通信原理帧同步

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现代通信原理第9章同步

9.1 载波同步
提取相干载波的方法有两种：插入导频法和直接法。一、直接法直接法也称自同步法。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。
平方变换法和平方环法设调制信号 m(t ) 无直流分量，则抑制载波的双边带信号为
一、连贯式插入法
连贯式插入法就是在一帧数据中的某一位置集中插入用于帧同步的特殊码组，故又称为集中插入法。帧同步的特殊码组一般插入到一帧数据的起始位置。接收端通过检测帧同步码组，确定一帧数据的起止位置，从而实现帧同步。
对该码组的基本要求是： 1）具有尖锐单峰特性的自相关函数； 2）便于与信息码区别； 3）码长适当，以保证传输效率。符合上述要求的特殊码组有：全0码、全1码、1与 0交替码、巴克码、电话基群帧同步码0011011。目前常用的帧同步码组是巴克码。
二、插入导频法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；单边带（SSB）信号，没有载波分量，对这些信号的载波提取，可以用插入导频法（外同步法）。
在抑制载波的双边带信号中插入导频采用插入导频法应注意： 1）导频的频率应当是与载频有关的或者就是载频的频率； 2）已调信号频谱中的零点插入导频。
同步也是一种信息，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。 1) 外同步法由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接收端把这个导频提取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。

5G通信系统的帧同步技术研究

5G通信系统的帧同步技术研究随着移动通信技术的快速发展，5G通信系统已成为近年来的热门话题。

作为下一代移动通信网络，5G通信系统不仅具备高速率、低时延等优势，还能为各行各业提供更多创新和发展机会。

而其中的帧同步技术则成为5G 通信系统关键的技术之一。

本文将就5G通信系统的帧同步技术进行研究，从技术原理、应用领域以及挑战和前景等方面进行详细探讨。

首先，我们将介绍帧同步技术的技术原理。

帧同步技术是指通过在传输信号中的帧边界位置上进行同步，确保接收方能够准确解析并恢复发送方传输的信息。

在5G通信系统中，帧同步技术应用于对时延要求严苛的场景，如虚拟现实、物联网和无人驾驶等技术领域。

为了保证帧同步的准确性，5G 通信系统采用了多个同步信号和控制信号，如Primary Sync Signal (PSS) 和Secondary Sync Signal (SSS) 等。

