同步技术
数据通信中的同步技术同步传输和异步传输
异步传输方式相对简单，不需要复杂的同步机制，因此实现起来较 为容易。
低速率
由于每个字符都需要单独发送，且需要附加起始位和停止位，因此 异步传输的速率相对较低。
异步传输的原理
起始位和停止位
异步传输中，每个字符前面都有一个起始位，用于指示字符的开始， 后面跟着一个或多个数据位，最后是一个停止位，表示字符结束。
同步传输和异步传输的定义
同步传输
指发送端和接收端保持同步，即发送 端发送数据时，接收端始终处于准备 接收状态，一旦收到数据，立即进行 处理。
异步传输
指发送端和接收端不保持同步，即发 送端发送数据时，接收端处于等待状 态，当数据到达时，接收端按照自己 的时钟对数据进行处理。
02 同步传输
CHAPTER
05 未来展望
CHAPTER
数据通信技术的发展趋势
1 2
5G和6G通信技术
随着5G网络的普及和6G技术的研发，数据通信 将更加高效、快速和可靠，支持更多样化的应用 场景。
云计算和边缘计算
云计算和边缘计算的发展将加速数据处理和分析 的效率，满足实时性要求高的应用需求。
3
物联网和智能家居
物联网和智能家居的普及将推动数据通信技术的 发展，实现设备间的无缝连接和智能化控制。
独立发送
每个字符在发送时都是独立的，发送端和接收端不需要保持时钟同 步。
字符间隔
字符之间的间隔是可变的，但必须满足最小位时间的要求，以确保接 收端能够正确识别起始位和停止位。
异步传输的应用场景
低速数据通信
由于异步传输速率较低，因此适用于低速数据通信，如控制设备、终端等。
兼容性较好
由于异步传输相对简单，因此在老式设备和标准上得到广泛应用，具有较强的 兼容性。
通信系统中的时钟同步与频率校正技术
通信系统中的时钟同步与频率校正技术在现代通信系统中，时钟同步和频率校正是确保通信设备之间准确传输数据的关键技术。
准确的时钟同步和频率校正可以提高通信系统的性能和可靠性，避免数据丢失和误差传输。
本文将讨论通信系统中常用的时钟同步和频率校正技术，并探讨它们的原理和应用。
一、全球导航卫星系统（GNSS）同步技术全球导航卫星系统（GNSS）同步技术是一种利用卫星导航系统提供的时间信号进行时钟同步的方法。
GNSS系统包括全球定位系统（GPS）、伽利略导航系统等。
这些系统通过卫星发射的时间信号，可提供高精度的时钟同步和频率校正。
使用GNSS同步技术的通信系统需要至少接收4颗卫星的信号，通过测量信号传播的时间差来计算时钟误差和频率漂移。
通信设备根据卫星导航系统提供的时间信号进行时钟调整，以确保设备之间的同步。
GNSS同步技术具有高精度和全球范围的优势，被广泛应用于无线通信和互联网基础设施中。
二、IEEE 1588 时钟同步协议IEEE 1588（Precision Time Protocol，简称PTP）是一种用于实现时钟同步的网络协议。
它通过在网络中传输时间戳来实现微秒级的时钟同步精度，并能够对时钟频率进行校正。
PTP协议的基本原理是通过主从架构进行时钟同步。
网络中的主节点（Master）通过向从节点（Slave）发送时间戳报文，从节点根据报文中的时间戳来调整自身的时钟。
PTP协议使用插值和滤波等技术来提高时钟同步的精度和稳定性。
PTP协议广泛应用于局域网和广域网之间的时钟同步，如数据中心、电力系统等领域。
它能够实现高精度的时钟同步和频率校正，保证数据传输的准确性和可靠性。
三、时钟同步与频率校正在通信系统中的应用时钟同步和频率校正技术在通信系统中具有重要的应用。
以下是其中几个重要的应用场景：1. 移动通信系统：移动通信网络中的各个基站需要保持高度的时钟同步，以确保通信信号的准确传输和漫游的顺畅切换。
时钟同步和频率校正技术可以提高移动通信网络的性能和容量。
数据库实时同步技术解决方案
数据库实时同步技术解决方案一、前言随着企业的不断发展，企业信息化的不断深入，企业内部存在着各种各样的异构软、硬件平台，形成了分布式异构数据源。
当企业各应用系统间需要进行数据交流时，其效率及准确性、及时性必然受到影响。
为了便于信息资源的统一管理及综合利用，保障各业务部门的业务需求及协调工作，常常涉及到相关数据库数据实时同步处理。
基于数据库的各类应用系统层出不穷，可能涉及到包括ACCESS、SQLSERVER、ORACLE、DB2、MYSQL等数据库。
目前国内外几家大型的数据库厂商提出的异构数据库复制方案主要有：Oracle的透明网关技术，IBM的CCD表（一致变化数据表）方案，微软公司的出版者/订阅等方案。
但由于上述系统致力于解决异构数据库间复杂的交互操作，过于大而全而且费用较高，并不符合一些中小企业的实际需求。
本文结合企业的实际应用实践经验，根据不同的应用类型，给出了相应的数据库实时同步应用的具体解决方案，主要包括：(1) SQLSERVER 到SQLSERVER 同步方案(2) ORACLE 到SQLSERVER 同步方案(3) ACCESS 到SQLSERVER/ORACLE 同步方案二、异构数据库异构数据库系统是相关的多个数据库系统的集合，可以实现数据的共享和透明访问，每个数据库系统在加入异构数据库系统之前本身就已经存在，拥有自己的DMBS。
