海南大学：《通信原理》课程教学资源（PPT课件）第13章 同步原理

第13章同步原理 13.1引言 13.2 载波同步 13.3位同步 13.4群同步

1 第13章 同步原理 13.1 引言 13.2 载波同步 13.3 位同步 13.4 群同步

13.1引言 ·同步是数字通信中一个重要的实际问题通信 系统如果出现同步误差或失去同步，就会使通 信系统性能降低或通信失效 同步是指收发两端的载波、码元速率及各种 定时标志都应步调一致地进行工作 通信系统的同步包括：载波同步、位（码元 同步、群（帧）同步及网同步。 ■实现同步的方法有：外同步法、自同步法。 2

2 13.1 引言 ◼ 同步是数字通信中一个重要的实际问题.通信 系统如果出现同步误差或失去同步,就会使通 信系统性能降低或通信失效. ◼ 同步是指收发两端的载波、码元速率及各种 定时标志都应步调一致地进行工作 ◼ 通信系统的同步包括：载波同步、位（码元） 同步、群（帧）同步及网同步。 ◼ 实现同步的方法有：外同步法、自同步法

PCMI n1(t) PCM编码器 cl(t) Ish(t) 步复接 PCM 码变换器 2PSK调制器 发滤波器 PCM2 信道 ⑧ B n2(t) PCM编码器 cl(t) coswct cl(t) Isl2(t) I f(t) 收滤 低通 抽样 码反 PCM 波器 ⑧ -⑤ 滤波器 判决器 Bk 变换器 载波同步器 coswct 位同步器 cp(t) PCM译码器 n1(t) ⑥ f1(t) Icp(t) f,(t) cp(t) 帧同步器 延迟 f( PCM译码器 m2(t) 电路 f2(t) cp(t) 点-点两路PCM/2DPSK数字电话系统原理框图

点-点两路PCM/2DPSK数字电话系统原理框图 3

sl(t) sl2(t) PCMI D11 D12 PCM2 D21 D22 f(t) x1110010 X1110010 PCM 110010 Di D21 X11100101 D12 D22 1254s f.(t) fi(t) f2(t) 1 0

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发同步器可由时序逻辑电路构成，比 较容易实现。收同步器需从接收到的 受噪声污染的信号中提取各种同步信 号，比较难以实现。 载波同步信号（相干载波）用于相干解调， 位同步信号（位定时信号）cp(t)口在抽样判 决器、码反变换器、帧同步器、延时电 路以及PCM译码器中作为时钟信号。帧 同步信号s(①提供一帧的起止时刻，以便 对时分复用的各路信号进行分接

5 发同步器可由时序逻辑电路构成，比 较容易实现。收同步器需从接收到的 受噪声污染的信号中提取各种同步信 号，比较难以实现。 载波同步信号(相干载波)用于相干解调， 位同步信号(位定时信号)cp(t) 在抽样判 决器、码反变换器、帧同步器、延时电 路以及PCM译码器中作为时钟信号。帧 同步信号fs(t)提供一帧的起止时刻，以便 对时分复用的各路信号进行分接

13.2载波同步 抑制载波的双边带信号，单边带信号， 2PSK,2ASK等信号中都不含载波分量。 为了在接收端能够获得载波，在发送端 有时插入导频载波。 抑制载波的双边带信号的导频插入 f-ff f+f 导频 6

6 13.2 载波同步 ◼ 抑制载波的双边带信号，单边带信号， 2PSK，2ASK等信号中都不含载波分量。 为了在接收端能够获得载波，在发送端 有时插入导频载波。 ◼ 抑制载波的双边带信号的导频插入 c f c m f + f c m f − f 导频

插入导频法发端方框图 m(t) 4(t) 相乘调制 带通 相加 输出 90°相移 a sino t 插入导频法收端方框图 v(t m(t) 带通 相乘器 低通 输出 窄带 90° 相移 滤波

7 相乘调制 带通 相加 ~ 90°相移 m(t) a t c  c sin 输出 ( ) 0 u t 插入导频法发端方框图 带通 相乘器 低通 90°相移 m(t) 输出 ( ) 0 u t 插入导频法收端方框图 v(t) 窄带 c 滤波 f

调制信号m(①)，无直流分量，载波a.sino,t 插入导频-a.coso.1输出信号为 u,(t)=am(t)sin@t-a cosot ■收端相乘器的输出v(t) v(t)=u,(t)sin t -am(t)sin t-asin@icosot 号m0-mu0cas2o1-号sin20 2 低通滤 波取出

8 调制信号m(t),无直流分量,载波 插入导频 输出信号为 ◼ 收端相乘器的输出v(t) a t c  c sin a t c  c − cos a t c  c u0 (t) = a c m(t)sin c t − cos v t u t t  c ( ) = 0 ( )sin a m t t c  c 2 = ( )sin a t t c  c  c − sin cos ( ) 2 m t a c = ( ) 2 m t a c − t  c cos2 t a c c sin 2 2 − 低通滤 波取出

载波相位误差对解调性能的影响 主要体现在所提取载波与接收 信号中的载波的相位误差 ■相位误差为稳态相差与相位抖动之和 0=△9+·。 提取的相干载波为 s.(t)=cos(@t+o) s(t)=m(t)cosa t 则解调时，相乘器的输出经低通滤波后为 x(t)=m(t)cosp

9 载波相位误差对解调性能的影响 主要体现在所提取载波与接收 信号中的载波的相位误差. ◼ 相位误差为稳态相差与相位抖动之和 ◼ 提取的相干载波为 则解调时,相乘器的输出经低通滤波后为 s t m t t  c ( ) = ( )cos  =  +  s (t) = cos( t +) c c ( )cos 2 1 x(t) = m t

有相位误差，导致信噪比将下降cosp 倍 对2PSK,则导致误码率增加 p(In,cosp) 对残留边带信号，单边带信号，相位误 差不仅引起信噪比下降，还引起信 号畸变 10

10 有相位误差,导致信噪比将下降 倍 对2PSK,则导致误码率增加 对残留边带信号,单边带信号,相位误 差不仅引起信噪比下降,还引起信 号畸变.  2 cos ( / cos ) 2 1 pe = erfc E n0 