第6章同步原理

第6章同步原理概念：為了使整個(gè)通信系統(tǒng)有序、準(zhǔn)確、可靠地工作，收發(fā)雙方必須有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)就是同步。關(guān)于同步為什么需要同步？問題：

①從什么時(shí)候開始收？

②多長時(shí)間接收1個(gè)碼元？收發(fā)雙方有時(shí)延…通信網(wǎng)的同步系統(tǒng)同步分類按照同步的功能來劃分，同步分為：載波同步位同步（碼元同步）幀同步（群同步）網(wǎng)同步根據(jù)發(fā)送端是否直接傳送同步信息，同步分為：自同步法外同步法

6.1載波同步相干解調(diào)中，接收端必須恢復(fù)出一個(gè)與發(fā)端同頻、同相的相干載波，獲取相干載波的過程稱為載波同步。載波同步的方法有：直接提取法插入導(dǎo)頻法非線性變換法直接提取法例如：AM系統(tǒng)插入導(dǎo)頻法例如：DSB系統(tǒng)插入正交導(dǎo)頻信號。平方變換法和平方環(huán)法例如：DSB系統(tǒng)。鎖相環(huán)系統(tǒng)具有良好的跟蹤、窄帶濾波功能。但是實(shí)現(xiàn)高頻率的震蕩會有一定的困難。同相正交環(huán)法對比平方變換、平方環(huán)和同相正交環(huán)法是載波同步時(shí)常用的數(shù)學(xué)方法。平方環(huán)法是對平方變換法的一種改進(jìn)，將BPF用PLL替代。平方環(huán)法比平方變換法具有更好的性能，應(yīng)用廣泛。但提取同步載波時(shí)VCO工作在2ω0頻率上，當(dāng)ω0很高時(shí)，實(shí)現(xiàn)2ω0的振蕩有一定的困難。同相正交環(huán)法VCO工作在ω0頻率上，實(shí)現(xiàn)ω0的振蕩相對容易，也叫科斯塔斯(Costas)環(huán)法。

6.2位同步又稱碼元同步或比特同步。為了正確判決，就必須在接收端產(chǎn)生一個(gè)與接收碼元序列頻率和相位一致的定時(shí)脈沖序列，在接收端產(chǎn)生定時(shí)脈沖序列的過程稱為位同步。位同步方法：插入導(dǎo)頻法直接法插入導(dǎo)頻法直接法1直接法2例如：2PSK系統(tǒng)。直接法3——數(shù)字鎖相法6.3幀同步接收端獲取幀起止時(shí)刻信息的過程稱為幀同步。在實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸中，通常是將若干個(gè)數(shù)據(jù)碼元組成幀進(jìn)行傳輸。接收端要正確的恢復(fù)數(shù)據(jù)分組，就必須知道幀的起止時(shí)刻。幀同步的方法：自同步外同步集中插入法分散插入法被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特被組成幀，將幀同步碼組插在每幀的開頭。問題：漏同步：噪聲的影響會產(chǎn)生。假同步：信息碼序列是隨機(jī)的。希望漏同步和假同步概率要小，碼組易于識別，傳輸效率高，長度應(yīng)盡量短。為了滿足要求通常選用巴克碼作為幀同步碼。集中插入法1）巴克碼巴克碼是一種具有特殊規(guī)律的二進(jìn)制序列。一個(gè)長度為n的巴克碼序列{x1,x2,…,xn}，碼元xi只能取+1或?1。其自相關(guān)函數(shù)： （j表示在一個(gè)周期內(nèi)錯(cuò)開的位數(shù)。）巴克碼序列（目前找到的）例：n=7，局部自相關(guān)函數(shù)。

j=0j=1

j=2j=3，4，5，6，7及j=?1，?2，···，?7時(shí)的R(j)值如表

j?7?6?5?4?3?2?101234567R(j)0?10?10?1070?10?10?102）巴克碼識別器7位巴克碼識別器由7級移位寄存器、相加器和判決器構(gòu)成。工作原理移位寄存器按1110010順序接加法器，這與巴克碼的規(guī)律一致。1加到移位寄存器時(shí)， 1端輸出+1，

0端輸出-1；反之，0加入時(shí)，

1端輸出-1，

0端輸出+1。7位巴克碼在t1時(shí)刻全部進(jìn)入移位寄存器，有最大輸出+7；其它情況均低于+6。判決電平設(shè)為+6，t1時(shí)刻最后一位進(jìn)入時(shí)，在判決器輸出端就得到一個(gè)幀同步脈沖。巴克碼識別器波形6.4網(wǎng)同步為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各點(diǎn)之間可靠地通信，必須在通信網(wǎng)內(nèi)建立一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，這稱為網(wǎng)同步。載波同步、位同步和幀同步主要解決的是點(diǎn)-點(diǎn)之間通信的同步問題，多點(diǎn)之間通信，要依靠通信網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。復(fù)接系統(tǒng)網(wǎng)同步的任務(wù)：保證通信網(wǎng)中各支路都有共同的時(shí)鐘信號。網(wǎng)同步類型：全網(wǎng)同步主從同步/等級主從同步互控同步準(zhǔn)同步碼速調(diào)整水庫法網(wǎng)同步要求簡單了解常用的同步方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。小結(jié)現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)（移動(dòng)通信、光纖通信、衛(wèi)星通信以及微波通信等）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相互滲透、覆蓋范圍廣