通信原理韩庆文第六章同步原理(3)

1、CCEE 第六章第六章 同步原理同步原理 数字通信原理数字通信原理 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 主要内容主要内容 6.1 引言引言 6.2 载波同步载波同步 6.3 位同步位同步 6.4 群同步群同步 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 数字信号总是分成一组一组来传输的。用一定数目的码元数字信号总是分成一组一组来传输的。用一定数目的码元 组成一个组成一个“字字”，由若干，由若干“字字”组成一句组成一句”，再由若干，再由若干 “句句”组成一组成一“群群”。 为了在接收端区分出数字信号中的为了在接收端区分

2、出数字信号中的“字字”、“句句”、“群群” 的起始位置，必须在接收端提供字、句、群同步脉冲。的起始位置，必须在接收端提供字、句、群同步脉冲。 这几种同步脉冲的周期都是位同步脉冲的整数倍。这几种同步脉冲的周期都是位同步脉冲的整数倍。 要使这些脉冲的相位，即起始位置也与发端相同，则必须要使这些脉冲的相位，即起始位置也与发端相同，则必须 用群同步信号对分频器置零。这时位同步信号经分频器分用群同步信号对分频器置零。这时位同步信号经分频器分 频才能得到与发端同步同相的频才能得到与发端同步同相的“字字”、“句句”和和“群群”同同 步脉冲。步脉冲。 “字字”、“句句”、“群群”同步统称群同步。同步统称群同步

3、。 群同步的方法主要可分为两种。群同步的方法主要可分为两种。 自同步法自同步法 外同步法外同步法 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 自同步法自同步法 利用数字序列本身的特性来提取群同步脉利用数字序列本身的特性来提取群同步脉 冲。冲。 有纠错能力的抗干扰编码，为了能纠正接有纠错能力的抗干扰编码，为了能纠正接 收数字序列中的错码，加入一些监督码，收数字序列中的错码，加入一些监督码， 在接收端有可能根据这些监督码的位置恢在接收端有可能根据这些监督码的位置恢 复出群同步信号，从而不再需要发送另外复出群同步信号，从而不再需要发送另外 的群同步信号的群同步信号 重庆大学通

4、信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 自同步法自同步法 外同步法外同步法 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 外同步法外同步法 在发送的数字序列中插入专门的群同步脉在发送的数字序列中插入专门的群同步脉 冲或群同步码组，这种方法称为外同步法冲或群同步码组，这种方法称为外同步法 本节介绍外同步法本节介绍外同步法 实现外同步方法有很多，常用的几种方法：实现外同步方法有很多，常用的几种方法： 起止式同步法起止式同步法 加高或加宽式同步法加高或加宽式同步法 插入特殊码组实现群同步法：分为连贯插入法插入特殊码组实现群同步法：分为连贯

5、插入法 和间隔式插入法。和间隔式插入法。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 1 2 3 4 5 6 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 起止式同步法起止式同步法 在每一组信号码元的前面和末尾都加一个在每一组信号码元的前面和末尾都加一个 同步码元，即可构成起止式同步码组。同步码元，即可构成起止式同步码组。 这种方式的典型例子之一是印字电传机。这种方式的典型例子之一是印字电传机。 一个字由一个字由7.57.5个码元组成个码元组成 每个字的开头，先发一个码元的起脉冲每个字的开头，先发一个码元的起脉冲( (负值负值

6、) ) 中间五个码元是消息中间五个码元是消息 字的末尾是字的末尾是1.51.5个码元宽度的止脉冲个码元宽度的止脉冲( (正值正值) ) 收端根据正电平第一次转到负电平这一特殊规收端根据正电平第一次转到负电平这一特殊规 律确定一个字的起始位置，以此实现群同步。律确定一个字的起始位置，以此实现群同步。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 起止式同步法起止式同步法 这种同步方式的止脉冲宽度与码元宽度不一致，给同步传这种同步方式的止脉冲宽度与码元宽度不一致，给同步传 输带来不便输带来不便 在这种同步方式中，每在这种同步方式中，每7.57.5个码元中只有个码元中只有5 5

