基带传输方式也有迅速发展的趋势
基带传输中包含带通传输的许多基本问题
任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一
个基带传输系统来研究。
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
引言
基带传输系统组成：
基带脉冲
输入
发送
滤波器
信道
通信原理第7版第6章PPT课件(樊昌信版)
系统的传递函数
描述线性时不变系统的数 学模型，表示输入和输出 之间的关系。
03
CATALOGUE
模拟调制系统
调制的定义与分类
调制的定义
调制是一种将低频信号加载到高 频载波上的技术，以便通过信道 传输。
调制的分类
调制可以分为模拟调制和数字调 制两大类。模拟调制是指用连续 变化的模拟信号去调制载波的幅 度、频率或相位。
章节概述
本章将介绍数字调制的基本原理和技术，包括振幅调制、频 率调制和相位调制等。
通过学习本章，学生将能够了解数字调制的基本概念、原理 和技术，掌握数字调制系统的性能分析和设计方法，为进一 步学习通信系统的其他相关内容打下基础。
02
CATALOGUE
信号与系统
信号的分类与特性
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
周期信号
线性调制系统（AM、FM）
AM（调幅）调制
AM调制是通过改变载波的幅度来传 递信息的一种调制方式。在AM调制 中，低频信息信号叠加在载波上，并 通过信道传输。
FM（调频）调制
FM调制是通过改变载波的频率来传递 信息的一种调制方式。在FM调制中， 低频信息信号用来控制载波的频率变 化，从而实现信息的传输。
有效性
衡量通信系统传输有效信息的 能力，通常用传输速率或频谱
效率来表示。
可靠性
衡量通信系统传输信息的可靠 程度，通常用误码率（BER） 或信噪比（SNR）来表示。
实时性
衡量通信系统传输实时信号的 能力，通常用延迟时间来表示
。
安全性
衡量通信系统保护信息传输安 全的能力，通常用加密和认证
技术来表示。
误码率（BER）计算
通信原理教程同步课件
04
CHAPTER
数字通信原理
调制是将信号从一种形式转换为另一种形式的过程，数字信号的调制方式包括振幅键控、频率键控和相位键控等。
调制方式分类
调制解调器是实现数字信号与模拟信号相互转换的设备，其工作原理是将数字信号转换为模拟信号以便传输，再将接收到的模拟信号还原为数字信号。
调制解调器原理
调制解调器在数据传输、语音通信、无线通信等领域有着广泛的应用。
OSI模型
03
OSI模型是另一种协议体系，它包括七个层次，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
通信网络的协议体系
03
路由控制
路由控制是指根据一定的路由算法和策略，选择最佳的路径进行数据传输，以保证数据传输的可靠性和效率。
01
网络管理
网络管理是指对网络中的设备、数据和业务进行监测、控制和维护，以确保网络的正常运行和服务质量。
详细描述：信号可以根据不同的特性进行分类，如连续时间和离散时间、确定性和随机性等。连续时间的信号具有时间的连续性，如正弦波；离散时间的信号则只在特定的时间点上有定义，如数字信号。确定性信号是指其波形可以完全确定的信号，如正弦波；随机信号则具有不确定性，如噪声信号。能量信号的能量有限，而功率信号的功率有限。此外，信号还可以通过时域和频域表示方法进行描述，时域表示信号随时间的变化情况，频域表示信号的频率成分。
02
01
模拟信号的调制与解调
模拟信号的传输方式
无线传输
无线传输利用电磁波在空间传播，实现信号的远距离传输。常见的无线通信系统包括广播、电视和移动通信等。
有线传输
有线传输通过物理介质将信号从一个地方传输到另一个地方，常见的有线通信系统包括电话线、同轴电缆和光纤等。
CHAPTER
数字通信原理
调制是将信号从一种形式转换为另一种形式的过程，数字信号的调制方式包括振幅键控、频率键控和相位键控等。
调制方式分类
调制解调器是实现数字信号与模拟信号相互转换的设备，其工作原理是将数字信号转换为模拟信号以便传输，再将接收到的模拟信号还原为数字信号。
调制解调器原理
调制解调器在数据传输、语音通信、无线通信等领域有着广泛的应用。
OSI模型
03
OSI模型是另一种协议体系，它包括七个层次，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