异构数据库的各个组成部分具有自身的自治性，实现数据共享的同时，每个数据库系统仍保有自己的应用特性、完整性控制和安全性控制。
异构数据库的异构性主要体现在以下几个方面：1、计算机体系结构的异构各数据库可以分别运行在大型机、小型机、工作站、PC嵌入式系统中。
2、基础操作系统的异构各个数据库系统的基础操作系统可以是Unix、Windows NT、Linux等。
3、DMBS本身的异构可以是同为关系型数据库系统的Oracle、SQL Server等，也可以是不同数据模型的数据库，如关系、模式、层次、网络、面向对象，函数型数据库共同组成一个异构数据库系统。
同步技术
同步技术一、同步技术的定义：同步技术即调整通信网中的各种信号使之协同工作的技术。
诸信号协同工作是通信网正常传输信息的基础。
二、同步技术的分类：按照同步的功能来分，同步可以分为载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步（通信网中用）等四种。
（一）载波同步1、定义当采用同步解调（相干检测，它的基本功能就是完成频谱的线性搬移，但为了防止失真，同步检波电路中都必须输入与载波同步的解调载波。
）时，接收端需要提供一个与接收信号载波同频同相的相干载波，而这个相干载波的获取就称为载波提取，或称为载波同步。
2-12、提取方法载波同步一般有两类方法：一类是直接提取法（自同步法），一类是插入倒频法（外同步法）。
（1）直接提取法（自同步法）定义：是从接收到的有用信号中直接（或经变换）提取相干载波，而不需要另外传送载波或其它倒频信号。
基本原理：有些信号（如DSB信号、2PSK信号等）虽然本身不包含载波分量，但却包含载波信息，对该信号进行某些非线性变换以后，就可以直接从中提取出载波分量来。
提取方法：平方变换法和平方环法、同相正交环法（科斯塔斯环）①平方变换法和平方环法图2-2平方变换法提取载波图2-2即为平方变换法提取载波，为了改善性能，可以在平方变换法大的基础上，把窄带滤波器用锁相环替代，构成如图2-3所示的方框图，这就是平方环法提取载波。
图2-3平方环法提取载波由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波性能，因此平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，因而得到广泛的应用。
②同相正交环法（科斯塔斯环）图2-4同相正交环法提取载波同相正交环法（科斯塔斯环）是利用锁相环提取载波的另一种常用方法，由于加到上下两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器的输出信号和它的正交信号，因此常称这种环路为同相正交环，有时也被称为科斯塔斯环（Costas）环。
如图2-4所示。
（2）插入倒频法（外同步法）定义：是在发端发送信息码元的同时，再发送一个（或多个）包含载波信息的倒频信号，并且要求这个倒频信号不随传播的信息变换，在接收端根据倒频信号提取载波。
同步名词解释
同步名词解释同步是一种时间系统，它可以实现多个设备同时执行或控制操作。
它可以实现数据的及时传输和共享，所以在信息通信和网络技术中有着广泛的应用。
在此文章中，我们将讨论关于同步的重要术语，以及它们在实际应用中的含义。
首先，让我们来看一下“同步”这个名词本身的定义。
根据维基百科的解释，“同步”是指“以某种方式使事件或活动达到一致性，从而使某些操作发生在同一时间”。
因此，同步的意思就是让多个进程同时发生。
其次，我们还要谈论同步的一些重要术语。
同步时钟（synchronous clock）是一种精确的时钟，它可以用于控制多个设备之间活动的发生时间，以实现完美的同步。
此外，“同步信号”（synchronous signal）是一种同步信号，它可以将多台设备中的信号统一起来，从而使多台设备的工作时间一致。
它可以用来传递数据，因此它在网络技术和通信技术中起着重要作用。
此外，还有“同步控制”（synchronization control），它可以实现多台设备之间的信息传递和共享。
它为远程控制提供了便利，使设备之间的通信更加可靠和有效。
最后，还有“同步技术”（synchronization technology），它是一种能够协调多个设备之间动作时钟的技术。
它可以保证设备之间信息的同步发送，从而大大提高系统的性能和效率。
总之，同步是一种强大的时间系统，它能够实现多个设备同步操作，从而使网络技术和通信技术更加有效和可靠。
它的重要术语包括同步时钟、同步信号、同步控制和同步技术。
本文对这些术语进行了简单介绍，以便读者能够更好地了解这项先进技术。
数字同步技术
