《现代通信原理 Modern Communication Principle》课程教学资源（课件讲稿）第12章 同步原理

第12章同步原理 12.1载波同步 12.2位同步 12.3群同步帧同步) 12.4网同步

第12章 同 步 原 理 12.1 载 波 同 步 12.2 位 同 步 12.3 群同步(帧同步) 12.4 网 同 步

12.1载波同步 12.1.1直接法（自同步法） 12.1.2插入导频法（外同步法） 12.1.3两种载波同步方法的比较 12.14载波同步系统的性能指标

12.1 载 波 同 步 12.1.1 直接法(自同步法) 12.1.2 插入导频法(外同步法) 12.1.3 两种载波同步方法的比较 12.1.4 载波同步系统的性能指标

12.1.1直接法（自同步法） 1.平方变换法 图12.1平方变换法提取同步载波 2.平方环法 3.关于相位含糊问题的讨论

12.1.1 直接法(自同步法) 1. 平方变换法 图12.1 平方变换法提取同步载波 2. 平方环法 3. 关于相位含糊问题的讨论

图12.1平方变换法提取同步载波 带通 低通 x(t)coso t x(t) 平方律部件 2分频 (t) 26 2窄带滤波

图12.1 平方变换法提取同步载波 带 通 x(t) 低 通 平方律部件 2分频 2f c窄带滤波 e(t) 2f c x(t)cos c t x(t)

12.1.2插入导频法（外同步法） 1.频域插入导频法 在调制以前先对基带信号x()进行相关编 码，相关编码的作用是把如图12.2(a)所示的基 带信号频谱函数变为如图12.2(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 12.2(c)所示的频谱函数，在f.附近频谱函数很 小，且没有离散谱，这样可以在f处插入频率 为f的导频。 2.时域插入导频法

12.1.2 插入导频法(外同步法) 1. 频域插入导频法 在调制以前先对基带信号x(t)进行相关编 码，相关编码的作用是把如 图12.2(a)所示的基 带信号频谱函数变为如图12.2(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 12.2(c)所示的频谱函数，在ƒc附近频谱函数很 小，且没有离散谱，这样可以在ƒc处插入频率 为ƒc的导频。 2. 时域插入导频法

图12.2相关编码作用示意图 xo x'(o) 0 0 (b)转换后 (c)双边带调后 (a)基带信号频谱

图12.2 相关编码作用示意图 (a)基带信号频谱 x( )  f (b)转换后 f x( )  (c)双边带调制后 c f 0 0 f 0

12.1.3两种载波同步方法的比较 1.直接法的优缺点 ()不需导频信号，因此信号功率可以大一些，以提高噪功率比。 (2)可以防止插入导频法中导频和信号间由于滤波不好而引起的互相 干扰，也可以防止信道不理想引起导频相位的误差（在信号和导 频范围引起不同的畸变)。 (3)有的调制系统不能用直接法（如SSB系统）。 2.插入导频法的优缺点 (1)有单独的导频信号，一方面可以提取同步载波，另一方面可以利 用它作为自动增益控制。 (2)有些不能用直接法提取同步载波的调制系统只能用插入导频法。 (3)插入导频法要多消耗一部分不带信息的功率，因此与直接法比较， 在总功率相同条件下信噪功率比还要小一些

12.1.3 两种载波同步方法的比较 1. 直接法的优缺点 (1) 不需导频信号，因此信号功率可以大一些，以提高噪功率比。 (2) 可以防止插入导频法中导频和信号间由于滤波不好而引起的互相 干扰，也可以防止信道不理想引起导频相位的误差(在信号和导 频范围引起不同的畸变)。 (3) 有的调制系统不能用直接法(如SSB系统)。 2. 插入导频法的优缺点 (1) 有单独的导频信号，一方面可以提取同步载波，另一方面可以利 用它作为自动增益控制。 (2) 有些不能用直接法提取同步载波的调制系统只能用插入导频法。 (3)插入导频法要多消耗一部分不带信息的功率，因此与直接法比较， 在总功率相同条件下信噪功率比还要小一些

12.1.4载波同步系统的性能指标 载波同步系统的主要性能指标有以下4个： (1)效率：为获得同步，载波信号应尽量少消耗发送功率，在这方面 直接法由于不需要专门发送导频，因此是高效率的，而插入导频 法由于插入导频要消耗一部分发送功率，因此效率要低一些。 (2)精度：指提取的同步载波与需要的载波标准比较，应该有尽量小 的相位误差。如需要的同步载波为cos,提取的同步载波为cos(十 △p),△0就是相位误差，△p应尽量小。通常△0又分为稳态相位误 差△0和随机相位误差。 (3)同步建立时间，对t,的要求是越短越好，这样同步建立得快。 (4)同步保持时间t。,对t的要求是越长越好，这样一旦建立同步以后 可以保持较长的时间

12.1.4 载波同步系统的性能指标 载波同步系统的主要性能指标有以下4个： (1) 效率：为获得同步，载波信号应尽量少消耗发送功率，在这方面 直接法由于不需要专门发送导频，因此是高效率的，而插入导频 法由于插入导频要消耗一部分发送功率，因此效率要低一些。 (2) 精度：指提取的同步载波与需要的载波标准比较，应该有尽量小 的相位误差。如需要的同步载波为cos，提取的同步载波为cos(＋ Δφ)，Δφ就是相位误差，Δφ应尽量小。通常Δφ又分为稳态相位误 差Δφ0和随机相位误差。 (3) 同步建立时间t s，对t s的要求是越短越好，这样同步建立得快。 (4) 同步保持时间t c，对t c的要求是越长越好，这样一旦建立同步以后 可以保持较长的时间

12.2位同步 12.2.1引言 12.2.2直接提取位同步信号（自同步法） 12.2.3插人导频法位同步（外同步法） 12.2.4位同步系统的性能和相位误差对性能的影 响

12.2 位 同 步 12.2.1 引言 12.2.2 直接提取位同步信号(自同步法) 12.2.3 插人导频法位同步(外同步法) 12.2.4 位同步系统的性能和相位误差对性能的影 响

12.2.1引言 我们把位同步脉冲与接收码元的重复频率 和相位的一致称为码元同步或位同步。而把位 同步脉冲的取得称为位同步提取。 同步与载波同步的区别。在非相干解调时， 不论数字信号还是模拟信号都不需要同步载波， 只有在相干解调时，才有同步载波提取的问题

12.2.1 引言 我们把位同步脉冲与接收码元的重复频率 和相位的一致称为码元同步或位同步。而把位 同步脉冲的取得称为位同步提取。 同步与载波同步的区别。在非相干解调时， 不论数字信号还是模拟信号都不需要同步载波， 只有在相干解调时，才有同步载波提取的问题