通信原理同步要点

相位模糊
v1 cos(2 fct )
v7
1 8
x2(t)sin(2 )
v1的相位可以是，也可以是+，故也存在 “相位模糊”问题。
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2PSK信号 x(t) cos 2fct
同相支路
v3
低通滤 波器
v5
已解调的 基带波形
v1
压控振
荡器
环路滤 波器
v7
相移 -90度
v2
v4
低通滤
波器
v6
正交支路
Costas 环法提取同步载波及解调方框图
v5
1 2
x(t)
cos
0
1 x(t) 2
可作为解调器的输出。
数字通信原理
联合战术通信教研组 张伟明
理工大学通信工程学院
1
数字通信系统框图
信 信源
息 编码
源
器
加 信道
密 编码
器
器
调 制 器
信 道
解 调 器
信道 译码
器
解 密 器
信源 译码
器
受 信 者
噪声
同步电路
2
第十章 同步原理
8.1 引言 8.2 载波同步 8.3 位同步 8.4 群同步
3
8.1 引言
同步的作用
s (t) n(t) 2 PSK
带通
b
滤波器
d
滤0T低b 波•通器dt
e
c
cos 2fct
取样
g
判决器
f
位定时
图8.4.6 2PSK信号的相干解调器
使通信双方协调一致地工作!!!
4
8.1 引言（续1）
同步的分类
按功能分: 1.载波同步(相干解调，同频同相) 2.位同步(接收判决时刻) 3.群同步(帧的开始)
同相支路
v3
低通滤 波器
v5
已解调的 基带波形
v1
压控振
荡器
环路滤 波器
v7
相移 -90度
v2
v4
低通滤
波器
v6
正交支路
Costas 环法提取同步载波及解调方框图
v5、v6相乘得
v7
1 8
x2 (t) sin
2
较小时
v7
1 4
x2 (t)
经环路滤波器滤波后，控制压控振荡器可以使它产
生一个频率为fc，相位逐渐趋近于0的载波，此载 波就是所要提取的同步载波。
输入信号与v1相乘，得
v3 x(t) cos(2 fct) cos(2 fct )
1 2
x(t)[cos
cos(4
fct
)]
2PSK信号 x(t) cos 2fct
输入信号与v2相乘，得
同相支路
v3 低通滤
波器
v5
已解调的 基带波形
v1
压控振
荡器
环路滤 波器
v7
相移 -90度
v2
低通滤
解调产生影响。
7
一、插入导频法(续2)
调制信号
m(t)
带通 滤波
uo (t)
ac cos 2fct
载波
90
相移
ac sin 2fct
(a)
uo (t) 带通
滤波
低通 m(t)
滤波
窄带 滤波
90
相移
ac cos 2fct
ac sin 2fct
插入导频(法b) 方框图 (a)发图(8a送.)2发.端5送端插入（导(b频)b法接)接方收框端收图端
载波同步的实现方法： ➢ 插入导频法 ➢ 直接法
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一.插入导频法
在发送的信息中注入载波信息，可以是载波 本身，也可以是载波的某种变换。
对插入的导频通常有如下要求： 1. 导频要在信号频谱为零的位置插入 ； 2. 导频的频率应当与载波频率有关，通常导频
频率等于载波频率 ； 3. 插入的导频应与载波正交，避免导频对信号
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二、直接法
接收端从不携带导频的接收信号中直接提 取相干载波的载波同步方法称为直接法。
基本原理：在抑制载波的双边带信号（如DSB、 PSK等）中，虽然本身不包含载波分量，但作适 当的非线性变换后，会出现载波的谐波分量，提 出这些谐波分量来得到同步载波。
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1.平方变换法和平方环法
接收信号 2PSK或DSB
由窄带2fc滤波器得到的cos(4 fct)，经二分频
后得到的可能是cos(2 fct)，也可能是cos(2 fct +)，这种相位的不确定性就称为相位模糊。
会导致数字信号解调后出现码元反相， 如引起2PSK“反相工作”
解决方法：差分相移键控（2DPSK）
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2.同相正交环法(costas环)
x(t)
平方律部件
2 fc
窄带滤波
y(t)
同步载波 二分频
平方变换法提取载波方框图
接收信号：x(t) = s(t)cos(2 fct)
s(t)中无直流分量
平方输出信号：y(t) = s2(t)cos2(2 fct) s2(t)中有直流分量 = 0.5s2(t)+0.5s2(t)cos(4 fct)
若调制信号s(t)=1，y(t)=0.5+0.5cos(4 fct)
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接收信号 2PSK或DSB 平方律
部件
鉴相器
低通滤 波器
压控振 荡器
同步载波 二分频
锁相环
图平８.方２.环２法平提方取环法同提步取同载步波载方波方框框图图
锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆性能， 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。
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相位模糊
cos(4 fct) = cos(4 fct+2)
v 波器 4
正交支路
v6
Costas 环法提取同步载波及解调方框图
v4 x(t) cos(2 fct) sin(2 fct )
1 2
x(t )[sin
cos(4
fct
)]
经低通滤波器滤波后，分别为
v5
1 2
x(t)
cos
v6
1 2
x(t ) sin
2PSK信号 x(t) cos 2fct
同相支路
v3
低通滤 波器
v5
已解调的 基带波形
2PSK信号
v1
压控振
荡器
环路滤 波器
v7
x(t) cos 2fct
相移 -90度
v2
v4
低通滤
波器
v6
正交支路
Costas 环法提取同步载波及解调方框图
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同相支路
v3
低通wk.baidu.com 波器
v5
已解调的 基带波形
设costas环的输入信号为
x(t)cos2 fct
压控振荡器的输出为
2PSK信号 x(t) cos 2fct
v1 压控振
荡器
环路滤 波器
v7
相移 -90度
v2
v4
低通滤 波器
v6
正交支路
Costas 环法提取同步载波及解调方框图
v1 cos(2 fct )
其中，为v1与costas环的输入信号间的相位误差。
v1相移-900后，得v2为
v2 cos(2 fct 90 ) sin(2 fct )
按实现方法分： 1.插入同步法、外同步法(发送额外的同步信息) 2.直接同步法、自同步法(从信息中直接提取同
步信号)
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8.2 载波同步
载波同步：从接收信号中提取与接收信号中调 制载波同频同相的相干载波的过程。
➢ 载波同步是相干解调的基础。 ➢ 只要进行相干解调，模拟通信和数字通信都需
要载波同步。 ➢ 同步载波从接收的频带信号中提取。