通信网络的协议体系
03
路由控制
路由控制是指根据一定的路由算法和策略，选择最佳的路径进行数据传输，以保证数据传输的可靠性和效率。
01
网络管理
网络管理是指对网络中的设备、数据和业务进行监测、控制和维护，以确保网络的正常运行和服务质量。
详细描述：信号可以根据不同的特性进行分类，如连续时间和离散时间、确定性和随机性等。连续时间的信号具有时间的连续性，如正弦波；离散时间的信号则只在特定的时间点上有定义，如数字信号。确定性信号是指其波形可以完全确定的信号，如正弦波；随机信号则具有不确定性，如噪声信号。能量信号的能量有限，而功率信号的功率有限。此外，信号还可以通过时域和频域表示方法进行描述，时域表示信号随时间的变化情况，频域表示信号的频率成分。
02
01
模拟信号的调制与解调
模拟信号的传输方式
无线传输
无线传输利用电磁波在空间传播，实现信号的远距离传输。常见的无线通信系统包括广播、电视和移动通信等。
有线传输
有线传输通过物理介质将信号从一个地方传输到另一个地方，常见的有线通信系统包括电话线、同轴电缆和光纤等。
《现代通讯原理》课件——第8章 同步系统
8.3 码元同步 1）开环码元同步法 开环码元同步法也称为非线性变换同步法。在这种同步方法中，将解调后的基带接收码元先通过某种非线性变换，再送入一个窄带滤波电路，从而滤出码元速率的离散频率分量。在图8-7中给出了两个具体方案。在图8-7（a）中，给出的是延迟相乘法的原理方框图。这里用延迟相乘的方法作非线性变换，使接收码型得到变换的。其中相乘器输入和输出的波形示于图8-8中。由图可见，延迟相乘后码元波形的后一半永远是正值；而前一半则当输入状态有改变时为负值。因此，变换后的码元序列的频谱中就产生了码元速率的分量。选择延迟时间，使其等于码元持续时间的一半，就可以得到最强的码元速率分量。
8.3 码元同步 8.3.1外同步法 在发送端插入码元同步信号的方法有多种。从时域考虑，可以连续插入，并随信息码元同时传输；也可以在每组信息码元之前增加一个“同步头”，由它在接收端建立码元同步，并用锁相环使同步状态在相邻两个“同步头”之间得以保持。从频域考虑，可以在信息码元频谱之外占用一段频谱专用于传输同步信息；也可以利用信息码元频谱中的“空隙”处，插入同步信息。
8.1 同步的概念及分类 1）载波同步 载波同步又称载波恢复，即在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频同相的本地振荡，供给解调器作相干解调用。可见，载波同步是实现相干解调的先决条件。因此，在接收设备中需要有载波同步电路，以提供相干解调所需的相干载波；相干载波必须与接收信号的载波严格地同频同相。
8.3 码元同步 1）开环码元同步法
（a）
（b）
图8-7 开环码元同步的两种方案
8.3 码元同步 1）开环码元同步法
图8-8 延迟相乘法
8.3 码元同步 2）闭环码元同步法 开环码元同步法的主要缺点是同步跟踪误差的平均值不等于零。使信噪比增大可以降低此跟踪误差，但是因为是直接从接收信号波形中提取同步，所以跟踪误差永远不可能降为零。闭环码元同步的方法是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。
通信原理课件同步原理PPT课件
a）窄带滤波器 假设窄带滤波器为单调谐回路，其品质因数为Q。若滤波器的中心
频率W0与载波频率Wc不相等时，会使提取的载波同步信号产生一个稳 态相差
第24页/共56页
2Q w
w0
w w0 wc
希望 小，则Q小；但当Q小时，滤波器的带宽B（
增加，不能保证窄带，相矛盾。此种方法不理想。
） B f0 Q
时还具有了解调功能
第19页/共56页
Costas环与平方环都是利用锁相环（PLL）提取载波的常用方法。 ❖ Costas环与平方环相比，在电路上要复杂一些，但它的工作频率为载 波频率，而平方环的工作频率是载波频率的两倍。 ❖ 当环路正常锁定后，Costas环可直接获得解调输出，而平方环则没有 这种功能。
上式含有2W0成分，如果采用一窄带滤波器滤出2W0的分量， 然后再经二分频，便可得所需的载波
cos(w0t)
第14页/共56页
根据上述分析得到平方变换法提取载波的方框图如下：
输入已调 信号
u(t)
（2）平方环法
平方律 e(t) 部件
2滤fc窄波带器
平方变换法提取载波
二分 频 载波输出