7、个码元用于传输个码元用于传输 消息，效率较低。消息，效率较低。 解决脉冲宽度不一致的常用方法是把终止脉冲的宽度从解决脉冲宽度不一致的常用方法是把终止脉冲的宽度从 1.5T1.5Ts s改为改为T Ts s或或2T2Ts s，但要对目前大量使用的印字电报机作这，但要对目前大量使用的印字电报机作这 种改动是很不方便的种改动是很不方便的 在实际应用中常常是通过增加一个专用的码元变换装置来在实际应用中常常是通过增加一个专用的码元变换装置来 解决脉冲宽度不一致问题。解决脉冲宽度不一致问题。 止止 起起止止1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 s T 1.5 s T 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程

8、学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 1 2 3 4 5 6 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 加高式或加宽式同步法加高式或加宽式同步法 在二进制数字序列中，如果在每组信码前在二进制数字序列中，如果在每组信码前 增加一个幅度或宽度特别大的群同步脉冲，增加一个幅度或宽度特别大的群同步脉冲， 在接收端就很容易识别信码组的起始点在接收端就很容易识别信码组的起始点 加高式或加宽式同步法。加高式或加宽式同步法。 加高式加高式 加宽式加宽式 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 加高式加高式 同步脉冲的幅度一般选择为信息码元幅

9、度的同步脉冲的幅度一般选择为信息码元幅度的1.21.2 1.71.7倍。倍。 在接收端，只要用一个限幅器，就可以把群同步脉在接收端，只要用一个限幅器，就可以把群同步脉 冲提取出来。冲提取出来。 优点：容易产生和提取优点：容易产生和提取 缺点：抗干扰性差缺点：抗干扰性差, ,在起伏噪声的影响下，容易出现误在起伏噪声的影响下，容易出现误 选或漏选，被数字序列所调制的调制器的功能也不能被选或漏选，被数字序列所调制的调制器的功能也不能被 充分利用。充分利用。 1 11 11 11 10 00 00 00 00 00 0 1v1v 1.2V1.2V 1.2V1.2V 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程

10、学院 数字通信原理数字通信原理 加高式或加宽式同步法加高式或加宽式同步法 加高式加高式 加宽式加宽式 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 加宽式加宽式 1 11 11 11 10 00 00 00 00 00 0 1.5T1.5TS S 1.5T1.5TS S T TS S 在发送端插入宽度约为信息码元宽度的在发送端插入宽度约为信息码元宽度的1.51.5倍的倍的 脉冲作群同步信号脉冲作群同步信号 在接收端用一个脉冲鉴宽器把这个同步脉冲分离在接收端用一个脉冲鉴宽器把这个同步脉冲分离 出来。出来。 可以采用限幅器除掉起伏噪声的影响，比加高式可以采用限幅器除掉起伏噪声

11、的影响，比加高式 具有更好的抗干扰性能具有更好的抗干扰性能 由于同步脉冲至少要占用由于同步脉冲至少要占用2 2个码元的宽度，因此个码元的宽度，因此 导致传输效率下降。导致传输效率下降。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 1 2 3 4 5 6 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 连贯式插入法连贯式插入法 所谓连贯式插入法就是在每群的开头集中所谓连贯式插入法就是在每群的开头集中 插人群同步码组的方法。插人群同步码组的方法。 这种群同步码组，应该是一种特殊的序列，这种群同步码组，应该是一种特殊的序列， 接收端能

12、够很方便的识别这些序列，将其接收端能够很方便的识别这些序列，将其 与信息码区别开来。与信息码区别开来。 插入的同步码序列可采用的具体码组有很插入的同步码序列可采用的具体码组有很 多，如全多，如全“1 1”码、全码、全“0 0”码、码、“0 0”“1 1”交替交替 码等。目前应用最广泛的是巴克码等。目前应用最广泛的是巴克(Barker)(Barker) 码。码。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克巴克(Barker)码码 巴克巴克(Barker)(Barker)码的定义和特点码的定义和特点 巴克码发生器巴克码发生器 巴克码的识别巴克码的识别 重庆大学通信工程

