同步技術(shù)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 同步技術(shù)同步技術(shù) 載波同步相干解調(diào)的基礎(chǔ) 位同步取樣判決的基礎(chǔ) 群同步分路及譯碼的基礎(chǔ) 網(wǎng)同步交換及復(fù)接的基礎(chǔ) 第1頁/共38頁 自同步 外同步 第2頁/共38頁 第3頁/共38頁 22 22 22 ( )( )cos2 ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( )( )cos2 11 ( )( )cos4 22 ( ), PSKc PSK PSK PSK PSKc c P StS tf t S tCPSK S tDPSK StS t S tSt St StS tf t StStf t StS 為絕對碼，上式表示調(diào)制； 若為相對碼，則上式表示調(diào)制。 從上式看出的頻譜是頻

2、譜的線性搬移 當(dāng)無直流，則無載波， 若將平方我們得到： 中肯定有直流( )2 ( )2 SKc PSKc c tf Stf f 含有成分 因此，將平方并濾波提取成分， 再二分頻便得到 ，其方框圖如下： ， 第4頁/共38頁 信道信道帶通帶通 濾波濾波 低通低通相相/決決 平方平方 取判取判X 2 由于電路中有二分頻，因此存在相位模糊問題。由于電路中有二分頻，因此存在相位模糊問題。 第5頁/共38頁 信道信道帶通帶通低通低通相相/決決 平方平方 取判取判 X 2 環(huán)濾環(huán)濾VCO相比相比 該電路是用鎖相環(huán)代替平方變換法中的窄帶濾波器，該電路是用鎖相環(huán)代替平方變換法中的窄帶濾波器， 故稱平方環(huán)法法故

3、稱平方環(huán)法法。 2.2.平方環(huán)法平方環(huán)法 : : 由于電路中有二分頻，因此同樣存在相位模糊問題。由于電路中有二分頻，因此同樣存在相位模糊問題。 第6頁/共38頁 第7頁/共38頁 二、同相正交環(huán)二、同相正交環(huán)( (科斯塔斯特環(huán)科斯塔斯特環(huán)) )： 31 42 5 6 ( )( )cos2cos(2) 11 ( )cos( )cos(4) 22 ( )( )cos2sin(2) 11 ( )sin( )sin(4) 22 1 1 ( )cos 2 1 ( )sin 2 PSKcc c PSKcc c VstVs tf tf t s ts tf t VstVs tf tf t s ts tf t

4、Vs t Vs t 為簡化，設(shè)低通通帶內(nèi)傳遞函數(shù)為，則： 則 56 2 222 11 ( )cos( )sin 22 1 ( )cossin 4 1 ( )sin2( ) 8 sin2 d d VV Vs ts t st ststE VK ： 當(dāng)較小時 式中常數(shù) 第8頁/共38頁 d V 經(jīng)環(huán)路濾波器后控制經(jīng)環(huán)路濾波器后控制VCOVCO，則鑒相特性如教材圖，則鑒相特性如教材圖8.48.4 0 d Vn從曲線看出及各點，鑒相特性斜率均為正， 都是穩(wěn)定鎖相點。因此，同相正交環(huán)存在相位模糊的問題。 第9頁/共38頁 cc ff 導(dǎo)頻要在信號頻譜為0的位置插,避免信號干擾導(dǎo)頻 插入導(dǎo)頻要求 避免導(dǎo)頻干

5、擾信號-常用正交插入 插入導(dǎo)頻應(yīng)能很方便地提取插入導(dǎo)頻頻率盡可能就是 c f 1 1、頻域正交插入、頻域正交插入 并對信碼進(jìn)行相關(guān)編碼并對信碼進(jìn)行相關(guān)編碼 c f不進(jìn)行相關(guān)編碼，在附近信號頻譜成份太強(qiáng)，它會干擾插入的導(dǎo)頻。 不正交插入，則解調(diào)后會留下直流干擾，影響取樣判決。 第10頁/共38頁 相關(guān)編碼第 類部分響應(yīng)： IV 第11頁/共38頁 相關(guān)編碼相關(guān)編碼 振蕩器振蕩器 帶通帶通信道信道+ X 0 90 ( )s t ( )s t ( )cos2 c s tf t sin2 c af t cos2 c af t ( )cos2sin2 cc s tf taf t 正交插入導(dǎo)頻正交插入導(dǎo)頻

6、發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)方框原理圖方框原理圖 ： 第12頁/共38頁 正交插入導(dǎo)頻正交插入導(dǎo)頻接收機(jī)接收機(jī)方框原理圖：方框原理圖： 帶通帶通低通低通相關(guān)譯碼相關(guān)譯碼判取判取 X 0 90 sin2 c af t 濾波器濾波器 c f ( )cos2sin2 cc s tf taf t 1 ( ) 2 s t1 ( ) 2 s t 第13頁/共38頁 2 ( )cos2sin2 ( )cos2sin2 cos2 ( )cos 2sin2cos2 111 ( )( )cos4sin4 222 1 ( ) 2 ( )cos2cos2 cc ccc ccc cc cc s tf taf t s tf taf tf

