通信原理教程7-同步

1、1、7.1概述同步需要解决的问题：载波同步位同步组同步网络同步问题解决费用：2，7.2载波同步方法7.2.1插入试点方法示例：2PSK信号。发送方：插入正交导频m(t)谱的最大频率为FM，3，接收方：使用窄带滤波器过滤频率分量，将相位/2更改为sin0t，然后乘以接收信号。如果仍然将接收信号标记为s0(t)，则此乘积可以过滤20频率分量，恢复原始调制信号m(t)。如果不使用正交传导频率，接收端输出将增加直流分量。4，原理框图，5，7.2.2直接提取法展平原理(例如，2PSK信号，接收信号s(t):在表达式中，m(t)是调制信号，没有DC分量。平方该接收信号后，使用窄波段过滤器过滤上述中的2f0

2、分量，通过二分法获得载波f0的分量。原理框图如下：6、问题：2分频电路的初始状态是随机的，分频输出的初始相位可以有两种状态。0和，即拓扑是模糊的锁相环路，而不是窄频带过滤器。情景原理框的优点：输出信号稳定性更好，不需要连续输入信号。7，科斯塔斯环法同相正交环法原理块也设定原理：接收信号仍然抑制载波的双侧带信号s(t)，本地载波电压是食，信号和本地载波的相位差异。8，输入信号s(t)乘以本地载波，通过低通滤波器，然后分别乘以上述两个电压，得到常识。本地载波相位与接收信号载波相位的差异。Vg通过回路过滤器后添加到电压控制振荡器中，控制振动频率。0时，如果VG=0，则振荡器的控制电压也为零。、9、结

3、论：此电压控制振荡器的输出电压va可以作为从接收信号提取的载波用于一致接收。e点电压ve类似于m(t)/2，因此是调整输出电压。优点和缺点：不需要平方电路。频率高的时候更难实现。如果需要最佳性能，双向低通滤波器的性能必须完全匹配。这在模拟电路中更难，但在数字电路中不难。拓扑模糊问题仍然存在。10，从多进制信号提取负载频率，以QPSK信号为例，说明了平坦方法的原理。设置：QPSK信号的表达式是平方后获得先验概率的QPSK信号。上面的“”号表示其中20个组件的平均功率为零。也就是说，光谱没有20的分量。因此，必须过滤DC构件，然后重新平方，以获得顶部形式包含4f0的构件。过滤它，除以4，就能得到载

4、波F0成分。、11、QPSK信号提取载波频率的科斯塔斯环原理方框图、12、7.2.3载波同步性能载波同步精度：两个相位错误：1。由电路参数引起的恒误差噪音引起的随机误差。常量误差设置为过滤器引起的误差。窄带滤波器由单谐振电路组成，因此产生的额外相位移动等于锁相环路产生的误差。固定回路的稳态相位误差是。f FQ和F0的差值，Kq环路固定直流增益。13，随机误差：噪音引起的相位误差N是加性高斯噪声信道中N的方差与信噪比R的关系：表达式，相位抖动；r信号噪声功率比。常数误差和随机误差与Q值的要求相矛盾。同步设置时间和裴珉姬时间同步设置时间越短，接收信号或从系统故障状态提取稳定负载频率所需的时间越短，

5、越好。同步裴珉姬时间从开始失去信号的时间到失去载波同步的时间越长越好。两者矛盾。14、载波同步误差对2PSK信号误码率的影响相位误差由两部分组成。也就是说，一定误差随机误差曹征输出由于格式的cos，信号电压下降，信号噪声功率比R下降cos2倍。因此，误差率按表达式下降，R是信号噪声功率比()。15、载波同步错误导致的信号波形失真(例如，单边带信号失真)。有单频基带信号。消除载波cos0t的单边带调制后的上频带信号。如果接收端的本地载波有相位错误，则两者相乘，通过低通滤波器过滤的低频分量是常识。项目1的系数cos衰减原始调制基带信号。扭曲接收信号和生成代码间串扰的项目2和1的正交。、16、7.3