13、学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克巴克(Barker)码的定义和特点码的定义和特点 巴克码是一种非周期序列，具有尖锐的局部巴克码是一种非周期序列，具有尖锐的局部 自相关函数，因而在接收端很容易被识别。自相关函数，因而在接收端很容易被识别。 插入码组插入码组 自相关函数自相关函数 1 nj iij i R jx x n n位巴克码的自相关函数位巴克码的自相关函数 1 0 010 nj iij i nj R jx x jn ，当 或，当 目前已经找到的目前已经找到的 巴克码组巴克码组 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 目前已找到的巴克码组目前

14、已找到的巴克码组 采用采用n=7n=7以上的巴克码组为群同步码组以上的巴克码组为群同步码组 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克巴克(Barker)码的定义和特点码的定义和特点 7 7位巴克码的局部自相关函数位巴克码的局部自相关函数 0j 7 2 1 1 1 1 1 1 1 17 i i R jx 1j 6 1 1 1 1 1 1 1 10 ii i R jx x 1,0, 1,0, 1,0R j 2,3,4,5,6,7j 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克巴克(Barker)码的定义和特点码的定义和特点 1 1 j R

15、 j 1 12 23 34 45 56 6 7 7 7 7 3 3 5 5 -2-2-3-3-4-4-5-5-6-6-7-7-1-1 -1-1 自相关函数在自相关函数在j j0 0时出现尖锐的单蜂时出现尖锐的单蜂 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克巴克(Barker)码码 巴克巴克(Barker)(Barker)码的定义和特点码的定义和特点 巴克码发生器巴克码发生器 巴克码的识别巴克码的识别 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克码发生器巴克码发生器 移位寄存器产生巴克码移位寄存器产生巴克码 反馈式的巴克码发生器反馈式的巴

16、克码发生器 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克码发生器巴克码发生器 0 01 10 01 10 01 10 01 10 01 10 01 10 01 1 移位方向移位方向 预置线预置线 输出输出 从右向左的预置为从右向左的预置为1110011011100110。 经七个移位脉冲后，预置的经七个移位脉冲后，预置的11100101110010全部从移位寄存器的最右全部从移位寄存器的最右 端移出。端移出。 七位巴克码输出后，移位寄存器各级单元均保持原预置状态七位巴克码输出后，移位寄存器各级单元均保持原预置状态 这种结构看起来是很直观的，但由于移位存器的级数需要等

17、这种结构看起来是很直观的，但由于移位存器的级数需要等 于巴克码组的位数，所需移位寄存器级数较大，比较浪费。于巴克码组的位数，所需移位寄存器级数较大，比较浪费。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克码发生器巴克码发生器 移位寄存器产生巴克码移位寄存器产生巴克码 反馈式的巴克码发生器反馈式的巴克码发生器 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 反馈式的巴克码发生器反馈式的巴克码发生器 0 01 10 01 10 01 1 预置线预置线 输出输出 由三级移位寄存器单元组成，预置线把移位寄存器的初始由三级移位寄存器单元组成，预置线把移位寄

18、存器的初始 状态预置为状态预置为111111，后两级移位寄存单元的输出反馈至输入端，后两级移位寄存单元的输出反馈至输入端 的模二加法器，经相加后的输出作第一级的输入。的模二加法器，经相加后的输出作第一级的输入。 经过七个移位脉冲后，移位寄存器的输出也是经过七个移位脉冲后，移位寄存器的输出也是11100101110010 这种方法也叫逻缉综合法这种方法也叫逻缉综合法 这种结构所需移位寄存器级数小，比较节省部件。这种结构所需移位寄存器级数小，比较节省部件。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克巴克(Barker)码码 巴克巴克(Barker)(Barker)码的

19、定义和特点码的定义和特点 巴克码发生器巴克码发生器 巴克码的识别巴克码的识别 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克码的识别巴克码的识别 巴克码具有尖锐的自相关特性，常被用作巴克码具有尖锐的自相关特性，常被用作 群同步的标志群同步的标志 巴克码识别器就是对输入的巴克码进行自巴克码识别器就是对输入的巴克码进行自 相关运算。相关运算。 接收端在识别群同步之前往往巳恢复出位接收端在识别群同步之前往往巳恢复出位 同步信号。同步信号。 常采用移位寄存器构成识别器常采用移位寄存器构成识别器 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克码的识别器