通过这些同步信号，接收方能够与发送方进行同步，并在正确的时间位置接收到传输的数据。

其次，我们将探讨帧同步技术的应用领域。

随着5G通信系统的发展，帧同步技术将在各个领域得到广泛应用。

在虚拟现实方面，帧同步技术可以提供低时延和高精度的同步，确保用户能够流畅地体验虚拟环境。

在物联网应用方面，帧同步技术可以保证传感器和设备之间的同步，提供高效和可靠的数据传输。

在无人驾驶领域，帧同步技术的应用可以实现车辆与环境的高精度同步，为智能交通系统的安全和稳定提供保障。

除此之外，帧同步技术还可以应用于医疗、工业自动化、智能城市等众多领域。

然而，帧同步技术的研究也面临着一些挑战。

首先，由于5G通信系统的高频和大带宽特性，噪声和多径效应会对信号传输造成干扰，这会导致帧同步的准确性下降。

其次，5G通信系统需要支持大规模的容量和密集的连接，这对帧同步技术的实时性和可靠性提出了更高的要求。

此外，不同的应用场景对帧同步技术的精度和容忍度也有不同的需求，在设计和实现时需要考虑这些因素。

数字通信原理-位同步与帧同步

帧同步
1、帧同步的概念
帧同步的目的是保证收端与发端相应的话路在时间上对准，就是要从收到的信码流中分辨出哪8位是一个样值的码字，以便正确地解码；还要能分辨出这8位码是哪一个话路的，以便正确分路。
帧同步
2、帧同步电路 PCM复用系统的帧同步电路需要有两种装置：（1）同步码识别装置：用来识别接收的PCM信号序列中的同步标志码位置。（2）调整装置：当收、发两端同步标志码位置不对应时，对收端进行调整以使其两者位置相对应。
帧同步
5、影响帧同步系统的因素
（1）帧同步性码的选择帧同步码选择原则：产生伪同步码的可能性尽量小。（2）帧同步码插入方式帧同步码插入方式是指在发送端同步码是怎样与信息码合成的，通常有分散插入和集中插入两种方式。
帧同步
同步码插入的两种方式
帧同步
（3）帧同步码的识别检出方式帧同步码的识别检出方式是指在接收端从接收到的PCM码流中如何识别和检出同步码，常用逐位比较方式和码型检出方式两种。（4）同步捕捉方式同步捕捉方式是指系统失步时由失步指令控制调整的方式，常用逐步移位捕捉方式和复位式同步方式两种。
帧同步
逐步移位法同步电路原理图
帧同步
3、帧同步系统中的保护电路（1）目的：防止假失步和伪同步（2）假失步：由同步码误码引起的误判失步（3）伪同步：由信息码引起的误判同步
帧同步
带有保护电路的同步系统框图
帧同步
4、对帧同步系统的要求（1）同步性能稳定，具有一定的抗干扰能力；（2）同步识别效果好；（3）捕捉时间短；（4）构成系统的电路简单。
第三时分复用及 PCM30/32路系统
第3节位同步与帧同步
同步
1、数字通信的同步是指收发两端的设备在指定的时间协调一致地工作，也称为定时。 2、时分复用系统的同步包括位同步和帧同步。

通信原理——同步

设：一个QPSK信号的表示式为 s(t ) m1 (t ) cos0t m2 (t ) sin 0t 式中，
m1 (t ) 1; m2 (t ) 1
s 2 (t ) 1 sin 20t
对其平方后，得到
对于先验等概率的QPSK信号，上式中的“”号表示其中的20分量的平均功率等于零，即其频谱中没有20的分量。因此，需要滤除其中的直流分量后，再次平方，得到
通信原理 17
载波同步(13)
1 v3 x(t ) cosct cos(ct ) 2 x(t )[cos cos(2ct )] v x(t ) cos t sin( t ) 1 x(t )[sin sin(2 t )] c c c 4 2
通信原理 11
1 a cos[ c t (t )t (t ) 2 q ] 2
载波同步(7)

几点讨论
q值
f m f1 q 1 f r f 2
f 1 和 f 2
的取值
窄带滤波器
通信原理
12
载波同步(8)

直接提取法（自同步法）
平方法
载波同步(14)

多进制移相信号（MPSK）的载波提取
一种是基于平方变换法或平方环法的推广，称为M次方变换法或M方环法
接收信号 M方律器件调谐到Mfc 的带通滤波器环路滤波器 sin (2 fct＋2 ) VCO 分频器 ÷M
输出
M 方环提取载波
通信原理 19
载波同步(15)
以QPSK信号为例，说明平方法的原理。
载波同步(24)

建立时间和保持时间

帧同步原理和方法

帧同步原理和方法帧同步是指在通信中的发送端和接收端采用同一频率，采用对应的时钟和数据单位，对数据进行同步传输的过程。

帧同步是现代通信和网络传输技术中的重要环节，其重要性在于通信中的的信息传输需要同步，并且需要保持实时性和稳定性。

本文将介绍帧同步的原理和方法。

帧同步的原理是在通信中确定帧起始和帧结束的位置，从而保证通信在时序上的同步。

具体来说，帧同步需要两个步骤：(1) 帧定界：确定帧的开始和结束位置帧定界可以通过多种方法实现，其中常见的方法是在帧开头和结尾添加特殊的控制字符，如起始字符和终止字符。

当收到起始字符时，接收端知道下一个字符是数据的开始，当接收到终止字符时，接收端知道这个帧已经接收完成，可以准备接收下一个帧。

帧同步的方法通常包括同步信号和同步字。

同步信号是一种比特序列，用于标识帧开始的位置，同步字则是一种位于特定位置的比特序列，用于标识帧的结束位置。

同步信号和同步字的选取与指定是帧同步的关键，不同的同步方法会采用不同的同步信号和同步字。

帧同步方法按通信介质可分为物理层和协议层两种类型。

(1) 物理层帧同步物理层帧同步是指在通信介质层面采用特定的同步信号和同步字对数据进行同步传输。

物理层帧同步的实现基于通信介质特性和传输环境的物理参数，可以根据传输介质的不同采用不同的帧同步方案。

例如，在RS-232串行通信中，物理层帧同步可以通过起始位、停止位和奇偶校验位实现；而在以太网中，物理层帧同步则是使用“前导码”实现帧起始的定界，使用FCS（帧检验序列）校验帧的完整性。