6、位同步代码元同步7.3.1外部同步辅助资讯同步原理：在发射信号中插入码元速度(1/T)或码元速度的倍数的位元同步信号。在接收端使用窄波段过滤器分离，形成码元定时脉冲。插入位同步信号的方法：持续：连续插入，非连续插入(“位同步头”)频域：信号带外插入，信号带内“间隙”插入优缺点：设备更简单。但是，它使用特定的带宽和传输功率。7.3.2自同步开环代码元素同步电路直接从输入代码流提取传输代码流的时钟。以下是三个具体方案。17，波形转换方法，18，延迟乘法，19，未分类方法时间误差：当窄带滤波器的带宽为1/KT时，等式中的同步错误时间T码元持续时间；Eb代码元能量；N0单边噪声功率谱密度。因此，只要接

7、收信噪比大，上述方案就能确保充分准确的代码元素同步。开放环方法的主要缺点：存在非零平均同步跟踪错误。20，闭环代码元素同步方法“前导/延迟语句”同步程序，如果21，7.3.3位同步错误对位同步时间误差的影响位同步时间误差，积分时间将丢失2，积分得到的代码元素能量将减小到EB (1)，如果相邻代码圆没有突变边，积分时间将没有损失。等概率随机码元信号的情况下，有突变的边缘和没有突变的边缘各占一半。示例：2PSK信号的最佳错误率是相位误差时的平均错误率是、22，7.4组同步7.4.1概述组同步信息传递，1。代码组本身包含组信息，2 .适合于插入组同步代码、分布式插入、中央插入，从而在数字电话系统中连

8、续传输同步电路的两种状态：捕获状态和裴珉姬状态等信号。起始和结束同步方法：主要适用于低速手动操作的电传打字机。开始和结束同步通信也称为异步通信，因为代码元素间隔不相等。24，7.4.2集中插入原则包含N个代码元素x1、x2和xN的代码组。局部自相关函数(以下称为自相关函数)等于：表达式中N码组中的代码元素数。Xi代码元素的值可以为1或-1。J=0时，表达式假定当有1 I和I N时，Xi=0。如果一个代码组仅在R(0)中表示峰值，而另一个R(j)较小，则可以通过获取相关函数来查找传入代码元序列运算的峰值，从而确定代码组的位置。，25，降压代码定义：降压代码尚未找到正常构造方法，26，自相关函数值

9、：N=5的降压代码，以27为例，威拉德代码：随机相邻代码为例，28，中央插入法的实现使自相关值等于同步代码组的长度N继续调查同步位置的接收代码组是否仍然具有N等自相关值。系统不同步时，自相关值立即减小。噪音可能会降低自相关值。因此，为了保护同步状态不受噪音等干扰的干扰，在保持状态时必须降低对相关值的要求。系统确定失去了步骤后，系统进入捕获状态，捕获新的捕获同步代码集。，29，7.4.3分布式插入间隔插入方法示例：数字电话系统中常用的“1/0”替换代码，30，同步代码检索方法移动搜索方法，31，存储检测方法，32，7.4.4组同步性能泄漏设置：接收代码元素错误概率为P，需要检查的同步代码元素数为

10、N也就是说，如果m=0，常识将为、33。设置：信息代码元素“1”和“0”出现的先验概率相同，假同步将一组信息代码误认为同步代码组，同步代码组长度为N，则N位的信息代码组有2n个数组。被错误视为同步代码组的概率与错误代码元数M相关。如果不允许无效代码(m=0)，则有一种可能性，即信息代码组中的每个代码元素与同步代码元素完全相同。M=1时，可以使用Cn1。因此，假同步的总概率在表达式中，分母2n是所有可能的信息代码分组数。随着m的增加，泄漏同步概率减小，但假同步概率增加。所以两者是矛盾的。34、7.5网络同步7.5.1概述目的：解决网络各站的载波同步、位同步和组同步问题的单向通信：解决接收机中的网

