1、第5章 數字通信系統的同步5.1 載波同步5.2 位同步5.3 群同步5.4 網同步按實現同步的方法：外同步由發送端額外發送同步信息，接收端根據該信息提取同步信號自同步發送端不單獨另發信號、由接收端設法從收到的信號中獲得同步信息 同頻同相指接收端本地載波與收到信號中的調制載波信號同頻率同相位，絕非與發送端用于調制的載頻信號同頻同相 5.1.1 載波的直接提取與恢復載波的直接提取與恢復一一. 二進制調相信號的載波提取與恢復二進制調相信號的載波提取與恢復平方變換及平方環法；同相正交環法，即科斯塔斯（Costas）環法 同相正交環提取載波解調存在相位模糊，必須對輸入信息序列進行差分編碼調制，接收端相

2、干解調后通過差分譯碼，則可以避免反相工作的可能，正確恢復原始信息。同相正交環利用鎖相環PLL提取載波，相位跟蹤能力強，提取的載波質量較好，是目前常用的載波提取方式。但其移相電路對每個載頻都產生-90的相移，不宜于載頻變換頻繁的場合。二相科斯塔斯環二相科斯塔斯環 四次方變換法四分頻后存在相位模糊現象。對/2相位體制，有四種可能的相位選擇：0，/2，3/2；對/4相位體制，同樣有四種可能選擇：/4，3/4，5/4，7/4。 因此，四次方變換法的輸入信號必須首先進行相對移相調制。將四次方變換法中的窄帶濾波器用鎖相環代替，變成了四次方環法，如下圖示.四次方環也有相位模糊，但其輸出載波信號穩定性遠好于四

3、次方變換。四相科斯塔斯環四相科斯塔斯環 四相科斯塔斯環原理與二相科斯塔斯環類似，只是二相環中的一個90移相器由/4、/2和3/4三個移相器替代，如下圖示。 M次方變換法 插入導頻發信機框圖 插入導頻接收機框圖時域插入時，一般都選擇c為導頻頻率。因為導頻非連續傳送，接收端不能直接用c窄帶濾波器提取，常使用鎖相環實現。 1 效率： （提取載波所用的發送功率）/（總信號功率） 外同步法低，自同步法效率較高。2 精度 提取的載波信號與接收的標準載波信號的相位差，含穩態相差和隨機相差兩部分。3 同步建立時間ts 系統從開機到實現同步或從失步恢復到同步狀態所經歷的時間。當采用鎖相環提取載波時，就是鎖相環的

4、捕捉時間。4 同步保持時間tc 同步時，若同步信號消失，系統還能維持同步的時間。采用鎖相環提取載波時，同步保持時間tc就是鎖相環的同步保持時間。消除插入導頻影響：載波同步正交插入；位同步反相抵消插入位定時導頻法系統框圖 二二 包絡包絡“陷落陷落”法法 主要用于頻帶受限信號，如二元數字調相信號等。包絡“陷落”法各點波形 帶通輸出在相鄰碼元的相位反轉處產生幅度陷落，經包絡檢波后，輸出波形的歸零點就是碼元相位反轉處，它必然含有位同步分量。 幅度陷落的原因在于帶通的帶寬B2fB。帶寬不同，波形陷落的形狀和深度也不同，B越小，陷落的程度越深。 n360 2同步建立時間同步建立時間ts 開機或失步以后重新

5、建立同步所需的最長時間。鎖相環的最大位同步建立時間如下，TB為一個碼元周期 ，N為抗干擾濾波器中計數器的計數次數。 3同步保持時間同步保持時間tc 系統由同步到失步所需要的時間。收、發兩端振蕩器的頻穩度越高，tc越大。 4. 同步帶寬同步帶寬B 系統允許收、發振蕩器輸出信號之間存在的最大頻率差f。數字鎖相環的同步帶寬為： nfB20BsnNTtmaxN先于M濾波器 隨機徘徊濾波器 濾波器使超前/滯后脈沖個數達到N個才進行1次相位調整，鎖相環的相位調整速率下降為1/N，提高了環路抗干擾能力 ，但環路同步建立時間加長 。n3.3.1 連貫插入法連貫插入法 也叫集中插入法，在每一個信息群的開頭集中插

6、入群同步碼碼組。 一巴克碼一巴克碼 一種長度有限的非周期性序列，自相關性較好。常見巴克碼碼組 7位巴克碼識別器 傳輸效率較連貫插入式系統高，但同步捕獲時間長。常采用滑動同步檢測法完成同步捕獲，以軟件實現為主。其實現流程圖下。 連貫式插入群同步系統的漏同步概率： 分散式插入群同步系統的漏同步概率：P1=P 連貫式插入系統的假同步概率 分散式插入系統的假同步概率3平均同步建立時間平均同步建立時間ts二二 群同步保護群同步保護 根據不同狀態規定不同的識別器門限，既減小漏同步概率P1又降低假同步發生mrrnrrnPPCP01)1(1nmrrnCP2)(02)2() 1(2MNNP連貫插入法：ts（1+ P1）N2TB 分散插入法：ts（2N2N1）TB 互同步（異步復接）等級主從同步主從同步同步網準同步網同步連續插入法分散插入法群同步鎖相法