在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方 变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，常采用平方环法。
一般基带信号的第一零点在f=1/T处。如果信号经过某种 相关编码，其频谱的第一零点在f=1/2T处
在接收端，由窄带滤波器就可以从基带信号中提取位同步信号。
第34页/共56页
位同步插入导频法框图（对应于b)
第35页/共56页
➢由窄带滤波器取出导频的另一路经过移相和放大限幅、微分全波整流、整形 等电路，产生位定时脉冲，微分全波整流电路起到倍频器的作用，因此虽然导 频是 fb /2，但定时脉冲的重复频率变为与码元速率fb相同。 ➢为减小导频对信号的影响，应从接收的总信号中减去导频信号。由窄带滤波 器取出的导频（fb/2）经过移相和倒相后，再经过相加器把基带数字信号中的 导频成分抵消。 ➢图中两个移相器都是用来消除由窄带滤波器等引起的相移，这两个移相器可 以合用。
频率W0与载波频率Wc不相等时，会使提取的载波同步信号产生一个稳 态相差
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2Q w
w0
w w0 wc
希望 小，则Q小；但当Q小时，滤波器的带宽B（
增加，不能保证窄带，相矛盾。此种方法不理想。
） B f0 Q
时还具有了解调功能
第19页/共56页
Costas环与平方环都是利用锁相环（PLL）提取载波的常用方法。 ❖ Costas环与平方环相比，在电路上要复杂一些，但它的工作频率为载 波频率，而平方环的工作频率是载波频率的两倍。 ❖ 当环路正常锁定后，Costas环可直接获得解调输出，而平方环则没有 这种功能。
上式含有2W0成分，如果采用一窄带滤波器滤出2W0的分量， 然后再经二分频，便可得所需的载波
cos(w0t)
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根据上述分析得到平方变换法提取载波的方框图如下：
输入已调 信号
u(t)
（2）平方环法
平方律 e(t) 部件
2滤fc窄波带器
平方变换法提取载波
二分 频 载波输出
在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方 变换法的性能，使恢复的相干载波更为纯净，常采用平方环法。
一般基带信号的第一零点在f=1/T处。如果信号经过某种 相关编码，其频谱的第一零点在f=1/2T处
在接收端，由窄带滤波器就可以从基带信号中提取位同步信号。
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位同步插入导频法框图（对应于b)
第35页/共56页
➢由窄带滤波器取出导频的另一路经过移相和放大限幅、微分全波整流、整形 等电路，产生位定时脉冲，微分全波整流电路起到倍频器的作用，因此虽然导 频是 fb /2，但定时脉冲的重复频率变为与码元速率fb相同。 ➢为减小导频对信号的影响，应从接收的总信号中减去导频信号。由窄带滤波 器取出的导频（fb/2）经过移相和倒相后，再经过相加器把基带数字信号中的 导频成分抵消。 ➢图中两个移相器都是用来消除由窄带滤波器等引起的相移，这两个移相器可 以合用。
现代通信原理课件课件
物联网通信的关键技术 物联网通信的关键技术包括无线 传感器网络技术、RFID技术、 ZigBee技术等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
光纤通信的应用包括骨干网、城域网和接 入网的建设，以及光纤到户工程等。
物联网通信技术
物联网通信概述 物联网是指通过信息传感设备采 集物体信息并与互联网连接起来， 实现物体信息智能化识别和管理 的一种网络。
物联网通信的应用 物联网通信的应用包括智能家居、 智能交通、智能农业等领域。
物联网通信系统组成 物联网通信系统主要由感知层、 网络层和应用层组成。
数字移动通信的关键技术
数字移动通信的关键技术包括信源编 码、信道编码、调制解调、扩频通信 和多址接入等。
数字移动通信系统组成
数字移动通信系统主要由移动台、基 站、移动交换局和与公众交换电话网 相连的接口组成。
数字移动通信的应用
数字移动通信的应用非常广泛，包括 手机通话、短信、上网、定位服务等。
卫星通信
系统的分类与特性
总结词
系统的分类与特性包括线性时不变系 统、线性时变系统、非线性系统和离 散时间系统等。
详细描述