实验十一 数字同步技术实验内容1.位定时、位同步提取实验2.信码再生实验3.眼图观察及分析实验4.CPU仿真眼图观察测量实验一. 实验目的1.掌握数字基带信号的传输过程。
2.熟悉位定时产生与提取位同步信号的方法。
3.学会观察眼图及其分析方法。
二. 实验电路工作原理所有数字通信系统能否有效地工作，在相当大的程度上依赖于发端和收端正确地同步。
同步的不良将会导致通信质量的下降，甚至完全不能工作。
通常有三种同步方式：即载波同步、位同步和群同步。
在本实验中主要分析位同步，载波同步和群同步不分析。
实现位同步的方法有多种，但可分为两大类型：一类是外同步法。
另一类是自同步法。
所谓外同步法，就是在发端除了要发送有用的数字信息外，还要专门传送位同步信号，到了接收端得用窄带滤波器或锁相环进行滤波提取出该信号作为位同步之用。
所谓自同步法，就是在发端不专门向收端发送位同步信号，而收端所需要的位同步信号是设法从接收信号中或从解调后的数字基带信号中提取出来。
本实验中，位同步提取的方法是从二相PSK(DPSK)信号中，对解调出的数字基带信息再直接提取恢复出位同步信号。
图11-1是位同步恢复与信码再生电路方框图,图11-2是电原理图。
图11-1 位同步恢复与信码再生电路方框图1.带通滤波与全波整流电路电路如图11-3所示。
设计该电路时，以数字基带码元速率为32KHz/s为例，数字基带信号由测量点TP703输入，经过电解电容E701与电阻R717进入该电路，带通滤波器由U711组成，测量点TP707为眼图测量点，利用二踪示波器的YB通道测量TP304或TP703，YA通道测量TP707时，调节示波器相应的开关与旋钮，就可以测量出眼图信号来。
关于眼图的具体测量在后面再作进一步的介绍。
由运算放大器U711∶C组成全波整流电路。
从图中可知,运算放大器U712(LM311)组成限幅放大电路。
32KHz谐振电路由电阻R731、R732、R722、电容C716、CA701(在电路板上这里为一可插入不同容量的电容作为实验调试，实验值为4700pf)、谐振线圈L701组成。
同步技术的概念
同步技术的概念
同步技术是一种将不同设备或系统之间的数据、信号或操作统一协调的技术。
它可以确保这些设备或系统之间的信息交换是准确无误、有序进行的，从而实现数据同步或操作同步。
同步技术的应用范围非常广泛，比如在通信、音视频处理、工业自动化、网络传输、卫星导航等领域都有广泛的应用。
同步技术的实现方式包括硬件同步和软件同步两种，其中硬件同步通常采用精密的时钟和定时器等硬件设备来实现，而软件同步则通过算法和操作系统等软件来实现。
同时，同步技术的性能指标包括同步精度、同步延迟、同步稳定性等，需要根据具体应用场景进行优化。
- 1 -。
通信原理8-同步技术
数据交换，必须实现网同步 使得在整个通信网内有一个统一的时间节
拍标准
二. 同步信号的获取方式
外同步法
– 由发送端发送专门的同步信息， 接收端把这个专门的同步信息检 测出来作为同步信号的方法
– 需要传输独立的同步信号，需付 出额外的功率和频带
三. 同பைடு நூலகம்的技术指标
同步误差小 相位抖动小 同步建立时间短 同步保持时间长
数字通信系统中，要求同步信息传输的可靠性 高于信号传输的可靠性
载波同步是相干解调的基础。
判断
只有数字调制系统存在载波同步
无论是模拟调制信号还是数字调制信 号，都必须有相干载波才能实现相干 解调。
1. 载波同步
载波同步产生的本地载波应该与接收到的信 号中的调制载波同频同相，而不是与发送端 调制载波同频同相
在接收信号中，发送端调制的载波成分可能 存在，也可能不存在。
– 只有定时脉冲正确，才谈得上正确地抽样判 决
– 位同步是正确抽样判决的基础
3. 群同步
包括字同步、句同步、帧同步 接收端为了正确恢复信息就必须识别
句或帧的起始时刻 接收端必须产生与字、句和帧起止时
间相一致的定时信号 群同步是正确译码和分路的基础 数字通信和模拟通信都存在群同步
4. 网同步
– 若接收信号中包含有载波，可用窄带滤波器直 接提取
– 若接收信号中不包含载波成分，则用载波同步 法提取
2. 位同步
是数字通信系统特有的一种同步
– 为了从接收波形中恢复出原始的基带信号， 须对它进行抽样判决，要求接收端提供“定 时脉冲序列”
– 定时脉冲序列的重复频率与码元速率相同， 相位与最佳抽样判决时刻一致
OFDM系统中的同步技术
r[k]
1
N 1
N 1
y[n]e j2kn N [k, k]d[k] [m, k]d[m]
N k0
m0
mk
[m, k]
L1
l0
Al e j 2 ml N
N
N 1
l [n]e j2 nmk
n0
N
第k个子载波受到的干扰能量
2
N 1
N 1
PICI [k] E
[m, k]d[m]
2 d
[m, k]
m0
m0
mk
mk
[m, k]是子载波m带给k的平均干扰能量
[m, k] E [m, k ]2
E[m, k]2 E [m, k] *[m, k]
1 N 1 N 1 2