20、巴克码的识别器 七位巴克码识别器由七级移位寄存器、电阻输入的相加器和判决器组成。七位巴克码识别器由七级移位寄存器、电阻输入的相加器和判决器组成。 当输入数据的当输入数据的“1 1”存入移位寄存器时，存入移位寄存器时，“1 1”端的输出为高电平，设其为端的输出为高电平，设其为 1 1。而。而“0 0”端输出为低电平，设其为端输出为低电平，设其为1 (1 (或或0 0电平电平) )； 反之，存入数据反之，存入数据“0 0”时，时，0 0端输出电平为端输出电平为1 1，“1 1”端的输出电平为端的输出电平为1 1 ( (或输出或输出0 0电平电平) ) 各移位寄存器输出端的接法和巴克码的规律一致。这

21、样，如果输入移位寄各移位寄存器输出端的接法和巴克码的规律一致。这样，如果输入移位寄 存器的数字有一位或多位与对应的巴克码位不同，则该位就输出存器的数字有一位或多位与对应的巴克码位不同，则该位就输出 ( (或或0)0)， 此时再将寄存器输出的各位相加时，就一定会小于此时再将寄存器输出的各位相加时，就一定会小于7 7 只有输入为巴克码时，相加器才可能输出只有输入为巴克码时，相加器才可能输出7 7，因此移位寄存器和相加器合，因此移位寄存器和相加器合 起来构成了相关运算器。起来构成了相关运算器。 0 01 10 01 10 01 10 01 10 01 10 01 10 01 1 相相 加加 器器 判

22、判 决决 器器 A U R RR RR RR RR RR RR R 输入输入 信号信号 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 巴克码的识别器巴克码的识别器 七位巴克码识别器输入输出关系七位巴克码识别器输入输出关系 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 特性曲线特性曲线1 m A U 1 12 23 34 45 56 6 7 7 7 7 3 3 4 4 -2-2-3-3-4-4-5-5-6-6-7-7-1-10 0 6 6 5 5 2 2 1 1 0 0 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 特性曲线特性曲

23、线2 m P 1 12 23 34 45 56 67 7 0.50.5 -2-2-3-3-4-4-5-5-6-6-7-7-1-10 0 1 1 0.250.25 0.1250.125 0 0 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 说明说明 |m|m|代表没有进入识别器的巴克码码元数代表没有进入识别器的巴克码码元数(+m)(+m)，即识别器未输入的巴克，即识别器未输入的巴克 码组的码元数码组的码元数 -m-m表示识别器已输出的巴克码码元数表示识别器已输出的巴克码码元数 U UA A表示相加器输出端的可能最大输出电压，表示相加器输出端的可能最大输出电压， P P是可能

24、最大输出电压的概率。是可能最大输出电压的概率。 当当|m|m|0 0时，即巴克码码元全部进入识别器时，识别器的每个电阻都产生时，即巴克码码元全部进入识别器时，识别器的每个电阻都产生 l l伏的输出电压，相加器输出电压伏的输出电压，相加器输出电压U UA A7 7伏，发生概率为伏，发生概率为l l； 若若|m|m|1 1时，即有一位巴克码元在移位寄存器外，其余六位已移入移位寄时，即有一位巴克码元在移位寄存器外，其余六位已移入移位寄 存器内，则有存器内，则有3 3个码元与巴克码相同，即在相加器输出端产生个码元与巴克码相同，即在相加器输出端产生3 3伏电压。伏电压。 还有一个移位寄存器单元，输入巴克

25、码组邻接的一位信息码元。若此还有一个移位寄存器单元，输入巴克码组邻接的一位信息码元。若此 码为码为“l l”时，表示信息码元的符号与寄存器输出端符号一致，相加器时，表示信息码元的符号与寄存器输出端符号一致，相加器 输出电压输出电压U UA A为为4 4伏；若此码元为伏；若此码元为“0 0”，相加器输出电压，相加器输出电压U UA A为为3 3伏。伏。 考虑考虑m=1m=1时，相加器输出电压时，相加器输出电压U UA A的可能最大电压为的可能最大电压为4 4伏，而因伏，而因“1 1”、“0 0” 出现的概率相等，均为出现的概率相等，均为1/21/2，因此，因此U UA A=4=4伏的出现概率为伏