7、 t s tf taf tf t s ts tf taf t s t s tf taf t 正交插入發(fā)送信號為： 此信號經(jīng)相干解調(diào) 經(jīng)低通濾波器后，信號為： 若是同相插入，發(fā)送信號為： 22 ( )cos2cos2 cos2 ( )cos 2cos 2 1111 ( )( )cos4cos4 2222 11 ( ) 22 1 2 ccc cc cc s tf taf tf t s tf taf t s ts tf taaf t s ta a 此信號經(jīng)相干解調(diào) 經(jīng)低通濾波器后，信號為： 式中為一直流干擾 因此，為消除直流干擾，導(dǎo)頻應(yīng)正交揷入 第14頁/共38頁 2 2、插入雙導(dǎo)、插入雙導(dǎo) 頻頻

8、c f 信號在信號在 或或 附近頻譜成分較大，無法在附近頻譜成分較大，無法在 處插導(dǎo)頻，此時才插雙導(dǎo)頻。處插導(dǎo)頻，此時才插雙導(dǎo)頻。 c f c f 雙導(dǎo)頻確定的原則：雙導(dǎo)頻確定的原則： （1 1）雙導(dǎo)頻在信號帶外，不會干擾信號，同時也）雙導(dǎo)頻在信號帶外，不會干擾信號，同時也 不要離信號頻帶太遠(yuǎn)。不要離信號頻帶太遠(yuǎn)。 c f （2 2）揷入的雙導(dǎo)頻應(yīng)便于求得）揷入的雙導(dǎo)頻應(yīng)便于求得 c f 第15頁/共38頁 21 121cc ff fffff Q 例如我們設(shè)計 與 、 的關(guān)系為： 據(jù)此畫出電路圖如下： + 1 f 2 f 信道帶通低通 X 12 ff 窄帶 1 f 窄帶 2 f X X Q 1

9、2 ffQ圖中 、 、 等參數(shù)設(shè)計時選定，因此設(shè)計選擇余地很大。 第16頁/共38頁 0 2 2 2 1 2 V n n Q f f f K r rQ r 0 0 0 穩(wěn)態(tài)相差對單諧振電路： (弧度) 穩(wěn)態(tài)相差對鎖相環(huán)： (弧度) 隨機(jī)相差常用相位抖動表示 式中 為濾波器或環(huán)路信噪比，當(dāng) 值高或環(huán)路濾波器帶寬 窄則 高，可見穩(wěn)態(tài)相差與隨機(jī)相差是矛盾的。 總相差：= 一、相位誤差一、相位誤差 第17頁/共38頁 二、同步建立時間（越短越好）二、同步建立時間（越短越好） 0 1 ln 1 s Q t fK K 為確定的系數(shù)(它指電壓上升至穩(wěn)定值的比例)。 三、同步保持時間（越長越好）三、同步保持時

10、間（越長越好） 0 1 ln 1 0.318 c Q t fK KK e 指電壓下降的系數(shù)，常取 從同步建立時間和同步保持時間兩表示式看出，它們從同步建立時間和同步保持時間兩表示式看出，它們 對對Q Q的要求是矛盾的。的要求是矛盾的。 若用鎖相環(huán)，同步建立時間與保持時間也是矛盾的，若用鎖相環(huán)，同步建立時間與保持時間也是矛盾的， 請參見教材。請參見教材。 第18頁/共38頁 一、揷入位定時導(dǎo)頻一、揷入位定時導(dǎo)頻 位定時導(dǎo)頻揷入的原則：位定時導(dǎo)頻揷入的原則： (1)位定時導(dǎo)頻必須在基帶信號頻譜的零點揷入。 (2)揷入位定時導(dǎo)頻通常為 1 2 BB ff或如下圖。 第19頁/共38頁 相關(guān)編碼并揷入

11、相關(guān)編碼并揷入 導(dǎo)頻是常用的位同步的外導(dǎo)頻是常用的位同步的外 同步方法，其方框圖如教材同步方法，其方框圖如教材圖圖8.158.15 1 2 B f 二、包絡(luò)調(diào)制法二、包絡(luò)調(diào)制法 其方框圖如教材圖其方框圖如教材圖8.168.16 B f 如對如對PSKPSK調(diào)制，該信號原包絡(luò)是一條水平線，它調(diào)制，該信號原包絡(luò)是一條水平線，它 不包含有位同步信息，若對包絡(luò)實現(xiàn)淺調(diào)幅，其不包含有位同步信息，若對包絡(luò)實現(xiàn)淺調(diào)幅，其 調(diào)幅信號頻率為調(diào)幅信號頻率為 ，接收端采用包絡(luò)檢波，便可，接收端采用包絡(luò)檢波，便可 得到位同步信息。得到位同步信息。 B f 第20頁/共38頁 8.4.2 直接提取位同步信號法直接提取位