传输信号x n 服从均值为0的复高斯过程
信道采用广义平稳不相关散射（WSSUS）模型，用延迟功率谱（ 各径的能量分布）和散射函数（各径的时变特征）表示
假设信道最大多径时延为L个样点（L
N
）,多普勒频偏的
G
IFT为第一类零阶贝塞尔函数，信道第l径的冲击相应为
hn,l All n l
子载波m对子载波k的均值干扰能量为该两子载波间距离的偶函数
矩阵 为对称矩阵，且每个子载波的信干比相同
－频率偏差产生的ICI
将频率偏差对接收信号的影响看成单径乘性衰落，
其等价的信道冲击响应
h[n] e j2n N ,是用子载波间隔归一化的频率偏移
子载波m对子载波k的干扰分量
[m, k]
• OFDM信号的表示
x n
1 N 1 X
第八章-同步技术
11
同步技术的重要性
• 同步本身虽然不包含所要传送的信息，但只有收 发设备之间建立了同步后才能开始传送信息，所 以同步是进行信息传输的必要和前提。
• 同步性能的好坏将直接影响着通信系统的性能。 如果出现同步误差或失去同步就会直接导致通信 质量下降，降低通信系统性能，甚至使通信中断。
计算机网络通信原理——同步技术
• 从下图所示的频谱图可以看出，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且没有离散谱， 这样就便于插入导频以及解调时易于滤出它。
（a）基带信号x(t)频谱函数
（b）对x(t)进行相关编码得到的频谱函数 （c）双边带调制后得到的频谱函数
插入导频
计算机网络通信原理——同步技术
20
双边带调制系统发送端电路框图
• 码变换器将Sd(t)频谱中的直流和相邻的低频信号滤掉或衰减。 • 经低通滤波器加给环行调制器，由带通滤波器取出上、下边带
送给加法器。 • 同时送给加法器的还有载波移相90°的Acsinωct。（发送端必须
正交插入导频，不能加入Acosωt导频信号，否则接收端解调后 会出现直流分量，这个直流分量无法用低通滤波器滤除，将对 基带信号的提取产生影响。）
计算机网络通信原理——同步技术
28
平方变换法
• 已调信号x(t)cosωct为2PSK信号，双极性矩形脉冲。 • 接收端经过平方律部件后得到
e(t)=[x(t)cosωct]2 = x2(t)/2+ x2(t) cos2ωct/2
∵ x(t)=±1 ∴ e(t)= (1+cos2ωct)/2
• 由此，通过窄带滤波器取出2fc，经过二分频得到的频率就 是所需要的载波频率。
计算机网络通信原理——同步技术
同步控制技术
数字复接与同步技术
（1）频域导频法 抑制载波的通信系统无法从接收信号直接提取载波，例 如DSB信号、2PSK信号、VSB信号和SSB信号等。这些信 号本身不含载频或含有载频不易取出，对于这些信号可以用 插入导频法。插入导频是在已调信号的频谱中再加入一个低 功率信号的频谱(其对应的正弦波即为导频信号)。在接收端 可以利用窄带滤波器把它提取出来，经过适当的处理形成接 收端的相干载波。插入导频的方法很多，但基本原理都是相 似的。插入导频的位置应该在信号频谱为零，否则导频与信 号频谱成分重叠，接收时不易取出。下面分两种情况讨论。 a.模拟调制信号 对于DSB和SSB这样的模拟调制信号，在载频fc附近信号 频谱为0，就可以插入导频，这时插入的导频对信号的影响 最小。
数字复接与同步技术
在接收端用相应的控制信号将载频标准取出以形成解调 用的同步载波。但是由于发送端发送的载波标准是不连续的， 在一帧内只有很少一部分时间存在，因此如果用窄带滤波器 取出这个间断的载波是不能应用的。对于这种时域插入导频 方式的载波提取往往采用锁相环路，其方框图如图6.17(b)所 示。在锁相环中，压控振荡器的自由振荡频率应尽量和载波 标准频率相等，而且要有足够的频率稳定度，鉴相器每隔一 帧时间与由门控信号取出的载波标准比较一次，并通过它去 控制压控振荡器。当载频标准消失后，压控振荡器具有足够 的同步保持时间，直到下一帧载波标准出现时再进行比较和 调整。适当地设计锁相环，就可以使恢复的同步载波的频率 和相位的变化控制在允许的范围以内。
数字复接与同步技术
b.数字调制信号 对于2PSK和2DPSK等数字调制信号，在载波fc附近的频 谱不但有，而且比较大，对于这样的信号，在调制之前先对 基带信号进行相关编码，经双边带调制后，在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱc附近的频谱 分量很小，且没有离散谱，这样可以在fc处插入频率为fc的 导频，如图6.15所示。
数据传输的同步技术
模拟 电话机
传输数字信号
模拟信号 程控
交换机
模拟 电话机
模拟信号
模拟 电话机
计算机 Modem
模拟信号
公用电话交换网
模拟信号 Modem 计算机
模拟信号
数字信号 PCM编码
PCM的工作原理