26、的出现概率为1/21/2；依此类推，；依此类推， 当当|m|m|7 7时，即进入识别器的全部是随机的信息码元。时，即进入识别器的全部是随机的信息码元。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 说明说明 假设图的判决器的判决电平为假设图的判决器的判决电平为+6.5+6.5伏，当伏，当 七位巴克码码元全部进入七级移位寄存器七位巴克码码元全部进入七级移位寄存器 构成的识别时，输出电压为构成的识别时，输出电压为7 7伏，判决器有伏，判决器有 输出输出 当只有部分巴克码码元进入时，其输出电当只有部分巴克码码元进入时，其输出电 压小于压小于+6.5+6.5伏，判决器无输出。伏，

27、判决器无输出。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 输出波形输出波形 识别器输入识别器输入0 0 1 1 0 01 10 0 1 11 1 1 10 0 1 1 0 01 10 0 1 11 1 1 1 巴克码巴克码 信息码信息码 识别器输出识别器输出 一群一群 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 1 2 3 4 5 6 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 间隔式插入法间隔式插入法 分散插入的方式，即每隔一定数量的信息分散插入的方式，即每隔一定数量的信息 码元，插入一个群同步码

28、元码元，插入一个群同步码元 选择群同步码码型的主要原则：选择群同步码码型的主要原则： 便于收端识别，即要求群同步码具有特定的规便于收端识别，即要求群同步码具有特定的规 律性；律性； 使群同步码的码型尽量能与信码区别开来。使群同步码的码型尽量能与信码区别开来。 收端要确定群同步码的位置，必须对收码收端要确定群同步码的位置，必须对收码 进行逐位搜索，这种检测方法称为逐码移进行逐位搜索，这种检测方法称为逐码移 位法位法 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 逐码移位法逐码移位法 各点波形各点波形 禁禁 门门 异异 或或 门门 N N b b 收码收码 位同步码位同步码

29、a a c c 分路定时脉冲分路定时脉冲本本 地地 群群 码码 d d 延迟一步延迟一步 e e f f 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 各点波形各点波形 a a b b 1 12 2 3 31 12 2 3 31 12 2 3 31 12 2 3 3c c d d d d 1 12 2 3 31 12 2 3 31 12 2 3 31 12 2 3 3 d d e e e e f f f f 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 波形说明波形说明 设接收信息码设接收信息码( (波形波形) )中的群同步码位于画斜线码元的位置，中

30、的群同步码位于画斜线码元的位置， 如果已实现群同步，则位同步码如果已实现群同步，则位同步码( (波形波形a)a)经四次分频后所经四次分频后所 得本地群码的相位应与收信码中的群同步码相位一致。得本地群码的相位应与收信码中的群同步码相位一致。 假设开始时如波形假设开始时如波形d d所示，本地群码的位置与波形所示，本地群码的位置与波形c c收信码收信码 中的群码位置相差两位。中的群码位置相差两位。 设群码为全设群码为全“l l”码，其余的信息码均与群码不同，为码，其余的信息码均与群码不同，为“0 0”。 在第一码元时间，波形在第一码元时间，波形c c与与d d不一致，异或门有输出不一致，异或门有输出

31、( (波形波形e),e),延迟延迟 一个码元时间后，得波形一个码元时间后，得波形5 5加于禁门，是取反加于禁门，关闭常开加于禁门，是取反加于禁门，关闭常开 禁门，扣掉位同步码的第禁门，扣掉位同步码的第2 2个码元个码元( (波形波形b b的第的第2 2个码元位置用加一个码元位置用加一 叉号表示叉号表示) )，致使分频的状态在第，致使分频的状态在第2 2码元没有变化码元没有变化 分频器本地群码的输出往后移一位分频器本地群码的输出往后移一位( (见波形见波形d d) )。 在第在第2 2码元时间，码元时间，c c和和d d进行比较，产生波形进行比较，产生波形e e和和f f，又在第，又在第3 3码

