第7章通信系统中的同步

2、插入的导频是将载波移相90°后的所谓“正交载波”。
第7章通信系统中的同步
第7章通信系统中的同步
插入导频法
发 端 ： s ( t ) a m ( t ) s i n c t ( a c o s c t )
收端：v(t)=s(t)asinct
[am(t)sinct acosct]asinct
第7章通信系统中的同步
相关编码： 相关编码的作用是把(a)所示的基带信号频谱函数变 换成图(b)所示的频谱函数， 这样经过双边带调制以 后可以得到如图(c) 所示的频谱函数。
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正交导频：
导频与调制载波 相位差90°
0
fc-fm
fc
fc+fm
f
注：
1、在fc附近的频谱函数很小，且没有离散谱，在fc处插 入频率为fc的导频（这里仅画出正频域）。
➢对于已调信号本身不含载波或接收端很难从已调信 号的频谱中分离出载波这种情况， ➢可在适当的频率位置上，插入一个低功率的线谱 （此线谱对应的时域正弦波称为导频信号）， ➢接收端就用窄带滤波器将它取出来，经过适当处理， 得到相干载波。
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2、插入导频的要求
插入导频的位置应该在信号频谱为零的位置。 对于模拟调制的信号，在载波fc附近信号频谱为0， 可以直接插入导频。 但对2PSK和2DPSK等数字调制信号，在fc附近频谱很 大，故在调制前需先对基带信号进行相关编码。 插入的导频是“正交导频”
第7章 通信系统中的同步
第7章通信系统中的同步
学习目标
1、掌握同步的基本概念。什么叫内同步？什 么叫外同步？
2、掌握载波同步的2种方法（直接提取法和 导频法）
3、什么叫位同步？掌握位同步的基本方法 4、什么群同步？掌握群帧频的基本方法
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7.1 同步的概念
❖ 同步是指通信系统的收、发双方在时间上步调的一 至。 ❖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。 ❖ 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。
a2m(t)sin2 ct a2 cosctsinct
1 2
a2m(t)
1a2m(t)cos 2
2ct
1a2 2
sin2ct
低通
1
a2m(t)
2
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7.2.2 非线性变换——滤波法
1、平方变换法
x(t)cosωct 带通 ni(t)
平方律 部件
×
fc 二分频
e(t) 2fc
2fc
因此要采用2DPSK系统。
(2)无论采用哪种同步方式， 对正常的信息传输来说，都是必 要的，只有收发之间建立了同步才能开始传输信息。同步误差 小、相位抖动小以及同步建立时间短、保持时间长等为其主要 指标， 它是系统正常工作的前提，否则就会使数字通信设备 的抗干扰性能下降，误码增加。如果同步丢失(或失步)，将会 使整个系统无法工作。
件后得
e(t)1212co2sct
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2fc窄带滤波器 二分频
1 2 cos 2ct c o s ct o rc o s(w ct )
注： 由于分频起点的不确定性得到的可能是coswct也
可能是cos(wct+π)，称为相位模糊。相位模糊对模拟系
统影响不大，但对于2PSK信号可能出现“反相工作”问题，
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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分析：
(1)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，在实际应用中， 二者都有采用。在载波同步 中，采用两种同步方法，而自同步法用的较多；在位同步中， 大多采用自同步法，外同步法也有采用；在群同步中，一般都 采用外同步法。
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不同功用的同步 按照同步的功用来区分， 有载波同步、 位同步(码元同
步)、 群同步(帧同步)和网同步(通信网络中使用)等四种。 1. 载波同步（载波跟踪、载波提取）：相干解调中，在接
收端恢复出与发送端的载波在频率上同频的相干载波的过程。 载波同步是实现相干解调的先决条件。 2. 位同步(码元同步):位同步脉冲与接收码元的重复频率
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7.2 载波同步
载波同步的目的：
获得同频同相的相干载波。
载波同步的方法:
❖ 直接法（自同步法）
❖ 插入导频法（外同步法）
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直接法
直接法举例 ❖ 平方变换法 ❖ 平方环法 ❖ 同相正交环法
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7.2.1 插入导频法
1、何时用插入导频法
窄带滤波
低通 x(t)
载波提 取电路
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直接法——平方变换法
频带信号
x(t)cosct
平方后
e(t) x(t)cosct2
12x2(t)12x2(t)cos2ct
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
4. 网同步 通信网也有模拟网和数字网之分。在一个数字通信网中， 往往需要把各个方向传来的信码，按它们的不同目的进行分路、 合路和交换， 为了有效地完成这些功能，必须实现网同步。
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不同传输方式的同步 同步也是一种信息，按照传输同步信息方式的不同，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，接收端把这个专门的同步
和相位的一致。 接收端 “码元定时脉冲序列”的重复频率和相位(位置)要与
接收码元一致，以保证：① 接收端的定时脉冲重复频率和发送 端的码元速率相同;② 取样判决时刻对准最佳取样判决位置。 这个码元定时脉冲序列称为“码元同步脉冲”或“位同步脉冲”。
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3. 群同步(帧同步):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 各路时隙的位置。也就是说， 接收端必须产生与字、句和帧起 止时间相一致的定时信号。我们称获得这些定时序列的过程为帧 (字、 句、 群)同步。