系统可以根据其特性和性质进行分类， 如线性时不变系统、线性时变系统、 非线性系统和离散时间系统等。这些 分类和特性对于理解系统的属性和处 理方法具有重要意义。
03 模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
时域分析是通信系统中最基本的一种分析方法，通过对信号在时间域上的表现进行分析， 可以了解信号的基本特征，如幅度、频率、相位等参数。这些参数对于信号的传输和处
理具有重要影响。
信号的频域分析
总结词
频域分析是指将信号从时间域转换到频率域进行分析，通过分析信号的频谱特 征来了解信号的属性和特性。
THANKS FOR WATCHING
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光纤通信的应用包括骨干网、城域网和接 入网的建设，以及光纤到户工程等。
物联网通信技术
物联网通信概述 物联网是指通过信息传感设备采 集物体信息并与互联网连接起来， 实现物体信息智能化识别和管理 的一种网络。
物联网通信的应用 物联网通信的应用包括智能家居、 智能交通、智能农业等领域。
物联网通信系统组成 物联网通信系统主要由感知层、 网络层和应用层组成。
数字移动通信的关键技术
数字移动通信的关键技术包括信源编 码、信道编码、调制解调、扩频通信 和多址接入等。
数字移动通信系统组成
数字移动通信系统主要由移动台、基 站、移动交换局和与公众交换电话网 相连的接口组成。
数字移动通信的应用
数字移动通信的应用非常广泛，包括 手机通话、短信、上网、定位服务等。
卫星通信
系统的分类与特性
总结词
系统的分类与特性包括线性时不变系 统、线性时变系统、非线性系统和离 散时间系统等。
详细描述
系统可以根据其特性和性质进行分类， 如线性时不变系统、线性时变系统、 非线性系统和离散时间系统等。这些 分类和特性对于理解系统的属性和处 理方法具有重要意义。
03 模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
时域分析是通信系统中最基本的一种分析方法，通过对信号在时间域上的表现进行分析， 可以了解信号的基本特征，如幅度、频率、相位等参数。这些参数对于信号的传输和处
理具有重要影响。
信号的频域分析
总结词
频域分析是指将信号从时间域转换到频率域进行分析，通过分析信号的频谱特 征来了解信号的属性和特性。
文元美现代通信原理第6章同步系统精选文档PPT课件
同步系统
第6章 同步系统
6.1 概述 6.2 载波同步技术 6.3 位同步技术 6.4 群同步(帧同步)技术
18.11.2020
课件
1
同步系统
6.1 概 述
6.1.1 不同功用的同步
1. 载波同步 2. 2. 位同步(码元同步) 3. 3. 群同步(帧同步) 4. 4. 网同步
18.11.2020
x(t)cosct
同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为
v1cosct()
v2cosct(90)sin c(t)
18.11.2020
课件
14
同步系统
那么输入信号与v1,v2相乘后得
v3x(t)cocstcosct()1 2x(t)[cocso2 sc(t)]
v4x(t)cocstsin ct()1 2x(t)[si nsin 2(ct)]
所示，则相位解调器输出电压为
up(t)K pD (t)co 2 s(1)
根据进入锁定时的相位差(θ2-θ1)所处的象限来对D(t)进行判决。
若(θ2-θ1)是处于第一、四象限，判决输出
；D^ (若t ) 处 于 第
二、 三象限，判决输出
。 上D^ (式t ) 中Kp为电路决定的增益
常数。基带数字信号波形
设环路已经锁定，压控振荡器的正弦电压经过四次方后送给鉴 相器的信号为
u 2(t)U m 2si4 nct(42)
则鉴相器输出为 ud Kmu1u2 取基波
1 8
K mU m4 1U m 2
sin
4(2
1)
18.11.2020
Kd si课n件4
10
同步系统
图 6-4 四次方环鉴相特性
第6章 同步系统
6.1 概述 6.2 载波同步技术 6.3 位同步技术 6.4 群同步(帧同步)技术
18.11.2020
课件
1
同步系统
6.1 概 述
6.1.1 不同功用的同步
1. 载波同步 2. 2. 位同步(码元同步) 3. 3. 群同步(帧同步) 4. 4. 网同步
18.11.2020
x(t)cosct