11、络同步问题。多用户系统：解决整个终端工作站(发射器和接收器)上的同步问题。终端站发射机同步方法：开环和闭环两种。开环方法：不依赖中央站对接收信号参数的测量，而是依赖准确、可预测的链路参数。优点：快速捕获，无需反向链接，操作和实时计算量低。缺点：外部相关部门必须提供所需的链接参数数据，并且缺乏灵活性。35，闭环方法：无需事先知道链接参数的数据。中央站必须测量终端站信号的同步精度，并通过反向通道将测量结果发送到终端站进行调整。优点：无需从外部提供链接参数的数据，即可适应路径和链接情况的变化。缺点：终端站需要高实时处理能力，每个终端站和中央站之间必须有双向链路。此外，捕获同步需要很长时间。36，7.

12、5.1开环方法两种类型的开环方法：1。不利用反向链接提供的信息2 .利用反向链接提供的信息。范例：1。卫星通信系统在不利用反向链路提供的信息的情况下提前修改时间。终端站发射器必须计算信号到达中央站的时间。换句话说，Tt是实际传输开始时间。d传输距离；c光通量。预先修改传输频率：考虑多光谱移动后，传输频率应与格式、V相对速度(距离缩短时为正)相同。F0公称传输频率。37，时间预测的误差表达式中re距离评估的误差；t发射器和接收器的参考时间差。频率预测误差表达式中Ve发射器和接收器之间的相对速度测量误差或预测值的误差F发射器和接收器基准频率之间的误差。参考频率最大容差，(Hz/Hz/day)，38

13、，频率偏移为时间线性增加值，f(T)时间T内增加的频率偏移F(0)初始(T)t小时(天)。累积时间偏差t (T)常识表明，参考时间误差随着时间的平方法而增加。通常，必须定期更新终端站的接收器计时数据，或将接收器和发射器的参考时间重置为公称时间。39，2。卫星通信系统可用于在利用反向链路提供的信息时，使用对下行链路信号测量的T和F的误差计算上游传输的校正。终端在中央工作站上具有反向(下行)链接，并且可以比较本地参考和输入信号参数，这两种校准的间隔可能会更长。终端站同步反向链路信号测量的方法也称为准闭环发射机同步方法。虽然知道参考时间和参考频率是正确的，但是当链接的路径发生变化时，也可以对下游链接

14、使用相同的测量来解决距离或速度不确定的问题。因此，可以提前修改上游信号的定时和频率。40，7.5.2闭环闭环闭环方法需要终端站发送特殊同步信号以确定信号的时间和频率错误。结果在反向(下行)链路上反馈给终端站发射器。如果中央站有足够的处理能力，中央站可以进行实际误差测量。将错误返回到终端站发射器。优点：1。反向链路上传输的错误测量结果很短。2.中央车站的误差测量手段可以在所有终端共享。这样可以大大节省系统的处理能力。如果中央工作站没有处理能力，则该特殊同步信号可以从反向链路直接返回到终端工作站发射器。用发射机处理。优点：1。中央工作站不需要轻松存取。2.中央车站设计得比较简单。3.因为没有中央车

15、站处理的延迟，所以响应更快。41，缺点：1。反向通道使用效率低下。中心站影响代码元素的确定。示例：终端工作站使用2FSK向中央工作站发送信号，中央工作站使用不相关的协调。中央工作站接收信号表达式如下：格式，T码元素持续时间；0 2FSK信号1码角频率；(0 s) 2FSK信号其他1码元素的每个频率；中央站接收信号的每个频率错误。t中心站接收信号到达时间错误。随机摊销。42，中央站解调器的两个正交分量输出为以下情况：曹征信号的能量为时间误差t=0时，常识在频率偏离f=0时，常识可从上述3式中看出。如果存在任何时间误差、频率偏差或两者，从正确的信号积分器中获得的信号能量就会下降，误差率也会下降。、43，2FSK系统预校正频率方法终端站发送连续正弦波，例如2FSK信号的两个频率平均值。在反向(从中央