通信同步方式
在数字数据通信中，发送端和接收端之间必须在时间上保持同步，接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间，才能保证数据接收的正确性和可靠性。为此，通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式，并按照规定的同步方式进行数据传输。根据通信协议所定义的同步方式，数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。
1.异步传输
通常，异步传输是以字符为传输单位，每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同步。所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的，并不需要严格地限制它们的时间关系。起始位对应于二进制值 0，以低电平表示，占用 1 位宽度。停止位对应于二进制值 1，以高电平表示，占用 1~2 位宽度。一个字符占用 5~8位，具体取决于数据所采用的字符集。例如，电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。此外，还要附加 1 位奇偶校验位，可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外，还应当采用相同的传输速率。典型的速率有：9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。
异步传输又称为起止式异步通信方式，其优点是简单、可靠，适用于面向字符的、低速的异步通信场合。例如，计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。它的缺点是通信开销大，每传输一个字符都要额外附加2～3 位，通信效率比较低。例如，在使用Modem上网时，普遍感觉速度很慢，除了传输速率低之外，与通信开销大、通信效率低也密切相关。
2. 同步传输
通常，同步传输是以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列(如16位或32 位CRC校验码)，以便对数据块进行差错控制。所谓同步传输是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时间关系。
根据同步通信规程，同步传输又分为面向字符的同步传输和面向位流的同步传输。
(1)面向字符的同步传输
在面向字符的同步传输中，每个数据块的头部用一个或多个同步字符SYN
来标记数据块的开始；尾部用另一个惟一的字符ETX来标记数据块的结束。其中，这些特殊字符的位模式与传输的任何普通字符都有显著的差别。典型的面向字符的同步通信规程是IBM公司的二进制同步通信规程BISYNC。
(2) 面向位流的同步传输
在面向位流的同步传输中，每个数据块的头部和尾部用一个特殊的比特序列(如 01111110)来标记数据块的开始和结束。数据块将作为位流来处理，而不是作为字符流来处理。为了避免在数据流中出现标记块开始和结束的特殊位模式，通常采用位插入的方法，即发送端在发送数据流时，每当出现连续的五个 1后
便插入一个 0。接收端在接收数据流时，如果检测到连续五个 1 的序列，就要检查其后的一位数据，若该位是 0，则删除它；若该位为 1，则表示数据块的结束，转入结束处理。典型的面向位流的同步通信规程是高级数据链路控制(HDLC) 规程和同步数据链路控制(SDLC)规程。
“同步通信”的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步，用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输.
同步通信以多字节组成的数据块(几十至几千个字节)为单位进行传输，在数据块前加上标识序列，组成帧(Frame)。同步方式分字节同步和位同步两种，通常采用后一种方式，例如ISO的HDLC等。
、同步通信方式的特点：
采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，
一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所有字符对应同样的数位，比如说 n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个
时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。
同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当
检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。
异步通信的特点是：一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束,字符之间没有固定的时间间隔要求。每一个字符的前面都有一位起始位（低电平，逻辑值），字符本身由5-7位数据位组成，接着字符后面是一位校验位（也可以没有校验位），最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位。停止位和
空闲位都规定为高电平（逻辑值１），这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。
异步通信
异步通信以字节为单位，长度为5至8位。
异步通信的数据格式
字符在异步传输中的格式:
起始位+数据位+校验位+停止位
常用格式
a、8N1:1bit起始位+8bit数据位+无校验位+1bit停止位
b、7E1:1bit起始位+7bit数据位+1位偶校验位+1bit停止位
1个字符通常用10bit代表。
数据格式在通信软件(如Windows95中的“超级终端”)中设置。
一、异步与同步通信的传送方式比较
异步通信：通信中两个字符的时间间隔是不固定的，而在同一字符中两个相邻位代码间的间隔是固定的。
同步通信：通信中每时每刻在链路上都有字符信息传送，而且通信中的每个字符间、各相邻代码间的时间间隔都是相等的。
二、异步与同步通信的检错能力比较
异步通信：实际应用中检错是以单纯奇偶校验码检错，检错效率不高!