脉冲编码调制包括三部分：采样、量化和编码。 采样 每隔一定的时间间隔，采集模拟信号的瞬时电平值做为样本， 表示模拟数据在某一区间随时间变化的值。 量化 量化是将取样样本幅度按量化级决定取值的过程。 量化级可以分为8级、16级，或者更多的量化级，这取决于系统 的精确度要求。 编码 编码是用相应位数的二进制代码表示量化后的采样样本的量级。
数据的编码和调制技术
在计算机中，数据是以离散的二进制“0”、“1”比特序列方式 表示的。计算机数据在传输过程中的数据编码类型主要取决 于它采用的通信信道所支持的数据通信类型。
通信信道分为模拟信道和数字信道，而依赖于信道传输的数 据也分为模拟数据与数字数据。因此，数据的编码方法包括 数字数据的编码与调制和模拟数据的编码与调制。
φ=π φ=0
φ=0
φ=π
相对相移键控PSK
相位 偏移π φ不变 偏移π 偏移π φ不变 φ=0 φ=π φ=π φ=0 φ=π φ=π
多相调制
通信系统中同步技术的应用
群 同步 信息 ，常用 的是 巴克码 。分散插 入是每群 只插
一
频不但能够作 为同步信号 ，而且还可以作为 自动增 益控 制 ；对于那些不能够用 自同步法 的系统只能用插入 导频
位码 作为 同步 码 。连 贯插入法 插入 的同步码是 一个
码组 ，要使 同步 可靠 ，同步码组 要有一定 的长度 ，这
一
二 、 同步技术 的 实现方 法
下面按照不 同功能的同步分别进行介绍 ：
１ 载波同步在 自同步方式下有平方变换法 、科斯塔 ． 斯环法 。由于后者具有很好的频率跟踪特性 和锁相后无 频差特性 ，所以其较之前者被广泛应用 ，载波 同步在外 同步 的方式下是以插入导频法为主。两种方法 的各 自特 点为 ：自同步不采用外 同步时因插入导频而发送导频的
信 息流 的头部或尾 部加入 一些特殊 的代码进 行 区分标 记 ，以便 接收方 能够正确 分辨信 息 ，那 么 ，在接 收端 获取并分辨这些信息流的过程 我们称之为帧同步或群同
步。
实现一致的信息数据交换 ，因此 ，通信系统是否能够完
全的实现数据的同步交换成为了衡量通信质量 的重要 因 素 ，如果 通信 系统没有 实现 同步 ，将会导 致系统 的瘫 痪 ，影 响通信 的效 果 。本 文整个通 信系统 为研究 的对 象 ，综合的 阐述了同步技术的实现方法以及操作原理 ， 并从全面整体角度加以对 比。
１ 位 同步 又称码元 同步 ，其 作为数字通信 中特有 ． ２ 的一种 同步技术 ，因为 ，数字通信系统 中信息数据都是 以一连串码元组成的 ，作为接收端需要能够辨别码元 的 起止时间 ，以便能够做 出恰当的判断 ，这就要求接收端 必须提供一个 作为取样判决用 的位 定时脉 冲序列 ， 该 序列 的重复频率与码元速率相 同，相位与最佳判决 时刻
时钟同步技术概述
时钟同步技术概述时钟同步技术是一种用于保持不同设备之间时钟值的一致性的技术。
在计算机、电信和工业自动化等领域中，时钟同步对于协调多个设备的操作是非常重要的。
时钟同步不仅可以确保设备之间的事件顺序正确，还可以实现精确的时间测量和时间戳。
本文将从原理、方法和应用三个方面对时钟同步技术进行概述。
1.原理物理原理是基于硬件的时钟同步方法。
这种方法使用硬件设备来收集参考信号，并将参考信号传递给各个设备以进行时钟校准。
例如，全球定位系统（GPS）可以提供高精度的时间信号，用于时钟同步。
其他物理原理包括使用原子钟或光纤传输时间信号等。
算法原理是基于软件的时钟同步方法。
这种方法通过在各个设备间进行时间信息的传递和处理来实现时钟同步。
常用的算法包括网络时间协议（NTP）、精确时间协议（PTP）和时钟同步协议（SyncE）等。
2.方法（1）网络时间协议（NTP）NTP是一种用于在计算机网络中进行时钟同步的协议。
它包含一个时间服务器和多个客户端，时间服务器会发送时间信息给客户端进行时钟校准。
NTP可以通过使用可靠的参考时间源和算法来实现高精度的时钟同步。
（2）精确时间协议（PTP）PTP是一种用于在局域网中进行时钟同步的协议。
与NTP相比，PTP 提供更高的时钟同步精度，可以达到微秒级别的同步误差。
PTP使用时间戳和时钟校准机制来实现同步，并通过主从模式进行通信。
（3）SyncESyncE是一种用于在传输网络中进行时钟同步的协议。
它通过在传输链路上插入时钟信息来实现同步。
SyncE可以提供高精度的时钟同步，并且可以根据网络负载和传输延迟进行自适应调整。
3.应用（1）金融交易在金融交易中，时钟同步对于确保交易的时间戳是非常重要的。
通过使用高精度的时钟同步技术，可以准确地记录交易的时间，避免时间偏移和不一致性带来的交易错误。
（2）电信网络在电信网络中，时钟同步用于确保不同设备之间的事件顺序正确。
时钟同步技术可以避免数据包丢失和碰撞，提高网络的可靠性和性能。
现代数字通信技术 第四章 同步技术
4.1 概述
（3）帧同步（群同步） 帧（frame）,数字信号传输的一种基本单位。（例如， PCM30/32 体制的帧结构）。在一帧信号中，各路信号在 指定的时隙传送。接收端正确识别每一帧的起始时刻及各 路信号的时隙位置，并且产生相应的定时脉冲信号，被称 为帧同步。 （4）网同步 为保证通信网各点之间相互可靠地通信，在网内建立 一个统一的时间标准，被称为网同步。