协议层帧同步是指在通信协议层面上采用特定的同步信号和同步字对数据进行同步传输。

协议层帧同步通常由协议规范和软件实现共同组成，可以灵活地对通信数据进行格式化和解析，并对帧同步信号的选取和发送进行优化。

协议层帧同步比物理层帧同步更加智能化，但需要更多的计算资源和软件支持。

例如，在CAN总线通信中，协议层帧同步通过对CAN数据包的解析实现帧同步。

通信原理-同步原理

7
第13章同步原理
科斯塔斯环法：又称同相正交环法或边环法。
➢ 原理方框图：
c
•e
解调
低通
载频
•a
g
s(t)
输出
压控振荡环路滤波
输出
90相移
b
d
f
低通
图13-3 科斯塔斯环法原理方框图
8
第13章同步原理
➢ 工作原理
a点的压控振荡电压为： va cos(ct )
b点的压控振荡电压为： vb sin(ct )
2
第13章同步原理
码元同步：又称时钟同步或时钟恢复。对于二进制信号，又称位同步。
目的：得知每个接收码元准确的起止时刻，以便决定积分和判决时刻。
方法：从接收信号中获取同步信息，由其产生一时钟脉冲序列，使后者和接收码元起止时刻保持正确关系。或插入辅助同步信息。
群同步：又称帧同步。
目的：将接收码元正确分组。方法：通常需要在发送信号中周期性地插入一个同
环法提取出的载频也存在相位含糊性。
11
第13章同步原理
再调制器－第3种提取相干载波的方法
➢ 原理方框图
s(t)
•
c
低通
d
e
a
b
•
•
90相移
载频
输出
压控振荡
g
环路滤波
f
13
第13章同步原理
➢ 工作原理
vc m(t) cos(接ct 收信)c号os(和cat 点振) 荡12电m(压t)相cos乘(后得) 到c的os(c2点c电t 压 )
c点的电压：
vc
m(t) cos(ct
) cos(ct