同步通信：实际应用中检错是以错误校验码检错和纠错,受干扰程度低
三、异步与同步通信的实际应用比较
异步通信：一般在近距离的点点数据通信，速率不高的情况下，多采用设备简单、控制容易的异步通信。
同步通信：传送效率和速度高，误差小，在远距离网络传输中比较实用，但是同步传输设备繁多，控制也相对复杂。
从通信底层的概念来说,同步是指在通信双方协商好后以块为单位发送
方式,异步是每发送一单位(一个字节或BIT)就要加上指定的附加信息,如起始位,停止位,校验位等
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行
传送。使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。
串行通信的分类
串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。
同步通信
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。
它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符
序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
异步通信
异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。
接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"（即字符帧起始位）时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。
同步传输与异步传输的区别 数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时 列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列，以 同步传输的特点：同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地 异步传输是数据传输的一种方式。由于数据一般是一位接一位串行传输的，例如在传送一串字符信息时，每个字符代码由7位二进制位组成。但在一串二进制位中，每个7位又从哪一个二进制位开始算起呢?异步传输时，在传送每个数据字符之前，先发送一个叫做开始位的二进制位。当接收端收到这一信号时，就知道相继送来7位二进制位是一个字符数据。在这以后，接着再给出1位或2位二进制位，称做结束位。接收端收到结束位后，表示一个数据字符传送结束。这样，在异步传输时，每个字符是分别同步的，即字符中的每个二进制位是同步的，但字符与字符之间的间隙长度是不固定的。 异步传输的特点：将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的 从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主
异步传输，英文名AsynchronousTransfer Mode，ATM，是实现B-ISDN的一项技术基础，是建立在电路交换和分组交换的基础上的快速分组交换技术。ATM的主要特点是面向连接;采用小的、固定长度的单元(53字节);取消链路的差错控制和流量控制等，这些措施提高了传输效率。。ATM 的突出优点是可以为每个虚连接提供相应的服务质量(QOS)，可以有效地支持视、音频多媒体传输，包括语音、视频和数据等;另外，ATM可以实现局域网和广域网的平滑无缝连接。 [2] 异步传输一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一 异步传输 字符代码时，前面均加上一个“起”信号，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一个“止”信号，其长度为1或者2个码元，极性皆为“1”，即与信号极性相同，加上起、止信号的作用就是为了能区分串行传输的“字符”，也就是实现了串行传输收、发双方码组或字符的同步。 综上所述，同步传输与异步传输的简单区别：1、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。 2,异步传输的单位是字符，而同步传输的单位是帧。
同步技术 一、同步技术的定义： 同步技术即调整通信网中的各种信号使之协同工作的技术。诸信号协同工作是通信网正常传输信息的基础。 二、同步技术的分类： 按照同步的功能来分，同步可以分为载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步（通信网中用）等四种。 （一）载波同步 1、定义 当采用同步解调（相干检测，它的基本功能就是完成频谱的线性搬移，但为了防止失真，同步检波电路中都必须输入与载波同步的解调载波。）时，接收端需要提供一个与接收信号载波同频同相的相干载波，而这个相干载波的获取就称为载波提取，或称为载波同步。 2-1 2、提取方法 载波同步一般有两类方法：一类是直接提取法（自同步法），一类是插入倒频法（外同步法）。 （1）直接提取法（自同步法） 定义： 是从接收到的有用信号中直接（或经变换）提取相干载波，而不需要另外传送载波或其它倒频信号。 基本原理： 有些信号（如DSB信号、2PSK信号等）虽然本身不包含载波分量，但却包含载波信息，对该信号进行某些非线性变换以后，就可以直接从中提取出载波分量来。 提取方法： 平方变换法和平方环法、同相正交环法（科斯塔斯环） ①平方变换法和平方环法
