1、 第 7章 同步原理7.1 同步的基本概念 7.2 载波同步7.3 位同步 7.4 群同步 7.1 同步的基本概念 同步是通信系统中一个非常重要的实际问题，是进行信息传输的前提和基础，同步性能的好坏直接影响通信系统的性能。数字通信中，同步问题包括载波同步、位同步、群同步和网同步。当采用同步解调或相干检测时，接收端需要提供一个发射端调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取就称为载波提取或称为载波同步。在数字通信系统中，接收端需要对接收到的信息码进行判决，所产生与接收码元同频同相的定时脉冲序列的过程称为码元同步或位同步。 7.1 同步的基本概念 数字通信中的消息数字流总是由若干码元组成 “字 ”
2、，若干 “字 ”又组成 “句 ”，接收时需要知道 “字 ”、 “句 ”的起止时刻。在接收端产生与 “字 ”、 “句 ”起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程，称为 “字”同步和 “句 ”同步，统称群同步或帧同步。为了保证通信网络中各用户之间可靠地进行数据交换，还必须实现网同步，使整个通信网内有一个统一的时间标 准。7.2 载波同步 7.2.1 载波同步的方法载波同步的方法一般有两种：插入导频法和直接法。（ 1）插入导频法：对于已调信号本身不含载波或接收端很难从已调信号的频谱中分离出载波这种情况，在发送有用信号的同时，在适当频率位置上，插入一个（或多个）称作导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波，接
3、收端就由导频提取出载波，这类方法称为插入导频法，也叫外同步法。导频信号的位置和信号的具体形式有关，应易于滤出，导频信号的形式是正交载波。图 8.1所示为插入导频法的系统框图，窄带滤波器可以用锁相环来替代。载波同步的方法（ 2）直接法：若已调信号本身含有足够的载频分量，接收端就可以直接用窄带滤波器从发送信号中提取载波，这类方法称为直接法，也叫自同步法。直接法进行载波同步是在接收端对已调信号进行某种非线性变换，就得到了载波同步信号。对于二相信号，典型的方法有平方变换法如图 8.2所示，和同相正交环法（Costas环），如图 8.3所示。载波同步的方法载波同步的方法图 8.2中窄带滤波器可用锁相环替
4、代，这时载波提取的方法称为平方环法。平方环法的工作频率是 ， 显然，当 很高时，工作频率较低的同相正交环易于实现，同相正交环法也是利用锁相环法提取载波。二分频电路有 180 相位含糊问题， 发送信号用 2DPSK 7.2.2 载波同步系统的性能指标 载波同步系统的主要性能指标是高效率和高精度。高效率指的是为了获取载波信号而尽量少消耗发送功率；高精度指的是接收端提取的载波应是相位误差 尽量小的相干载波。载波相位误分为稳态误差和随机误差；稳态误差主要是由系统决定，随机误差则是由随机噪声产生。另外，性能指标还有：同步建立时间 和保持时间 ， 要求 短， 长。 7.2.3 载波相位误差 对解调性能的影
5、响载波相位误差对于不同信号的解调影响不同。对于双边带信号（ 2PSK）， 对解调性能的影响只是引起信噪比下降 倍，此时的误码率变为对于单边带信号和残留边带信号， 不仅引起信噪比下降，而且还引起信号畸变。 越大，畸变也越大。7.3 位同步 7.3.1 位同步的方法位同步的实现方法也可分为插入导频法和直接法。插入导频法和载波同步中的插入导频法原理基本相同，可以在频域和时域中进行。直接法又有滤波法和锁相法两种形式。滤波法得到位同步信号有两种方法：一是对信号进行某种变换后滤出位同步信号；另一种方法是对带限信号进行包络检波，利用幅度的 “陷落 ”进而恢复出位同步信号。位同步锁相法是指利用锁相环来提取位同步信号，根据数字通信的需要，常采用数字锁相环。其原理框图如图 8.4所示。