4.3.2 自同步法
2. 包络检波法
（1）从中频已调信号中提取位同步信息
这种方法不需要先进行载波提取。和插入导频法中的 包络调制法不同的是，等幅PSK调制信号 由于带限信道 的作用，使得信号波形在码元相位变化时刻发生幅度 “平滑陷落”失真，因此包络中含有位同步信息。
4.3.2 自同步法
（2）从报头中提取位同步信息 这种方法用于时分多址数字卫星通信。报头为载波同步 信息和位同步信息，发射功率较大，而且报头宽度为码元宽 度整数倍
4.3.3 位同步性能指标
3.同步保持时间tc 从含有位同步信息的接收信号消失开始，到位同步提取 电路正常位同步信号中断止,越长越好。
4.同步带宽 位同步频率与码元速率之差。
4.4 帧同步
在多路信号组成的一帧信号中，加入一特殊标志，即 帧同步信号。 帧同步的任务是在位同步基础上，正确识别出帧起始位 置，进而确定出各路信号位置。要求： 1 正确建立同步概率要大，漏同步和假同步概率要小 2 捕获时间短 3 同步保持时间长 4 帧同步码长仅可能短 (1) 起止式同步法 早期电传机，微机RS232串口。
4.2 载波同步
一般有直接法（自同步法）和插入导频法（外同步 法）。具体实现方案与调制方式有关。 4.2.1 插入导频法 分为频域插入导频法和时域插入导频法。 （1）频域插入导频法 在抑制载波系统中，在已调信号频谱中，插入一较 低功率载频（正弦波）信号。接收端利用窄带滤波器提 取相干载波。有两个措施：
5g 同步原理
5g 同步原理
5G的同步原理与以往的移动通信网络不同，它采用了更加高效和精准的同步技术。
其中主要的同步原理包括以下几点：
1、全球卫星导航系统（GNSS）：5G网络可以利用全球卫星导航系统来实现高精度的时间和位置同步。
通过接收来自多颗卫星的信号，可以精确确定用户设备所在的位置和时间，从而实现网络的同步。
2、网络时钟同步：在5G网络中，网络设备会使用网络时钟同步协议来进行同步，确保所有设备都在相同的时间基准下运行。
这样可以避免信号传输和处理时的时延差异，提高数据传输的精确性和效率。
3、智能天线技术：5G网络的基站智能天线可以通过波束赋形技术实现精确的信号定向传输，从而在空间上避免信号的干扰和重叠，提高网络的同步性能。
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2PSK的正频域频谱图
• 从下图所示的频谱图可以看出，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且没有离散谱， 这样就便于插入导频以及解调时易于滤出它。 （a）基带信号x(t)频谱函数 （b）对x(t)进行相关编码得到的频谱函数 （c）双边带调制后得到的频谱函数
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同步技术的重要性
• 同步本身虽然不包含所要传送的信息，但只有收 发设备之间建立了同步后才能开始传送信息，所 以同步是进行信息传输的必要和前提。 • 同步性能的好坏将直接影响着通信系统的性能。 如果出现同步误差或失去同步就会直接导致通信 质量下降，降低通信系统性能，甚至使通信中断。
• 若在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息，只 传送一个边带也就可以完成信息的传送,为了提高发射功 率的效率,而把其中一个边带和载波都消除掉。这个过程 就叫做单边带调制，而最终输出的无线电信号就叫做单边 带信号（SSB）。
• 若在调制时上下两个边带含有不同的信息，称为双边带调 制，输出的信号就叫做双边带信号（DSB）。
• 按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和 自同步法。
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同步传输与异步传输
• 在数字通信系统中，按照传输数据的速率 是否恒定分为： 1. 异步传输方式 收发双方独立产生同步时钟，但定期进行 校准。
2. 同步传输方式 接收方的时钟完全由发送方控制。
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• 已调信号x(t)cosωct,其中x(t)为2PSK信号，双极性矩形脉冲。
x(t)cos ωct n i (t) 带通 × fc 平方律 部件 e(t ) 二分频 2fc 低通 x(t)
2fc 窄带滤波
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平方变换法