12、同步信號法 定義：定義： 是指從接收到的基帶信號中直接提取位同步信息。是指從接收到的基帶信號中直接提取位同步信息。 一、濾波法一、濾波法 B f B f 2 B f B f 若基帶信號為全占空矩形序列若基帶信號為全占空矩形序列, ,無論是單極性或雙極無論是單極性或雙極 性信號，它們都不含性信號，它們都不含 或或 成份，因此不能直接提成份，因此不能直接提 取位同步信息。若是歸零脈沖，則一定含有取位同步信息。若是歸零脈沖，則一定含有 成份。成份。 因此對全占空矩形隨機(jī)序列先進(jìn)行波形變換，如采用因此對全占空矩形隨機(jī)序列先進(jìn)行波形變換，如采用 微分、全波整流等變換手段，就能提取微分、全波整流等變換手段

13、，就能提取 信息。信息。 其方框圖如其方框圖如8.178.17，各點波形圖如圖，各點波形圖如圖8.18 8.18 第21頁/共38頁 二、包絡(luò)陷落法二、包絡(luò)陷落法 包絡(luò)陷落法方框圖及各點波形包絡(luò)陷落法方框圖及各點波形 帶限頻譜帶限頻譜 第22頁/共38頁 帶限頻譜的產(chǎn)生：帶限頻譜的產(chǎn)生： 第23頁/共38頁 三、鎖相法三、鎖相法 鎖相法是用鎖環(huán)代替上述方法中的窄帶濾波器，鎖相法是用鎖環(huán)代替上述方法中的窄帶濾波器， 從而實現(xiàn)位同步信號提取。由于位同步信號是周從而實現(xiàn)位同步信號提取。由于位同步信號是周 期性取樣脈沖序列，因此常用數(shù)字鎖相環(huán)，系統(tǒng)期性取樣脈沖序列，因此常用數(shù)字鎖相環(huán)，系統(tǒng) 框圖如下框

14、圖如下 ： 波形波形 變換變換 相位相位 比較比較 N次次 分頻器分頻器 或門或門 附加門附加門 Q Q 晶振晶振B nf 扣除門扣除門 位同步信號位同步信號 滯后脈沖滯后脈沖 超前脈沖超前脈沖 第24頁/共38頁 四、鎖相法抗干擾性能的改善四、鎖相法抗干擾性能的改善 兩種數(shù)字濾波方案原理圖兩種數(shù)字濾波方案原理圖： 第25頁/共38頁 位同步與載波同步比較位同步與載波同步比較 第26頁/共38頁 第27頁/共38頁 群同步不是獲取群的頻率信息，而是指示群開始或群同步不是獲取群的頻率信息，而是指示群開始或 結(jié)束的位置，其本質(zhì)與前兩種同步有較大區(qū)別。結(jié)束的位置，其本質(zhì)與前兩種同步有較大區(qū)別。 8.

15、6.1 8.6.1 連貫插入連貫插入 1. 1. 巴克碼巴克碼 連貫插入的關(guān)鍵是尋找群同步碼，其要求：連貫插入的關(guān)鍵是尋找群同步碼，其要求： 1. 2. 3. 方便識別 與信息碼區(qū)別較大 碼長適當(dāng)，以便提高效率 第28頁/共38頁 目前尚未找到巴克碼的一般構(gòu)造方法，只搜索到目前尚未找到巴克碼的一般構(gòu)造方法，只搜索到1010組組 巴克碼，其碼組最大長度為巴克碼，其碼組最大長度為1313，全部列于表中：，全部列于表中： 第29頁/共38頁 局部自相關(guān)函數(shù)：局部自相關(guān)函數(shù)： 第30頁/共38頁 第31頁/共38頁 2.2.單峰局部自相關(guān)函數(shù)單峰局部自相關(guān)函數(shù) 0 ( ) 010 7 70 ( ) 0

16、10 nj R j j j R j j 如果局部自相關(guān)函數(shù)滿足下列條件 或 我們稱此局部自相關(guān)函數(shù)具有單峰特性 位巴克碼正好滿足這個條件 或- 第32頁/共38頁 3. 73. 7位巴克碼識別電路位巴克碼識別電路 相加電路 0 10 10 10 10 10 10 1 取樣判決 群同步輸出 接收碼流 （含巴克碼） 第33頁/共38頁 巴克碼是插在信息碼流之中的，因此巴克碼的前巴克碼是插在信息碼流之中的，因此巴克碼的前 后均是信息碼，考慮到最壞的情況，我們列出了巴后均是信息碼，考慮到最壞的情況，我們列出了巴 克碼識別器輸出電壓和對應(yīng)概率表：克碼識別器輸出電壓和對應(yīng)概率表： 表中：表中： N N巴克碼移出識別器的位數(shù)巴克碼移出識別器的位數(shù)( (負(fù)數(shù)表示巴克碼負(fù)數(shù)表示巴克碼 尚未進(jìn)入識別器的位數(shù)尚未進(jìn)入識別器的位數(shù)) ) V V克碼識別器輸出電壓克碼識別器輸出電壓 P P對應(yīng)概率對應(yīng)概率 第34頁/共38頁 7 7位巴克碼識別輸出曲線位巴克碼識別輸出曲線 第35頁/共38頁 8.6.2分散插入分散插入 第36頁/共38頁