32、元码元 位置扣掉一个位同步码，使本地群码的位置又往后移一位位置扣掉一个位同步码，使本地群码的位置又往后移一位( (波形波形 d d) )。 至此以后，收信码中的群码与本地群码的位置就完全一致，从而至此以后，收信码中的群码与本地群码的位置就完全一致，从而 实现群同步。实现群同步。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 6.4 群同步群同步 1 2 3 4 5 6 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步系统的性能群同步系统的性能 从系统性能的角度来看，群同步的建立时从系统性能的角度来看，群同步的建立时 间应尽可能短，并且在群同步建立

33、后，系间应尽可能短，并且在群同步建立后，系 统应具有较强的抗干扰能力。统应具有较强的抗干扰能力。 群同步系统的性能由以下指标衡量：群同步系统的性能由以下指标衡量： 漏同步概率漏同步概率 假同步概率假同步概率 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 最佳同步码最佳同步码 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 漏同步概率漏同步概率 干扰可能导致同步码组中的码元发生误码，干扰可能导致同步码组中的码元发生误码， 使识别器漏识别已发出的同步码组，漏识使识别器漏识别已发出的同步码组，漏识 别现象的发生概率称为漏同步概率。别现象的发生概率称为漏同步概率。 单个码元误码率单个码元误

34、码率 e P 同步码组长度同步码组长度 n 对码个数对码个数 y 错码个数错码个数 xny 1 n x xx nee CPP 发生发生x x个错误的概率个错误的概率 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 漏同步概率漏同步概率 群同步码组识别器所允许的错误范围内，识别器能群同步码组识别器所允许的错误范围内，识别器能 正确识别同步码的概率为：正确识别同步码的概率为： 若在接收过程中发生大于若在接收过程中发生大于k k个错误，即超过识别器个错误，即超过识别器 所允许的错误范围，必然出现漏识别，此时漏识别所允许的错误范围，必然出现漏识别，此时漏识别 概率概率( (即漏同步

35、概率即漏同步概率)P)P1 1为为 0 0 1 k n x xx nee x PCPP 同步码组识别器所允许的同步码组识别器所允许的 码元错误个数的最大值码元错误个数的最大值 10 10 1111 nk n xn x xxxx neenee x kx PCPPPCPP 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步系统的性能群同步系统的性能 漏同步概率漏同步概率 假同步概率假同步概率 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 最佳同步码最佳同步码 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 假同步概率假同步概率 若巳知群同步码组没有被发送，但信息

36、码若巳知群同步码组没有被发送，但信息码 中出现了与群同步码组一致的码，并进入中出现了与群同步码组一致的码，并进入 了识别器，此时识别器有输出，即被误认了识别器，此时识别器有输出，即被误认 为是同步码组，而判断进入同步，此时并为是同步码组，而判断进入同步，此时并 非真正同步，而是假同步非真正同步，而是假同步 出现这种情况的概率定义为假同步概率出现这种情况的概率定义为假同步概率P P2 2。 假同步概率假同步概率P P2 2定义为消息码元中能被判为同定义为消息码元中能被判为同 步码组的组合数与所有可能码组数之比。步码组的组合数与所有可能码组数之比。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通

37、信原理数字通信原理 假同步概率假同步概率 假设二进制消息码元假设二进制消息码元 “0 0”和和“1 1”等概率出等概率出 现现 k=0k=0，只有一个码组能被识别，故这时的假，只有一个码组能被识别，故这时的假 同步概率为同步概率为P P2 2=2=2-n -n。 。 n n位码组的假同步概率：位码组的假同步概率： 2 0 1 2 n k x n x PC 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 假同步概率假同步概率 单个码元误码率单个码元误码率 3 10 e P 判决门限对应判决门限对应 0k 时的电平 识别器不允许同步识别器不允许同步 码组差错码组差错 漏同步概率