图2-2平方变换法提取载波 图2-2即为平方变换法提取载波，为了改善性能，可以在平方变换法大的基础上，把窄带滤波器用锁相环替代，构成如图2-3所示的方框图，这就是平方环法提取载波。 图2-3平方环法提取载波 由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波性能，因此平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，因而得到广泛的应用。 ②同相正交环法（科斯塔斯环） 图2-4同相正交环法提取载波 同相正交环法（科斯塔斯环）是利用锁相环提取载波的另一种常用方法，由于加到上下两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器的输出信号和它的正交信号，因此常称这种环路为同相正交环，有时也被称为科斯塔斯环（Costas）环。如图2-4所示。 （2）插入倒频法（外同步法） 定义： 是在发端发送信息码元的同时，再发送一个（或多个）包含载波信息的倒频信号，并且要求这个倒频信号不随传播的信息变换，在接收端根据倒频信号提取载波。即发端除了发送有用信号外，还在适当的位置上插入一个供接收端恢复相干载波之用的正弦波信号（这个信号通常称为导频信号）。
针对数字系统的设计，我们经常会遇到复位电路的设计，对初学者来说不知道同步复位与异步复位的区别与联系，今天我对这个问题简要的阐述下，希望对初学者有一定的参考意义，若有不正确的地方愿大家明示。 同步复位原理：同步复位只有在时钟沿到来时复位信号才起作用，则复位信号持续的时间应该超过一个时钟周期才能保证系统复位。 异步复位原理：异步复位只要有复位信号系统马上复位，因此异步复位抗干扰能力差，有些噪声也能使系统复位，因此有时候显得不够稳定，要想设计一个好的复位最好使用异步复位同步释放。 同步复位与异步复位的优劣：异步复位消耗的PFGA逻辑资源相对来说要少些，因此触发器自身带有清零端口不需要额外的门电路，这是其自身的优势，通常在要求不高的情况下直接使用异步复位就OK。 下面我用verilog来演示下同步复位与异步复位。 同步复位的verilog程序如下： module D_FF (
//Input ports SYSCLK, RST_B, A, //Output ports B ); //========================================= //Input and output declaration //========================================= input SYSCLK; input RST_B; input A; output B; //========================================= //Wire and reg declaration //=========================================
同步通信与异步通信区别 1.异步通信方式的特点：异步通信是按字符传输的。每传输一个字符就用起始位来进来收、发双方的同步。不会因收发双方的时钟频率的小的偏差导致错误。这种传输方式利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步。特点是：每帧内部各位均采用固定的时间间隔，而帧与帧之间的间隔时随即的。接收机完全靠每一帧的起始位和停止位来识别字符时正在进行传输还是传输结束。 2.同步通信方式的特点：进行数据传输时，发送和接收双方要保持完全的同步，因此，要求接收和发送设备必须使用同一时钟。优点是可以实现高速度、大容量的数据传送；缺点是要求发生时钟和接收时钟保持严格同步，同时硬件复杂。可以这样说，不管是异步通信还是同步通信都需要进行同步，只是异步通信通过传送字符内的起始位来进行同步，而同步通信采用共用外部时钟来进行同步。所以，可以说前者是自同步，后者是外同步。---------------------------- 同步通信原理 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不
同，通常含有若干个数据字符。 采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所 有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。 同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。 异步通信原理 异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，
在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据，否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。 1. 异步传输（Asynchronous Transmission）：异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。 异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。 异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。 2. 同步传输（Synchronous Transmission）：同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。 数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。 帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