通信原理帧实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解通信系统中帧的概念和作用。

2. 掌握帧的组成和格式。

3. 学习帧同步和错误检测的方法。

4. 通过实验加深对帧同步和错误检测的理解。

二、实验器材1. 实验箱2. 信号发生器3. 示波器4. 计算机及通信原理实验软件三、实验原理帧是通信系统中的一种基本数据传输单位，由多个数据位组成。

帧的格式通常包括同步头、地址域、控制域、信息域和校验域等部分。

帧同步是指接收端能够正确识别每个帧的开始和结束，以保证数据的正确传输。

错误检测则用于检测传输过程中可能出现的错误，以保证数据的完整性。

四、实验步骤1. 帧格式设置- 在通信原理实验软件中设置帧的格式，包括同步头、地址域、控制域、信息域和校验域的长度和格式。

2. 帧发送- 使用信号发生器生成待发送的帧，并通过实验箱发送到接收端。

3. 帧接收- 接收端通过实验箱接收发送端发送的帧，并使用示波器观察接收到的信号。

4. 帧同步- 在接收端使用帧同步方法（如循环冗余校验CRC）检测接收到的帧是否同步。

5. 错误检测- 在接收端使用错误检测方法（如奇偶校验、海明码等）检测接收到的帧是否出现错误。

6. 结果分析- 分析帧同步和错误检测的结果，验证帧的完整性和正确性。

五、实验结果与分析1. 帧同步- 通过实验，发现使用循环冗余校验CRC方法可以有效地实现帧同步。

当接收到的帧的CRC校验码与发送端的校验码一致时，认为帧同步成功。

2. 错误检测- 通过实验，发现使用奇偶校验方法可以检测出传输过程中的一些错误。

当接收到的帧的奇偶校验位与发送端的奇偶校验位不一致时，认为帧出现错误。

3. 帧格式对同步和错误检测的影响- 通过实验，发现帧格式对同步和错误检测的影响较大。

当帧格式不合理时，可能会导致同步失败或错误检测不准确。

六、实验总结本次实验通过实验箱和通信原理实验软件，实现了帧的发送、接收、同步和错误检测。

通过实验，加深了对通信系统中帧的概念、作用、格式以及帧同步和错误检测方法的理解。

数字通信系统中四种不同的同步方式及其特征

数字通信系统中四种不同的同步方式及其特
征
数字通信系统中有四种不同的同步方式，分别为外部信号同步、位同步、字符同步和帧同步。

每种同步方式都有其特征和适用场景。

1. 外部信号同步是通过接收外部时钟信号来进行同步的方式。

它的特征是系统主时钟信号来自外部，通过接收外部时钟信号可以实现系统内各个部件的同步。

外部信号同步准确性高，适用于对时钟同步要求较高的系统，如高速通信系统和计算机网络。

2. 位同步是通过识别数据位进行同步的方式。

在数字信号传输过程中，发送端将数据位传输到接收端，接收端通过识别数据位的变化来实现同步。

位同步的特征是对数据位的识别和同步较为敏感，适用于传输速率较低的系统，如串行通信、调制解调器以及低速网络。

3. 字符同步是通过识别数据字符进行同步的方式。

在数字通信系统中，数据通常以字符的形式传输，接收端通过识别数据字符的开始和结束标志来实现同步。

字符同步的特征是对数据字符的识别和同步较为重要，适用于传输速率较高的系统，如以太网和无线通信。

4. 帧同步是通过识别数据帧进行同步的方式。

在数字通信系统中，数据通常以帧的形式进行传输，接收端通过识别帧的起始和结束标志来实现同步。

帧同步的特征是对数据帧的识别和同步较为关键，适用于传输速率较高且对数据完整性要求较高的系统，如视频传输和高速数据通信。

总之，数字通信系统中的四种不同的同步方式在实现同步的方式和适用场景上各有特点。

根据系统的要求和传输速率的不同，可以选择合适的同步方式来确保数据的准确传输和接收。

通信原理8-同步技术

多个用户相互通信而组成了数字通信网为了保证通信网内各用户之间可靠的进行
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

通信原理位同步提取实验与帧同步提取实验

实验三位同步提取实验与帧同步提取实验一、实验目的1、掌握用滤波法提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。

2、掌握用数字锁相环提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。

3、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。

4、掌握巴克码识别原理。

5、掌握同步保护原理。

6、掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。

二、实验内容1、观察滤波法提取位同步信号各观测点波形。

2、观察数字锁相环的失锁状态和锁定状态。

3、观察数字锁相环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的关系。

4、观察数字锁相环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。

5、观察帧同步码无错误时帧同步器的维持态。

6、观察帧同步器的假同步现象、漏识别现象和同步保护现象。

三、实验器材1、信号源模块一块2、⑦号模块一块3、20M双踪示波器一台4、频率计（选用）一台四、实验原理1、位同步提取实验实验原理数字通信中，除了有载波同步的问题外，还有位同步的问题。

因为消息是一串相继的信号码元的序列，解调时常需要知道每个码元的起止时刻。

在最佳接收机结构中，需要对积分器或匹配滤波器的输出进行抽样判决。

抽样判决的时刻应位于每个码元的终止时刻，因此，接收端必须产生一个用作抽样判决的定时脉冲序列，它和接收码元的终止时刻应对齐。

我们把接收端产生与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步或位同步，而称这个定时脉冲序列为码元同步脉冲或位同步脉冲。

实现位同步的方法也和载波同步类似，可分插入导频法和直接法两类。

这两类方法有时也分别称为外同步法和自同步法。

数字通信中经常采用直接法，这种方法是发端不专门发送导频信号，而直接从数字信号中提取位同步信号的方法。

下面我们着重介绍自同步法。

采用自同步法实现位同步首先会涉及两个问题：（1）如果数字基带信号中确实含有位同步信息，即信号功率谱中含有位同步离散谱，就可以直接用基本锁相环提取出位同步信号，供抽样判决使用；（2）如果数字基带信号功率谱中并不含有位定时离散谱，怎样才能获得位同步信号。

