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通信系统中载波同步技术原理应用与研究毕业论文

目录

摘要 ............................................................................................. 错误!未定义书签。ABSTRACT.................................................................................. 错误!未定义书签。目录 ............................................................................................................................. I 第一章绪论 .. (3)

1.1选题的意义 (3)

1.2载波同步的研究背景 (4)

1.3论文内容安排 (5)

第二章同步的概念 (6)

2.1 同步的分类 (6)

2.1.1 载波同步 (6)

2.1.2 位同步 (6)

2.1.3 群同步 (7)

2.1.4 网同步 (7)

2.2 载波同步性能指标 (7)

2.2.1 精度 (7)

第三章载波同步原理 (11)

3.1 直接法（自同步法） (11)

3.2 同相正交环法（科斯塔斯环） (13)

3.3 插入导频法 (14)

3.4 时域插入导频法 (18)

第四章载波同步应用实例 (20)

4.1 马达控制中的载波同步 (20)

4.2 BPSK载波同步 (21)

4.3 BPSK信号载波同步方法 (21)

4.3.1非线性变换——滤波法 (21)

4.3.2同相正交环 (22)

4.3.3 逆调制环 (23)

4.3.4 判决反馈环 (24)

4.4 彩色副载波同步 (25)

第五章全文总结 (29)

5.1 通信发展的未来前景 (29)

参考文献 (31)

致谢 (32)

毕业设计小结 (34)

第一章绪论

1.1选题的意义

从上个世纪70年代开始，随着计算机技术，微电子技术，自动控制技术等的发展，通信技术发生了很大的变化，从模拟通信系统到数字通信系统，从固定通信到移动通信，新的通信体制及标准不断提出，通信业务范围不断扩大。在现代通信中，由于数据业务量的增加，为在有限的频带内传输更多容量的数字信息，一些更为复杂的通信技术被采用。

在模拟通信时代，模拟器件的非理想特性对系统性能有很大影响，如模拟滤波器的相位失真，放大器和混频器的非线性等。而且模拟通信系统结构复杂，体积大，功耗大，调试不变，易出故障，兼容性很差。在模拟通信阶段，人们对载波和位时钟恢复算法的研究工作主要集中于经典的以锁相环路PLL为基础的递归反馈式结构。锁相环路捕获时间长，其可靠性较差。而且对于较复杂的高效的一些通信技术，锁相环的设计很困难，系统构成相当复杂，这种技术的使用受到了限制，所所有这些弊端都说明模拟通信系统已经不适合现代通信的要求。

同步是通信系统中一个重要的实际问题，当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波，这个相干载波的获取就成为载波同步。

通信是在两点之间进行时，完成了载波同步，位同步和群同步之后，接收端不仅获取了相干载波，而且通信双方的时标关系也解决了，接收端就能以较低的错误概率恢复出数字信息。然而，随着数字通信的发展，特别是计算机通信的发展，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地进行数据交换，还必须实现数字通信系

统中一个重要的单元——载波同步（又叫做载波恢复）的方法。它主要是进行两个方面的工作，一个是补偿信号在传输过程中所造成的频偏损害，另一个是跟踪相位，因此载波恢复包括载波相位偏移的估计和载波频率偏移的估计以及对它们的补偿。发射机和接收机之间的载波同步，是进行信息传输的一个极其重要的问题，对通信系统性能的优劣有着很大的影响。

1.2载波同步的研究背景

同步是通信领域中一个重要的技术问题，同步性能的优劣将直接决定整个通信系统的性能。可以说，在通信系统中，同步是进行信息传输的前提。随着现代通信与网络技术的飞速发展，同步的重要性更加突出，许多先进的通信技术与系统都要求精确地实现载波同步，位同步与帧同步，否则系统的优越性能将无法得到保证。在通信系统中，数据序列都是经过一定的方式映射，被发射机调制到一定的频率通过信道发送出去，接收机接收到的数据其参数受到发送机，接收机和信道的影响，接收机要在对这些参数准确估计的基础上依靠判决装置恢复发送数据。同步技术就是对这些参数实现准确的估计和校正。

微电子技术、数字信号处理技术、计算机技术与通信技术的相互渗透与协调发展，是数字通信技术发展的强大动力，数字信号和数字系统得天独厚的内在品质是数字通信方式逐步取代模拟通信方式的根本原因。数字信号容易被产生保存和在传输过程中再生，具有很强的抗噪声能力。信道对各种形式的数据具有透明性，千差万别的模拟信号均可以转换成数字信号在同一信道中传输，使得通信系统具有更强的通用性和更灵活的网络互连性。数字信号的这些特点是模拟信号无法比拟的。

当接收端采用相干解调时，接收端需要一个与发射端调制载波同频同相的相干载波，这个相干载波的获取就称为载波同步，因此子阿伯同步是同步的一个重要分支，是实现相干解调的基础。在中频数字接收机中，数字下变频的本地振荡信号是一个固定频率的自由振荡信号，它不可能和输入信号的载波频率完全相等，必然产生一个频偏；相位噪声也会引起载波相位和频率偏差；同时运动中的物体进行通信时出现的多普勒效应，也会使接受信号的频率发生变化，对通信系统产生恶劣的影响，使接受系统性能下降。因此，如何抵御噪声的干扰，从噪声中高质量提取相干载波，是载波同步的一个关键技术问题。