数字通信系统中的载波同步技术研究 一、引言 在数字通信系统中解调方式可以决定数字调制系统的性能。载波恢复是数字通信系统中一个必不可少的部分，补偿了信号在传输过程中造成的频偏损害且跟踪相位。 二、载波同步信号的性能要求 载波同步系统的主要性能指标是精度、效率、相位抖动、同步建立时间等。 （一）精度 精度是指提取载波与需要的载波标准比较，相位误差应该尽量小。 （二）效率 效率指获取载波信号的过程中尽量少消耗发送功率。载波同步追求的是高效率。 （三）同步建立时间ts 同步建立时间是指从开机或失步到同步所需要的时间。为了使同步建立的更快载波同步系统要求ts越小越好。 三、频偏及载波相位误差对数字通信系统的影响 对双边带信号设，是提取的相干载波，解调器滤波后输出低频信号m’(t)为（1） 如果提取的相干载波与输入载波没有相位差，即 =0， =1，则解调输出，这时信号幅度最大。若存在相位误差，因为 <1，解调后输出信号幅度下降，信噪比下降倍，因此会使误码率增加。对2psk信号当信噪比下降倍时，这时误码率将会变为 （2） 对于单边带解调和残留边带解调而言，相位误差不仅会使信噪比下降，而且在解调器输出中会产生原基带信号的正交项，使基带信号发生畸变，这种影响将随增大而严重。 （3） 在数字通信系统中因为发送端和接收端的本振时钟不一致，用在载频和中频上的射频振荡器的频率不确定性也会引起大的频偏，不同频偏时相邻符号间不仅有固定的相位差变化，而且还会随着时间的变化额外加上某个不确定相位。星座图上表现出来的就是星座图不是在固定的几个点而是随着时间变化在旋转。 图1是用matlab工软件仿真的不同频率偏移时 -dqpsk通信系统的误码率曲线。从图1可以看出频率偏移也会导致 -dqpsk通信系统在检测时误比特率(ber)性能变差，频偏对通信系统的误码率的影响很大，为此必须在接收端补偿这个频偏，这就需要进行载波恢复，评价接收机性能的重要标准之一就是载波提取性能的好坏，为了保证信息的可靠传输，对载波相位偏移以及频率偏移的估计方法的研究具有重要意义。
同步传输和异步传输的区别 在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据，否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。 1. 异步传输（Asynchronous Transmission）：异步传输将比特分成小组进行传 送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。 异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。 异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。 2. 同步传输（Synchronous Transmission）：同步传输的比特分组要大得多。它 不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。 数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。 帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
跳频通信系统中同步技术研究 作者：李娜 来源：《现代电子技术》2011年第01期 摘要：同步技术是跳频通信系统关键技术之一。针对跳频通信系统中同步的要求，采用同步字头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。首先研究了跳频同步方法、同步信息格式和初始同步等问题，最后对同步性能进行了分析。结果表明，该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。 关键词：跳频通信；同步字头; 时间信息TOD; 同步方案；同步性能 中图分类号：TN914.41-34文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)01-0095-02 Technology of Synchronization in Frequency-hopping Communication System LI Na (Beijing HAIGE SHENZHOU Communications Technology Co. Ltd., Guangzhou HAIGE Communications Group，Beijng 100070, China) Abstract： Synchronization is one of the key technologies of FH communication. The synchronization of frequency hopping is achieved by adopting synchronization head and time of day to meet the requirement of practical development of FH communication system. The method of frequency-hopping synchronization, the format of synchronization information and the capture of synchronization are studied, and