38、漏同步概率 1 1 1 1 n n x xx nee x n xx nee x PCPP C PnP 7n 3 1 7 10P 13n 2 1 1.3 10P 假同步概率假同步概率 2 0 11 22 nn k x n x PC 7n 7 3 2 11 7.81 10 2128 P 13n 13 4 2 1 1.22 10 2 P 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 假同步概率假同步概率 当判决门限值取定后，漏同步概率随着码组当判决门限值取定后，漏同步概率随着码组 长度的增加而增加；假同步概率则是随着码长度的增加而增加；假同步概率则是随着码 组长度增加而减小。组

39、长度增加而减小。 从减小假同步概率的角度来看，同步码组的从减小假同步概率的角度来看，同步码组的 长度越大越好。但是此时漏同步概率近似成长度越大越好。但是此时漏同步概率近似成 正比增加正比增加 假同步概率与漏同步概率是两个相互矛盾的假同步概率与漏同步概率是两个相互矛盾的 指标，在实际应用中必须综合考虑，不能顾指标，在实际应用中必须综合考虑，不能顾 此失彼此失彼 通常采用调整判决门限电平的方法来实现二通常采用调整判决门限电平的方法来实现二 者的兼顾。者的兼顾。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 假同步概率假同步概率 单个码元误码率单个码元误码率 3 10 e P

40、7n 3 1 7 10P 7 3 2 11 7.81 10 2128 P P P1 1P P2 2都在都在1010 3 3量级 量级 满足要求满足要求 13n 2 1 1.3 10P 13 4 2 1 1.22 10 2 P P P1 1偏高，需要调整偏高，需要调整 1k 1313 1313 11313 12 25 13 11 7.8 10 xx xxxx eeee x kx x e PCPPCPP C P 13 013 21313 0 11 1.7 10 22 n k x n x PCCC 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 假同步概率假同步概率 经过判决门限

41、调整后，漏同步概率经过判决门限调整后，漏同步概率P P1 1大大下大大下 降，由降，由1010-2 -2数量级变为了 数量级变为了1010-5 -5数量级 数量级 这是以牺牲假同步概率为代价换来的，此这是以牺牲假同步概率为代价换来的，此 时时P P2 2增加到增加到1010-3 -3数量级，虽然有所增加，但 数量级，虽然有所增加，但 还是可以接受的。还是可以接受的。 k k值不可再取大了，否则会导致假同步概率值不可再取大了，否则会导致假同步概率 过高。过高。 k k2 2，P P1 12.862.86* *1010-8 -8， ，P P2 21.11.1* *1010-2 -2，假同步 ，假同

42、步 概率达到概率达到1010-2 -2数量级，系统难以接受的。 数量级，系统难以接受的。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步系统的性能群同步系统的性能 漏同步概率漏同步概率 假同步概率假同步概率 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 最佳同步码最佳同步码 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 采用连贯插入法的群同步方案，当不发生漏采用连贯插入法的群同步方案，当不发生漏 同步和假同步时，在最不利的条件下，实现同步和假同步时，在最不利的条件下，实现 群同步最多需要经过一群的时间，即需要经群同

43、步最多需要经过一群的时间，即需要经 过过NTNTS S才能实现群同步。才能实现群同步。 每群码元数每群码元数 N n n位为群同步码位为群同步码 每个码元时间每个码元时间 s T 一群时间一群时间 s NT 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 实际的消息码不可避免的会出现与群同步码相同的码，假设实际的消息码不可避免的会出现与群同步码相同的码，假设 出现这种情况的概率为出现这种情况的概率为P P，这时，识别器将信息码识别为群同，这时，识别器将信息码识别为群同 步码，需要经过一群码的时间步码，需要经过一群码的时间(NT(NTS

44、S) )后再在原位置上与信息码后再在原位置上与信息码 比较，导致群同步的建立时间的增长比较，导致群同步的建立时间的增长 实际情况下，群同步的建立时间比在理想条件下所需的时间实际情况下，群同步的建立时间比在理想条件下所需的时间 要长得多。要长得多。 只要算出本地群码后移一位所花的平均时间只要算出本地群码后移一位所花的平均时间t ts s，就可以算，就可以算 出在最不利条件下的群同步平均建立时间出在最不利条件下的群同步平均建立时间t ts s(N-1) (N-1) t ts s。 连贯插入法群同步的平均建立连贯插入法群同步的平均建立 时间大致为：时间大致为： 12 1 ss tNTPP 重庆大学通