• 已调信号x(t)cosωct为2PSK信号，双极性矩形脉冲。 • 接收端经过平方律部件后得到 e(t)=[x(t)cosωct]2
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同步传输
• 在同步传输中以数据块为单位发送比特流。数据块加上前 缀、后缀和控制信息形成了帧。 • 为了防止时钟漂移，保证接收端接收的每一位数据都和发 送端准确地保持同步，常用的方式有内同步和外同步。 ①内同步： 在传输的信号中嵌入时钟信息，使接收端能从接收的信号 波形中提取时钟信息。 ②外同步： 在发送端和接收端之间提供单独的时钟线路，或发送端在 发送数据前先发一串同步时钟脉冲（同步字符串），接收 端按这个时钟频率调整采样频率。
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异步传输
• 异步传输采用字符同步方式进行传输时，由于字符短， 时钟的漂移不会影响脉冲信号的正确接收，收发双方不 需要严格的时间标准。 • 字符内部的每一位采用固定的时间模式，字符之间间隔 可以任意。因此，传输数据的速率不是恒定的。 • 异步传输又称起止式传输，它采用独特的起始信号（起 始位）和终止信号（结束位）来限定每个字符，按位逐 次地传输，因此其传输效率较低。
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频域插入导频
• 在DSB信号中插入导频：
• 插入导频的位臵应该在信号频谱为零的位臵，否则导频与 信号频谱成分重叠在一起，接收时不易取出。 • 对于2PSK和2DPSK等数字调制的信号，在载波fc附近的频 谱不但有，而且比较大，因此对于这样的数字信号，在调 制以前先对基带信号x(t)进行相关编码。 • 相关编码的作用是把如图 (a)所示的基带信号频谱函数变 为如图 (b) 所示的频谱函数，这样经过双边带调制以后可 以得到图(c)所示的频谱函数，在fc附近频谱函数很小，且 没有离散谱，这样可以在fc处插入频率为 fc的导频 (这里仅 画出正频域)。
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2PSK载波信号的提取
• 假定接受端收到的信号与发送端完全相同
e(t) = ASc(t)cosωct+Acsinωct
• 接受信号中含有频率fc，移相90°得到Accosωct • 相乘器完成 （ASc(t)cosωct+Acsinωct） Accosωct = A· AcSc(t) /2+ A· AcSc(t)/2+cos2cosωct+ ½ Ac2sin2ωct • 通过低通滤波器得到 A· AcSc(t)/2 • 如果用Accosωct时，得到 AcSc(t)/2+ Ac /2 注意：直流分量Ac /2对抽样判决有干扰。
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（1）插入导频法（外同步法）
• 插入导频法也可以分为两种：
1. 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；
2. 另一种是在时域插入， 即在一定的时段上传 送载波信息。 • 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。
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不同功用的同步：群同步
• 在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个个“字”， 又用若干个“字”组成“句”。在接收这些数字信息时，必 须知道这些“字”、“句”的起止时刻，否则接收端无法正 确恢复信息。
• 在数字时分多路通信系统中，各路信码都安排在指定的时隙 内传送，形成一定的帧结构。在接收端为了正确地分离各路 信号，首先要识别出每帧的起始时刻，从而找出各路时隙的 位臵。
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同步信号的获取方式
• 同步也是一种信息，按照获取和传输同步信息方 式的不同可分为： 1. 外同步法
– 由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接 收端把这个专门的同步信息检测出来作为同步信号的 方法， 称为外同步法。
2. 自同步法
– 发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的 信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。
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不同功用的同步：载波同步