the performance of synchronization is analyzed. The results show that the FH communication system has characteristics of short synchronization time, high capture probability and low false probability. Keywords： frequency-hopping communication; synchronization head; TOD; synchronization scheme; synchronization performance 0 引言 跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段，其独特的抗干扰性能使其在军事和民用领域都得到了越来越广泛的应用。由于定时时钟相对误差、传输信道的多普勒频移等因素，跳频通信系统存在时间和频率的不确定性，为保证正常工作，建立和实现准确的跳频同步是关键［1］。 1 跳频同步方法的研究
同步机与异步机的区别
异步电机 asynchronous machine 利用气隙旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的交流电机。主要作电动机用。异步电机的转子实际转速总是低于（作电动机运行）或高于（作发电机运行）旋转磁场的转速，两者始终存在一定差异，故称异步。异步是这种电机产生电磁转矩的必要条件。由于转子绕组电流是感应而生的，所以异步电机也称为感应电机。如果旋转磁场和转子的转速分别为n s和n，则异步电机的转差率s 为 它代表转子导体与旋转磁场之间的相对运动速度。在电源电压和频率一定的条件下，转子导体中的电动势、电流及异步电机的运行状态都由转差率决定。当转差率s不同时，异步电机有3种不同的运行状态： 0＜s≤1，n S＞n≥0 电动机运行 s＜0，n＞n S 发电机运行
s＞1，n＜0 反接制动运行 同步电机-正文 电机转子的转速与旋转磁场转速相同的交流电机。同步一词因两转速相同而来。同步电机的转速(n)与电源频率(f)、电机的磁极对数(P)之间的关系为 n=f/P 一般转速单位常用转/分，因此 n=60f/P 结构同步电机的磁极一般由直流电流励磁。在小型电机中也有采用永久磁铁励磁的，称为永磁同步电动机。同步电机的磁极通常装在转子上，而电枢绕组放在定子上。因为电枢绕组往往是高电压、大电流的绕组,装在定子上便于直接向外引出;而励磁绕组的电流较小,放在转子上可以通过装在转轴上的集电环和电刷引入，比较方便。图1所示为同步电机定子和转子的典型结构。在某些特殊的小型同步电机中也有相反的情况：把磁极放在定子上，而电枢绕组放在转子上。例如同步电极的交流励磁机，其电枢绕组放在转子上,电流经过装在转子轴上的旋转整流
同步通信与异步通信有何不同？ 串口通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。 同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。如图： 单同步字符帧结构 +-----+------+-------+------+-----+--------+-------+-------+ |同步|数据|数据|数据| ... |数据|CRC1|CRC2| |字符|字符1|字符2|字符3| |字符N| | | +-----+------+-------+------+-----+--------+-------+-------+ 双同步字符帧结构 +-----+--------+------+-------+---+-------+-------+--------+ |同步|同步|数据|数据| ... |数据|CRC1|CRC2| |字符1|字符2|字符1|字符2| |字符N| | | +-----+--------+------+-------+---+-------+-------+--------+ 它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步
字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。 同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信 异步通信中，数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。 接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"（即字符帧起始位）时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。 在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。 (1)字符帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。如图： 无空闲位字符帧 +--+---+---+---+---+--+--+--+--+--+--+--+---+---+---+--+--+ |D7|0/1| 1 | 0 |D0|D1|D2|D3|D4|D5|D6|D7|0/1| 1 | 0 |D0|D1| +--+---+---+---+--+--+--+--+--+--+--+--+---+---+---+--+--+ 奇偶停起奇偶停起 校验止始校验止始 位位位位