同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为
v1cosct()
v2cosct(90)sin c(t)
18.11.2020
课件
14
同步系统
那么输入信号与v1,v2相乘后得
v3x(t)cocstcosct()1 2x(t)[cocso2 sc(t)]
v4x(t)cocstsin ct()1 2x(t)[si nsin 2(ct)]
所示，则相位解调器输出电压为
up(t)K pD (t)co 2 s(1)
根据进入锁定时的相位差(θ2-θ1)所处的象限来对D(t)进行判决。
若(θ2-θ1)是处于第一、四象限，判决输出
；D^ (若t ) 处 于 第
二、 三象限，判决输出
。 上D^ (式t ) 中Kp为电路决定的增益
常数。基带数字信号波形
设环路已经锁定，压控振荡器的正弦电压经过四次方后送给鉴 相器的信号为
u 2(t)U m 2si4 nct(42)
则鉴相器输出为 ud Kmu1u2 取基波
1 8
K mU m4 1U m 2
sin
4(2
1)
18.11.2020
Kd si课n件4
10
同步系统
图 6-4 四次方环鉴相特性
文元美现代通信原理课件1现代通信系统原理绪论
数字基带传输通信系统
图 1-7 数字基带传输通信系统模型
图 1-8 模拟信号数字化传输通信系统模型
模拟信号数字化传输通信系统
1.2.3 数字通信的主要优缺点
数字通信的主要优点 抗干扰、 抗噪声性能好。 差错可控。 易加密。 易于与现代技术相结合。
两类通信方式抗干扰性能比较 模拟信号；(b)数字信号
信息及其量度
消息出现的概率愈小， 它所含信息量愈大； 反之信息量愈小。 且
消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即
可以看出I与P(x)间应满足以上三点， 则它们有如下关系式：
(3) 若干个互相独立事件构成的消息， 所含信息量等于各独立事件信息量的和， 即
信息量I的单位与对数的底数a有关： a=2 单位为比特(bit，简写为b)； a=e单位为奈特(nat，简写为n)； a=10单位为笛特(Det)或称为十进制单位； a=r单位称为r进制单位。 通常使用的单位为比特。
3.移动通信
移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段，它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。 近10年来， 在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发Байду номын сангаас成为一个把有线、 无线融为一体，固定、移动相互连通的全国规模，甚至全球范围的通信系统。
数字微波、 空间通信
脉冲波调制
脉冲模拟调制
脉幅调制PAM
中间调制方式、 遥测
脉宽调制PDM(PWM)
中间调制方式
脉位调制PPM
遥测、 光纤传输
脉冲数字调制
脉码调制PCM
市话、 卫星、 空间通信
增量调制DM
文元美现代通信原理课件1.现代通信系统原理绪论
第1章
绪 论
1.1 通信的基本概念
1.1.1 通信的定义
1、通信的目的是传递消息。 消息的表达形式：语言、文字、图像、数据等。 2、通信的一般概念（定义）
@ 指由一地向另一地进行消息的有效传递。
实现通信的方式很多。目前使用最广泛的是电通信方式， 即用“电”来传递消息的通信方法，称为“电信” （telecommunication)。即用电信号携带所要传递的消息，然 后经过各种电信道进行传输，达到通信的目的。（广泛意义 上来讲，光通信也属于电通信，因为光也是一种电磁波）。
1. 按传输媒质分
按消息由一地向另一地传递时传输媒质的不同，通信可分
为两大类：一类称为有线通信，另一类称为无线通信。
2. 按信道中所传信号的不同分（按信号特征分） 信道是个抽象的概念。这里我们可理解成传输信号的通路。 通常信道中传送的信号可分为数字信号和模拟信号，由此通信 亦可分为数字通信和模拟通信。
第1章
绪 论
二、通信方式 前述通信系统是单向通信系统，但在多数场合下， 信源兼为信宿，需要双向通信，电话就是一个最好的 例子，这时通信双方都要有发送和接收设备，并需要 各自的传输媒质，如果通信双方共用一个信道，就必 须用频率或时间分割的方法来共享信道。因此，通信 过程中涉及通信方式与信道共享问题。 下面介绍通信 方式。 1． 按消息传递的方向与时间关系分 对于点与点之间的通信，按消息传递的方向与时 间关系， 通信方式可分为单工、半双工及全双工通信 三种。 单工通信， 是指消息只能单方向传输的工作方式， 因此只占用一个信道， 如图 (a)所示。广播、遥测、遥 控、无线寻呼等就是单工通信方式的例子。