• 在数字频带传输系统中，采用相干解调时，接收 端需要产生一个与接收信号中的调制载波同频同 相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或 载波同步。
• 在学习数字调制技术过程中，我们了解到要想实 现相干解调，必须有相干载波。因此，载波同步 是实现相干解调的先决条件。
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10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
不同场合的同步方式
• 由于外同步法需要传输独立的同步信号，因此， 要付出额外功率和频带，而自同步法是人们最希 望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配 给信号传输。 • 在载波同步和位同步中，二者都有采用，而自同 步法用得较多；在群同步中，一般都采用外同步 法。
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时域插入导频法
• 时域插入法中对被传输数据信号和导频信号在时间上加以区别。 • 把一定数目的数字信号分作一组，称为一帧。
– t0～t1 的时隙中传送位同步信号；t1～t2 的时隙内传送帧同步信号； – t2～t3 的时隙内传送载波同步信号；t3～t4 的时间内传送数字信息。
插入导频
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双边带调制系统发送端电路框图
• 码变换器将Sd(t)频谱中的直流和相邻的低频信号滤掉或衰减。
• 经低通滤波器加给环行调制器，由带通滤波器取出上、下边带 送给加法器。
• 同时送给加法器的还有载波移相90°的Acsinωct。（发送端必 须正交插入导频，不能加入Acosωt导频信号，否则接收端解调 后会出现直流分量，这个直流分量无法用低通滤波器滤除，将 对基带信号的提取产生影响。）
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不同功用的同步：位同步
• 位同步又称码元同步。在数字通信系统中，不管采用基带 传输，还是频带传输，都需要位同步。 • 任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需 要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行采样 判决。 • 接收端必须提供一个位同步脉冲序列，该序列的重复频率 与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。我们把 提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。
位 同 步
t0 t1
帧 同 步
t2
载 波 同 步
t3
信息
位 同 步
t4
帧 同 步
载 波 同 步 第二帧
信息
第一帧
(a )
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时域插入导频法接收端电路框图
接收信号
带通 门控信号 线性门
解调
锁相环 鉴相器 环 路 滤波器 压 控 振荡器
(b )
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同步的技术指标
• 同步系统应具有比信息传输系统更高的可 靠性和更好的质量指标，如：
– 同步误差小 – 相位抖动小 – 同步建立时间短
– 同步保持时间长
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第十一章 同步技术
1. 同步的基本概念
2. 载波同步技术 3. 位同步技术 4. 群同步(帧同步)技术 5. 网同步技术
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插入导频法的使用场合
• 抑制载波的双边带信号（如DSB、等概的2PSK） 本身不含有载波，残留边带（VSB）信号虽含有 载波分量，但很难从已调信号的频谱中把它分离 出来。对这些信号的载波提取，可以用插入导频 法（外同步法）。
• 尤其是单边带（SSB）信号， 它既没有载波分量 又不能用直接法提取载波，只能用插入导频法。
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在残留边带信号中插入导频
• 残留边带频谱的特点： • 以取下边带为例，fc为载波频率，从(fc -fm)到fc的下边带频谱绝 大部分可以通过，而上边带信号的频谱fc到(fc+fr)只有小部分通 过。这样，当基带信号为数字信号时， 残留边带信号的频谱 中包含有载频分量fc，而且fc附近都有频谱，因此插入导频不 能位于fc 。