通信原理--同步原理

相位误差通常由稳态相差和随机相差组成。稳态相差主要是指载波信号通过同步信号提取电路以后，在稳态下所引起的相差；随机相差是由于随机噪声的影响而引起同步信号的相位误差。实际的同步系统中，由于同步信号提取电路的不同，信号和噪声形式的不同，相位误差也就不同。
第三节位同步
对于全占空的随机二进制序列，不论是单极性还是双极性的，当P（1）=P（0）=0.5时，都没有fB ，2fB等线谱的，因而不能直接从其中滤出位同步信号。但是，若对该信号进行某种变换，例如，变成归零脉冲后，则该序列中就有fB=1/TB的位同步信号分量。
一、自同步法
抑制载波双边带信号的导频插入
插入导频法发端方框图
设调制信号为m(t)，m(t)中无直流分量，被调载波为acsin2pfct，调制器假设为一相乘器，插入导频是被调载波移相90°形成的，为-accos2pfct，其中，ac是插入导频的振幅。于是输出信号为
插入导频法收端方框图
设u0(t)无失真地传到收端，则收端用一个中心频率为fc的窄带滤波器就可取得导频-accos2pfct ，再将它移相p/2，就可得到与调制载波同频同相的信号sin2pfct 。
随机相差是由于随机的噪声叠加在载波信号上而引起的。假设载波信号的初始相位为零，则θn就是随机相差，经计算得相位误差的分布f(θn)。随机相差θn的方差与信噪比r有如下关系所以随机相差θn的方差与信噪比r是反比关系。
当用单调谐电路作为窄带滤波器时，设回路的谐振频率f0与Q 值已经给定。如果在t=0 时刻将信号接入电路，则输出电压为
随着数字通信的发展，多个用户需相互通信，从而组成了数字通信网。为了保证通信网内各用户之间可靠地进行数据交换，在整个通信网内必须有一个统一的时钟标准，这就是网同步。
提取载波的方法分两种：一种是直接法，该方法不专门发送导频，而在接收端直接从发送信号中提取载波。第二种是插入导频法，即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）称作导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波。

帧同步,帧同步是什么意思

帧同步,帧同步是什么意思帧同步,帧同步是什么意思在数字通信时，一般总是以一定数目的码元组成一个个的“字”或“句”，即组成一个个的“群”进行传输的。

因此，群同步信号的频率很容易由位同步信号经分频而得出。

但是，每个群的开头和末尾时刻却无法由分频器的输出决定。

群同步的任务就是在位同步信息的基础上，识别出数字信息群（“字”或“句”）的起止时刻，或者说给出每个群的“开头”和“末尾”时刻。

群同步有时也称为帧同步。

为了实现群同步，可以在数字信息流中插入一些特殊码字作为每个群的头尾标记，这些特殊的码字应该在信息码元序列中不会出现，或者是偶然可能出现，但不会重复出现，此时只要将这个特殊码字连发几次，收端就能识别出来，接收端根据这些特殊码字的位置就可以实现群同步。

本节将主要讲述插入特殊码字实现群同步的方法。

插入特殊码字实现群同步的方法有两种，即连贯式插入法和间隔式插入法。

在介绍这两种方法以前，先简单介绍一种在电传机中广泛使用的起止式群同步法。

起止同步法目前在电传机中广泛使用的同步方法，就是起止式群同步法，下面就以电传机为例，简要地介绍一下这种群同步方法的工作原理。

电传报文的一个字由7.5个码元组成，假设电传报文传送的数字序列为10010，则其码元结构如图1所示。

从图中可以看到，在每个字开头，先发一个码元的起脉冲（负值），中间5个码元是信息，字的末尾是1.5码元宽度的止脉冲（正值），收端根据正电平第一次转到负电平这一特殊规律，确定一个字的起始位置，因而就实现了群同步。

