第7章 同步原理.ppt

4．网同步
在获得了以上讨论的载波同步、位同步、群同步之后， 两点
间的数字通信就可以有序、准确而可靠地进行了。然而，随着数字
通信的发展，尤其是计算机通信的发展，
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7.1 概 述
多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。显然， 为了保证通信网内各用户之间可靠地进行数据交换，全网必须有一 个统一的时钟基准，这就是网同步需要讨论的问题，限于篇幅这里 不作介绍。 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 分为外同步法和自同步法。 所谓外同步法是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，有时也称 为插入导频法。
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7.2 载波同步
1．平方变换法
此方法广泛用于建立抑制载波的双边带（DSB）信号和二相移 相（2PSK）信号的载波同步。设调制信号x(t)无直流分量，则抑制
载波的双边带信号为
sx (t) x(t) cosct
接收端将该信号经过非线性变换——平方律部件后得到
e(t)

x(t) cosct2

x 2 (t) 2

1 2
x2 (t) cos 2ct
可以看出，虽然前面假设x(t)中无直流分量，但x2(t) 却一定
含有直流分量。这是因为x2(t)必为大于等于0的数，因此，x2(t)的
均值也必大于0，而这个均值就是x2(t) 的直流分量，这样e(t)的第
二项中就只包含有载波倍频 2c 的频率分量。 上一页 下一页 返回
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7.2 载波同步
在模拟通信中，采用相干解调时要用到载波同步；在数字通信 中，采用频带传输系统方式时，也一定要用到载波同步。可见，载 波同步是同步系统的一个重要方面。实现载波同步的方法有直接法 和插入导频法两种。
7.2.1 直接法
有些信号，如DSB、2PSK等，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，可从中提取出 载波分量，产生与载波有关的信息，从而完成载波的提取和系统的 同步，这就是直接法提取同步载波的基本原理。下面介绍几种常用 的变换法。
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7.1 概 述
1．载波同步
在前面的模拟调制和数字调制学习过程中，我们了解到要想实 现相干解调，必须有相干载波。可见，载波同步是实现相干解调的 先决条件。因而，无论是在模拟通信还是在数字通信中，只要采用 了相干解调，在接收端都需要提供一个与发送端完全同频同相的载 波信号，其获取方法就称为载波提取或载波同步。
2．位同步
位同步又称码元同步或比特同步。在数字通信系统中，接收端
无论采用什么解调方式，都要用到位同步，而在模拟通信中不存在
位同步。数字通信中，任何消息都是通过一连串码元序列表示且传
送的，这些码元一般均具有相同的持续时间。
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7.1 概 述
接收端接收这些码元序列时，必须知道每个码元的起止时刻， 以便在恰当的时刻进行抽样判决。例如在抽样、判别、解码、解密 等环节上，都要用到码元同步。这就要求接收端必须提供一个码元 定时脉冲序列，该序列的重复频率和相位必须与接收到的码元重复 频率和相位一致，以保证在接收端的定时脉冲重复频率与发送端的 码元速率相同，相位与最佳抽样判决时刻一致。我们把提取这种码 元定时脉冲序列的过程称为位同步。
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7.1 概 述
所谓自同步法，是指发送端不发送专门的同步信息，接收端则 是设法从收到的信号中提取同步信息的方法，通常也称为直接法。
自同步法是人们最希望的同步方法，因为采用这种方法可以把 全部功率和带宽都分配给信号传输，从而提高传输效率。在载波同 步和位同步中，两种方法都有采用，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。
7.2 载波同步
若用一窄带滤波器将 2c 频率分量滤出，再进行二分频，就可 获得所需的相干载波。基于这种构思的平方变换法提取载波的方框 图如图7-1所示。
若 x(t) 1 ，则抑制载波的双边带信号就成为2PSK信号，这
时
e(t)

1 2

1 2
第7章 同步原理
7.1 概 述 7.2 载波同步 7.3 位同步 7.4 群同步
7.1 概 述
在通信系统中，发同步器、收同步器分别为发射机、接收机提 供各种同步信号，使收、发设备能步调一致地进行工作，从而确保 了信息的正确传输。可见，同步（Synchronous）是通信系统（尤其 是数字通信系统）中的关键技术，也是通信系统必不可少的重要组 成部分之一。 所谓同步，是指在通信系统中接收端必须具有或达到与发送端 一致的参数标准。例如，收、发两端时钟的一致；收、发两端载波 频率和相位的一致；收、发两端帧和复帧的一致等。 通信系统中同步的种类很多，按照其功能和作用可以分为载波同步、 位同步、群同步和网同步四种。
同步本身虽然不包含所要传送的信息，但通信系统只有在收、
发两端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。另外，同步性能Leabharlann Baidu好坏又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导致通信系统性能下
降或通信中断。
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7.1 概 述
因此，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。
3．群同步
数字通信的信息流是若干码元构成一个“字”，若干个“字”
组成一“句”，称为帧结构。接收时，须识别这些“字”、“句”
的起止时刻，
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7.1 概 述
此识别方法称为“字”同步、“句”同步，否则接收端将无法 正确恢复信息。对于数字时分多路通信系统，如PCM30/32电话系统， 各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。为了使 接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记， 在接收端检测并获取这一标志的过程，称为“帧”同步。因此，在 接收端产生与“字”、“句”及“帧”起止时刻相一致的定时脉冲 序列的过程统称为群同步。