第1章
绪 论
6. 按收信者是否运动分 通信还可按收信者是否运动分为移动通信和固定通信。移 动通信是指通信双方至少有一方在运动中进行信息交换。移 动通信已被列为现代通信中的三大新兴通信方式之一。 另外，通信还有其它一些分类方法，如按多地址方式可 分为频分多址(FDMA)通信、时分多址(TDMA)通信、码分多 址(CDMA)通信等。按用户类型可分为公用通信和专用通信等。
通信原理教学课件PPT同步原理_OK
其功率谱为：
Ps ( f )
2021/8/25
1
f
第6章 数字基带传输T系统
26
频谱：
S( f )
导频
1
f
T
在基带信号的频谱的第一个零点插入导频： f=1/T 即插入一个频率为f=1/T的正弦波。
该导频在接收端可由中心频率为f=1/T的窄带滤波 器（NBPF）提取出来，NBPF输出为一正弦波。
第6章 数字基带传输系统
7
框图：
m(t)
SBF
cos ct 90相移
发送端
uo(t)
－sin c t
插入 导频
分析：
（1）插入导频： sinct
uo '(t)
v(t)
BPF
m'(t)
LPF
NBPF
90相移
接收端
sin(ct 90) cosct cos(ct 90) sinct
（2）发送端输出信号： uo (t) m(t)cosct sinct
1 2
m(ˆt
)
sin16 ct
（4）此方案的缺点： ① 相位含糊性：二分频器的输出电压有相差180的两 种可能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随 机初始状态。 克服方法：信息不直接加载在相位上，而加载在前后码 元相位差上，即采用差分编码，如2DPSK。
② 错误锁定：平方后的接收电压中有可能存在其他的离 散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。
压控振荡
M分频
锁相环第6章 数字基带传输系统
窄带滤波
载频 输出
18
13.2.3 载波同步的性能 相位误差
当实现相干解调时，载波同步系统所提取的载波存 在相位误差。
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殊锁相环具有从已调信号中消除调制和滤除噪声的功能，所以
能鉴别接收已调信号中被抑制了的载波分量与本地VCO输出信
号之间的相位误差，从而恢复出相应的相干载波。通常采用的
特殊环路有： 同相—正交环、逆调制环、判决反馈环和基带数
字处13.0理2.2载021 波跟踪环等。
可编辑版
4
同步系统
插入导频法也可以分为两种：一种是在频域插入，即在发 送信息的频谱中或频带外插入相关的导频；另一种是在时域插 入， 即在一定的时段上传送载波信息。
平方律 部件
×
fc 二分频
低通 x(t)
e(t) 2fc
2fc
窄带滤波
13.02.2021
图 6-1 平方可变编辑换版法提取同步载波
6
同步系统
e (t) [x (t)co c t]2 s 1 2x 2 (t) 1 2x 2 (t)co c ts
对于2PSK信号，x(t)是双极性矩形脉冲，设x(t)=±1，则 x2(t)=1，这样已调信号x(t)cosωct经过非线性变换—平方律部件 后得
可编辑版
2
同步系统
6.1.2 不同传输方式的同步
1. 外同步法 2. 2. 自同步法
13.02.2021
可编辑版
3
同步系统
6.2 载波同步技术
载波同步的方法通常有直接法(自同步法)和插入导频法(外 同步法)两种。
直接法又可分为非线性变换—滤波法和特殊锁相环法。 用
直接法提取载波分量的另一途径是采用特殊的锁相环，这种特
e(t)1212co2sct
13.02.2021
可编辑版
7
同步系统 2. 平方环法
输 入 已 调 平 方 律 部 件
信 号
鉴 相 器
开 路 滤 波 器 压 控 振 荡 器
载 波 二 分 频
输 出
锁 相环
图 6-2 平方环法提取载波
13.02.2021
可编辑版
8
同步系统
*3. M次方环法
设输入的QPSK信号为
设环路已经锁定，压控振荡器的正弦电压经过四次方后送给鉴 相器的信号为