由于这种同步方式中的止脉冲宽度与码元宽度不一致，就会给同步数字传输带来不便。

另外，在这种同步方式中，7.5个码元中只有5个码元用于传递信息，因此编码效率较低。

但起止同步的优点是结构简单，易于实现，它特别适合于异步低速数字传输方式。

连贯式插入法连贯式插入法就是在每群的开头集中插入群同步码字的同步方法。

作群同步码字用的特殊码字首先应该具有尖锐单峰特性的局部自相关特性，其次这个特殊码字在信息码元序列中不易出现以便识别，最后群同步识别器需要尽量简单。

通信原理实验帧形成帧同步波形图

实验目的：
1. 了解帧的概念和基本特性 2.了解帧的结构、帧组成过程 3. 熟悉帧信号的观测方法
返回
发送传输帧结构观察
实验步骤：
观测TPB07与TPB03的波形，用TPB07同步。掌握帧结构的观测方法。
返回
帧定位信号测量
实验步骤：
观测TPB07与TPB03的波形，用TPB07同步。仔细调整示波器同步，找到并读出帧定位信号码格式，记录测试结果。
准备工作：
首先将 KB01 、 KB02 设置 LOOP 位置，SBW02中M_SEL1、M_SEL2都拔下，m序列为1，将E_SEL0、E_SEL1 都拔下，不在传输帧中插入误码。
返回
帧同步过程观察
实验步骤：
1. 观测TPB07与TPB06波形，用TPB07同步。 2. 将KB01的短路器拔除，使传输信道中断，观测解复接模块帧同步失步情况。反复插入和拔除 KB01的短路器，观测同步和失步状态。
第五部分
数字复接技术
实验一帧成形及其传输实验实验二帧同步提取系统实验
返回
实验一帧成形及其传输实验
实验内容：
1.发送传输帧结构观察 2.帧定位信号测量 3.帧内话音数据观察 4.帧内开关信号观测 5.帧内m序列数据观测 4.熟悉接收端帧的同步过程和扫描状态 6.解复接帧同步信号指示观测 7.解复接开关信号输出指示观测 8.解复接m序列数据输出测量
返回
帧内m序列数据观测
m序列为全0
m序列为全1
m序列为7位信号
m序列为15位
同步指示高电平时所对应的帧结构示意图下第二组8个码元就是m序列数据，7位和15位m序列因为不是8bit的整数倍，所以看不清楚。

帧同步原理

帧同步原理
帧同步，又称为多路复用，是一种数据通信技术，它将多个信号或数据流通过抽头排队的方式放在同一个数据帧中发送。

帧同步技术是用来将数据复用成一帧的技术，以有线电视的基本技术、互联网技术、卫星通信技术以及其它数据传输技术中广泛采用。

帧同步原理决定了数据复用技术中数据帧的结构和发送顺序，使发送者和接收者之间可以有效地检测、校正和恢复传输中的错误，从而保证传输的可靠性和实时性。

帧同步的原理很简单，首先要建立一个预定的帧同步信号，这个信号包含帧头、帧尾以及控制字段等预定的信息，通常在发送一帧数据之前会送出一个固定的帧同步信号，用以指示一帧数据的开始。

本帧同步信号的格式和大小可以由系统设定，也可以由用户自行定义。

帧同步信号之后就是传输的具体数据，它们通常是固定格式和指定长度的数据块。

每个数据块通常由一个控制字段和一个数据域组成，其中控制字段通常是用来判断数据的格式和大小，以及数据的可靠性等信息，而数据域则是内容本身。

发送完一帧数据后，会再次发送一个帧同步信号，用以指示一帧数据的结束。

帧同步原理在传输中也提供了一定的容错能力，当遇到数据传输中出现损坏或者错误的数据时，只要在多次发送后仍然可以根据其中的帧同步信号恢复丢失的数据，以此确保数据传输的可靠性、实时性。

另外，帧同步也被广泛用于多路行程控制系统中，用于实现多个控制终端之间的同步，可以使控制终端之间的数据传输更加可靠、实
时，同时也可以很好地实现对控制终端的统一管理。