技术研发TE C H N O LO G Y A N D M A R K ET V〇1.23,N〇.12,2016通信系统中同步技术的类型与实现方法 彭宇 (平江第一中学，湖南平江41500) 摘要：同步属于通信系统的重要部分，其性能直接影响着通信系统的运行效果，如果同步技术不到位，会影响整个通信系统的稳定性。主要针对通信系统中常用的同步技术的类型与实现方法进行分析。 关键词：通信系统；同步技术；类型；实现方法 doi：10. 3969/j.issn.1006 -8554.2016. 12.070 〇引言 同步技术对于通信系统运行的影响非常大。在各类因素的影响下，通信时收发双方需要设置在不同的地点，要想同一步调地进行工作，就需要利用通信系统的同步技术来完成。同步系统性能的好坏会直接影像整个通信系统的运行效率，如果性能不佳，甚至会给整个系统带来瘫痪性后果。同步技术有很多的种类，本文是对整个通信系统进行研究分析，讲述同步技术的方法、性能和原理及对系统性能的影响等，从而对同步技术有一个较完整和全新的认识。 1同步技术的类型和基本原理 1.1功能分类 按功能划分，同步技术主要包括载波同步、位同步、群同步和网同步几种类型。载波同步技术在通信中频带的传输采用长距离传输方式，而基带传输是短距离采用的传输方式，因此通信系统主要通过发送端来进行调制。信号中的接收调制载波与本地的载波信号达到同频同相，获取的本地载波就是载波同步。位同步技术又可以称之为元同步，它是数字通信系统中特殊存在的一种同步技术，位同步的产生是基于基带传输和频带传输的需要。所有消息在数字通信系统中都是通过位同步传送的，这是取样判决的基础。 在数字通信中，字是组成信息流的基本单位，首先字是由多个码元所形成，然后再由多个字形成句。对于多路信号而言，各路正确的信号是由接收端区分的，利用发送端的合路规律进行分路。每群头尾的标记是在数字信息流中发送端插人一些特殊码组，帮助接收端正确的分离各路信号，因此，这一技术又被称为群同步。此外，在社会的发展下，同步技术开始实现与网络通信技术的融合，网络通信是现代通信的一种手段，在通信中有很多种通信和信息传递的设备，各种不同的信息码流是通过设备产生和传送的。建立一个统一协调的系统，其目的就是将低速数字流合并成调整数字进，避免信息丢失，让整个网络系统工作能够顺利的完成。 1.2 实现分类 按照实现类型来分类，同步技术可以分为外同步法和自同步法。在外同步法中，同步信息是由专门的发送端发送，由于在传送的信息并不在导频范围内，所以其频率和功率也受到了限制。第二种方法是自同步法:专门同步的信息将不会被发送端传送出来，但是为了得到专门同步的信息，接收端会从接收到的信号中进行收集。自同步法工作效率高，抗干扰性强，但是，与外同步法相比，该种方式的接收端更加的复杂，增加了成本。 2同步技术的实现方法 目前，最为常用的方法是自同步法，采用该种方式，整个功率和带宽分配都可以通过其进行信号传输，有着广泛的应用空间，载波同步和位同步中也广泛采用了这种方法;此外，自同步 法也是群同步的采用方法，其核心内容包括几个方面:①在自 同步法中，平方变换法、同相正交环法和平方环法是自同步下 载波同步的三个组成部分，在将不直接包含载波的信号进行非 线性变换后，即可提取载波。②自同步法的主要方法就是滤波 法与锁相环法，其中，锁相环法需要在鉴相器后加数字滤波器，这样可以有效解决位同步的抖动问题。③网同步也是自同步 法的一个重要内容，由准同步、主从同步以及相互同步三种组成，准同步这种方法非常的繁琐，其运营效果关系到通信网整 体的状态和运行的状况，此外，准同步还需要保持自身时钟设 置的稳定性，确保设备自身时钟与其他设备是同步的，并将滑 码控制在规定的范围内。 3同步技术的性能指标 影响同步技术性能指标的因素多样化，为了判定这一技术 的有效性，一般采用几个性能指标进行评估:①精度、效率、同 步保持时间和同步时间是载波同步的性能指标。②相位误差、同步立时间、保持时间及同步带宽等是同步的性能指标。③群 同步的性能指标与载波同步、位同步有着很大的不同，它的性 能指标包括假同步概率、漏同步概率和平均建立时间等，正确 或错误是群同步的两种状态，两者必定会有一个存在。④时间 间隔误差、最大时间间隔误差、时延和频率准确度等是网同步 的性能指标。 4结语 同步系统对于通信系统的正常运行影响是非常大的，为了 充分发挥同步系统的作用，需要采取科学的措施提升其有效性，不断创新其理论与技术，就目前来看，我国学者已经针对同 步系统展开了深人的研究，各类专用性集成软件与多用软件已 经在市场上得到推广。但是，在科技的日新月异的发展下，通 信系统也针对同步系统提出了更高的要求，我们需要不断的进 行创新，进一步提升同步技术的稳定性。 参考文献： [1]商贺，谭志良.基于System Generator的跳频通信系统 LMS干扰对消算法实现[J].军械工程学院学报，2016 (3). [2]向春枝，崔艳.跳频通信系统的异常跳变故障检测模型仿 真[J].计算机仿真，2014(10). [3]谢轲，陈建行，高留洋，等.应用灰关联评估方法分析跳频 通信系统[J].现代电子技术，2013(7). [4]鄢茂林，蒋子刚，涂卫红.跳频通信同步信息传输的抗干 扰策略[J].电讯技术，2〇09(4). 118