u 2(t)U m 2si4 nct(42)
则鉴相器输出为 ud Kmu1u2 取基波
1 8
K mU m4 1U m 2
sin
4(2
1)
13.02.2021
Kd s可i编n辑4版
10
同步系统
图 6-4 四次方环鉴相特性
13.02.2021
s (t) U m 1 co c t s( [ t)1 ]
s(t) QP SK
(*)4 U1(t) 鉴相
UD
U2(t) ( *)4
环路 滤波器
压控
参考载波
13.02.2021
可编辑版
9
图 6-3 四次方环原理方框图
同步系统
输入信号经过四次方运算后， 调制信息被消除，产生了 四倍的载波分量
u1(t)1 4Um 41co4 sct(41)
D
( t)
U
1c os
(ω
ct＋
θ
)
1
延 迟τ
鉴相
Ud
环 路滤 波 器
VCO
± D ( t) U 2 s in ( ω ct＋ θ 2 )
U p( t)
判决 ± D ( t)调 制 器
移
相
π 2
相 位解 调
13.02.2021
可编辑版
16
图 6-6 逆调制环
(b)
同步系统
设环路已锁定，输入2PSK信号和VCO信号如图6 - 6(a)
所示，则相位解调器输出电压为
up(t)K pD (t)co 2 s(1)
根据进入锁定时的相位差(θ2-θ1)所处的象限来对D(t)进行判决。
若(θ2-θ1)是处于第一、四象限，判决输出
^
；D (若t ) 处 于 第
二、 三象限，判决输出
(ω
ct＋
θ
)
1
± U 1c os ( ω ct＋ θ 1)
逆调制 鉴相
二 相 PSK 延 迟 τ Zp( t)
Ud 环 路 滤 波 器
VCO
*2. 逆调制环
± D ( t)
U 1 s in ( ω ct＋ θ 2 )
判决 U p( t)
移
相
π 2
U
2cos
(
ω
ct＋
θ
)
2
相 位解 调
(a)
二 相 PSK Zp( t)
同步系统
第6章 同步系统
6.1 概述 6.2 载波同步技术 6.3 位同步技术 6.4 群同步(帧同步)技术
13.02.2021
可编辑版
1
同步系统
6.1 概 述
6.1.1 不同功用的同步
1. 载波同步 2. 2. 位同步(码元同步) 3. 3. 群同步(帧同步) 4. 4. 网同步
13.02.2021
对载波同步的要求是：发送载波同步信息所占的功率尽 量小，频带尽量窄。载波同步的具体实现方案与采用的数字调 制方式有着一定的关系。也就是说，具体采用哪一种载波同步 方式， 应视具体的调制方式而定。
13.02.2021
可编辑版
5
同步系统
6.2.1 非线性变换—滤波法
1. 平方变换法
x(t)cosωct 带通 ni(t)
x(t)cosct
同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为
v1cosct()
v2cosct(90)sin c(t)
13.02.2021
可编辑版
14
同步系统
那么输入信号与v1,v2相乘后得
v3x(t)cocstcosct()1 2x(t)[cocso2 sc(t)]
v4x(t)cocstsin ct()1 2x(t)[si nsin 2(ct)]
可编辑版
11
同步系统
同样原理，对MPSK信号就可以采用M次方环，其原理方 框图与图 6 - 3 相似。M次方环的鉴相特性为
ud KdsinM
可以看出，M次方环的非线性处理方式是在中频上进行 的。通过M次倍频后，键控信号的调制信息被消除，产生了M 倍载频分量；然后用普通锁相环对M倍载频分量进行跟踪， 由此得到了参考载波。M次方环的鉴相特性为正弦型，它具 有M重相位模糊。
经过低通滤波器后分别得
v
5
1 2
x ( t ) cos
v5, v6经过乘法器后得
v
6
1 2
x ( t ) cos
v7
v5v6
1x2(t)sincos1x2(t)sin2
4
8
13.02.2021 1x2(t)2 可1编x辑2版(t)
15
8
4
同 步 系 统Z p (
t)
＝
D
( t)
U
1c os
13.02.2021
可编辑版
12
同步系统
6.2.2 特殊锁相环法
1. 同相—正交环法(科斯塔斯环)
v3 低通
v5
x′ (t)
x(t)cosωct
v1 v1 压控振荡器
环路滤波器 v7
90°相移
v2
低通
v4
v6
13.02.2021
图 6-5 同相—可正编交辑版环法(科斯塔斯环)
13
同步系统 假定环路已锁定，若不考虑噪声，则环路的输入信号为