45、信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 逐码移位法的群同步平均建立时间逐码移位法的群同步平均建立时间 1 s P T1 ss PPNTT s T s T s T 本地码与信息码不同的概率本地码与信息码不同的概率 1P 本地码后移一位的时间本地码后移一位的时间 s T 本地码与信息码相同本地码与信息码相同 经过一群时间后使本地群经过一群时间后使本地群 码后移一位的概率为码后移一位的概率为 1PP 所需时间所需时间 ss NTT 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 由于本地

46、群码和信息码有由于本地群码和信息码有K K次相同而需要经过次相同而需要经过K K群群 时间后才使本地群码后移一位的概率为：时间后才使本地群码后移一位的概率为： 所需时间所需时间 1 K PP 1 K PP ss KNTT 00 111 11 1 K ssssss kk s kk ss tP TPPNTTPPKNTT P TPP NTkP P TNT P 群同步建立时间群同步建立时间 11 1 ssss P tNtNTNT P 1 2 P 1N 2 ss tN T 连贯插入法群同步的平均建立时间比连贯插入法群同步的平均建立时间比 较短，在数据传输中被广泛采用。较短，在数据传输中被广泛采用。 重庆

47、大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 群同步系统的性能群同步系统的性能 漏同步概率漏同步概率 假同步概率假同步概率 群同步平均建立时间群同步平均建立时间 最佳同步码最佳同步码 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 最佳同步码最佳同步码 长度为长度为n n的最佳同步码是在给定误码率的最佳同步码是在给定误码率P Pe e 和同步码识别器允许的误码个数条件下，和同步码识别器允许的误码个数条件下， 长度为长度为n n的各种码型在覆盖区内，假同步的各种码型在覆盖区内，假同步 概率最小的码型。概率最小的码型。 采用连贯插入群同步码的系统中，假同步采用

48、连贯插入群同步码的系统中，假同步 码组可分为两种类型：码组可分为两种类型： 1.1. 假同步码组出现在信息码区，此时的假同步假同步码组出现在信息码区，此时的假同步 码组全部由信息码组成；码组全部由信息码组成； 2.2. 假同步码组由部分信息码元和部分同步信号假同步码组由部分信息码元和部分同步信号 码元共同组成，这种类型的假同步码出现的码元共同组成，这种类型的假同步码出现的 区域称为覆盖区，也叫重叠区。区域称为覆盖区，也叫重叠区。 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 最佳同步码最佳同步码 设群同步码长度为设群同步码长度为n n，我们称群同步码本身，我们称群同步码本

49、身 及两侧及两侧n-1n-1位为覆盖区，除覆盖区以外的其位为覆盖区，除覆盖区以外的其 他信息位称为随机区，覆盖区的长度为他信息位称为随机区，覆盖区的长度为 (3n-2)(3n-2)位。位。 在覆盖区内除同步码本身之外，没有假同在覆盖区内除同步码本身之外，没有假同 步码组存在的码组结构，称为单极点码组，步码组存在的码组结构，称为单极点码组， 也称单临界点码组。也称单临界点码组。 PCMPCM一次群覆盖区的定义一次群覆盖区的定义 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 PCM一次群覆盖区的定义一次群覆盖区的定义 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

50、 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 信息码区信息码区同步码区同步码区信息码区信息码区 覆盖区（覆盖区（1919个码位）个码位） 同步码组同步码组 部分同步码位与信息部分同步码位与信息 码组合（码组合（6 6种组合）种组合） 下半区略下半区略 重庆大学通信工程学院重庆大学通信工程学院 数字通信原理数字通信原理 最佳同步码最佳同步码 随机区的假同步概率与群同步码的码长直接相关随机区的假同步概率与群同步码的码长直接相关 覆盖区可以直接计算除各种码型可能形成的假同步覆盖区可以直接计算除各种码型可能形成的假同步 概率，选择假同步概率最小的码型作为群同