总之，帧同步是一个强大的技术，它可以通过把多个数据流复用成一帧，有效地检测错误、实现实时数据传输，从而使得数据传输的可靠性更高，同时也得到了广泛的应用。

通信原理课件第13章同步原理

若插入同相载波作为导频，则在输出中有直流分量，会对数字信号产生影响。
发送端
uo (t) acm(t)sinct ac cos ct
接收端
uo (t) sinct acm(t)sin2 ct ac sinct cosct
ac 2
m(t)
ac 2
m(t)cos 2ct
ac 2
m(t ) s in 2 直接法直接从数字信号中提取位同步信号。
(1) 滤波法不归零的随机二进制序列，不包含位同步信息，但可以通过某种变换
后仍能提取出位同步信号。
波形变换——微分、整流波形变换输出信号中必须含有频率等于码速率的离散谱。
(2) 锁相法
数字锁相法: 接收端利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步码元相位，若有差别则进行连续调整直到对准为止。
第十三章同步原理
本章主要内容 ● 载波同步 ● 位同步 ● 帧同步 ● 网同步
13.1 引言
同步（synchronization）是通信系统，尤其是数字通信系统中一个重要的实际问题。通信系统中同步的分类： 1. 载波同步：采用同步解调（相干解调）时，要求收端提供与发送载波同频同相的
相干载波。 2. 位同步：数字信号接收中，保证码元上时间对齐，收端应能产生与发送码元频率
相差 2的晶振输出
分频后位同步输出本地超前扣除一个时钟
本地滞后附加一个时钟
13.4 群（帧）同步
包含两个方面：（1）保证群同步信号频率同步，这可以通过位同步信号分频得到；（2）保证群的相位同步，即群的起止时刻对准，这可以通过在信息码流中插入特殊的码组在收端识别起位置或数据码组间的不同特性来达到位同步（自同步）。
θn(t)——为随机相差、由噪声产生。

面向帧同步的高可靠性数据通信技术研究

面向帧同步的高可靠性数据通信技术研究随着现代科技的不断发展，人们的通信需求越来越高，数据通信技术的重要性也变得越来越突出。

在众多的数据通信技术中，帧同步的高可靠性数据通信技术备受追捧，成为了当前通信领域的热门研究方向。

本文将探究面向帧同步的高可靠性数据通信技术的研究现状和未来发展趋势。

一、帧同步技术的基本原理帧同步是指在数据传输过程中，发送方按照一定的规则将数据划分成一帧一帧的数据进行传输，并通过一定的机制保证数据同步。

其中，帧同步的基本原理包括：1. 帧结构：每帧数据的格式和长度都应该是固定的，以保证数据的同步性和一致性。

帧结构的设计应遵循以下原则：简单明了、易于理解、易于扩展和易于维护。

2. 帧同步：将每个帧的同步信号插入到发送数据中，以便接收端能够准确地识别并重建帧结构。

3. 帧同步错误检测：识别并纠正帧同步错误，以保证数据的完整性和准确性。

二、高可靠性数据通信技术的需求高可靠性数据通信技术在信息化时代中，扮演着越来越重要的角色。

目前，人们对于数据通信技术的需求主要包括以下方面：1. 数据的高可靠性：数据的传输中不会出现丢包现象，保证数据的完整性。

2. 数据的高速率：能够在高速率下进行数据的传输，提高数据传输的效率。

3. 数据的安全性：数据传输过程中不会出现数据泄露、数据篡改等现象，保证数据的安全性。

4. 数据的稳定性：数据传输过程中不会出现中断现象，保证数据传输的稳定性。

因此，在高速率、高可靠性、高安全性和稳定性方面具有更高的要求，而帧同步技术正好能够满足这些要求。

三、应用领域和研究现状1. 应用领域目前，帧同步的高可靠性数据通信技术已经广泛应用于许多领域，包括铁路系统、飞机控制、医疗器械、工业控制和通信领域等。

在铁路系统中，帧同步技术可应用于列车的控制、调度、故障诊断等各个环节，确保铁路系统的稳定可靠性。

在飞机控制中，帧同步技术可应用于数据传输和控制系统，确保飞机的飞行安全和控制准确性。

通信原理第13章同步原理

第13章同步系统
8
பைடு நூலகம்
13.1 概述
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，两种方法都采用，但自同步法正得到越来越广泛的应用。而群同步一般都采用外同步法。
第13章同步系统
9
13.1 概述
❖ 同步是进行信息传输的必要和前提。 ❖ 同步性能的好坏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导致通信系统性能下降或通信中断。 ❖ 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、相位抖动小以及同步建立时间短，保持时间长等。
1 2
m(t)
1 2
m(t)cos
2c
t
1 2
1 2
cos
2c
t
低通
1
m(t)
1
2
2
有直流分量，影响信号
第13章同步系统
21
13.2.2 直接法
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（平方变换、平方环）后，可从中提取出载波分量来。
第13章同步系统
30
13.2.2 直接法
v3
输入已调信号
m(t)cosct
载波输出 v1 90°相移
v2
v4
低通
VCO 压控振荡器
低通
v5
环路
v7
滤波器
v6
图13-6 Costas 环法提取载波
第13章同步系统
31
VCO输出
v1cosct()