异步通信”是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低（因为开始位和停止位的开销所占比例较大）。 异步通信也可以是以帧作为发送的单位。接收端必须随时做好接收帧的准备。这是，帧的首部必须设有一些特殊的比特组合，使得接收端能够找出一帧的开始。这也称为帧定界。帧定界还包含确定帧的结束位置。这有两种方法。一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束。或者在帧首部中设有帧长度的字段。需要注意的是，在异步发送帧时，并不是说发送端对帧中的每一个字符都必须加上开始位和停止位后再发送出去，而是说，发送端可以在任意时间发送一个帧，而帧与帧之间的时间间隔也可以是任意的。在一帧中的所有比特是连续发送的。发送端不需要在发送一帧之前和接收端进行协调（不需要先进行比特同步）。每个字符开始发送的时间可以是任意的t0 0 1 1 0 1 1 0起始位结束位t每个帧开始发送的时间可以是任意的以字符为单位发送以帧为单位发送帧开始帧结束 “同步通信”的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步，用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输。 同步方式是在传送一组字符前加入1个或2个同步字符SYN。同步字符后可以连续改善任意多个字符，每个字符间不需要附加位。故此传输方法效率较高，但双方要事先约定同步的字符个数及同步字符代码,且中间传输有停顿时会失去同步，造成传输错误。 串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。 串行通信的分类 串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。 同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。 它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信 异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。 接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"（即字符帧起始位）时，确定发送端已开
套接字简介：套接字最早是Unix的，window是借鉴过来的。TCP/IP协议族提供三种套接字：流式、数据报式、原始套接字。其中原始套接字允许对底层协议直接访问，一般用于检验新协议或者新设备问题，很少使用。 套接字编程原理：延续文件作用思想，打开‐读写‐关闭的模式。 C/S编程模式如下： ?服务器端： 打开通信通道，告诉本地机器，愿意在该通道上接受客户请求——监听，等待客户请求——接受请求，创建专用链接进行读写——处理完毕，关闭专用链接——关闭通信通道（当然其中监听到关闭专用链接可以重复循环） ?客户端：打开通信通道，连接服务器——数据交互——关闭信道。 Socket通信方式： ?同步：客户端在发送请求之后必须等到服务器回应之后才可以发送下一条请求。串行运行 ?异步：客户端请求之后，不必等到服务器回应之后就可以发送下一条请求。 并行运行 套接字模式： ?阻塞：执行此套接字调用时，所有调用函数只有在得到返回结果之后才会返回。在调用结果返回之前，当前进程会被挂起。即此套接字一直被阻塞在网络调用上。 ?非阻塞：执行此套接字调用时，调用函数即使得不到得到返回结果也会返回。套接字工作步骤： ?服务器监听：监听时服务器端套接字并不定位具体客户端套接字，而是处于等待链接的状态，实时监控网络状态 ?客户端链接：客户端发出链接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此客户端套接字必须描述服务器端套接字的服务器地址与端口号。 ?链接确认：是指服务器端套接字监听到客户端套接字的链接请求时，它响应客户端链接请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发送给客户端，一旦客户端确认此描述，则链接建立好。而服务器端的套接字继续处于监听状态，继续接受其他客户端套接字请求。
同步通信和异步通信 串行通信的数据是逐位传送的，发送方发送的每一位都具有因定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还要确定一个信息组的开始和结束。为此，串行通信对传送数据的格式作了严格的规定。不同的串行通信方式具有不同的数据格式。下面简单介绍一下常用的两种基本串行通信方式：同步通信和异步通信及其数据传送格式。 同步通信 所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。 同步通信把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于发送和接收的双方采用同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。 同步通信要求在传输线路上始终保持连续的字符位流，若计算机没有数据传输，则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充。 同步通信传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通信传的数据有几十到几千个字节，通信效率较高。但它要求在通信中保持精确的同步时钟，所以其发送器和接收器比较复杂，成本也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。 用于同步通信的数据格式有许多种， (a)单同步格式，会送一帧数据仅使用一个同步字符。当接收端收到并识别出一个完整同步字符后，就连续接收数据。一帧数据结束，进行CRC校验。 同步字符数据CRC1 CRC2 (b)双同步字格式，这时利用两个同步字符进行同步。 同步字符1 同步字符2 数据CRC1 CRC2 (c)同步数据链路控制(SDC)规程所规定的数据格式。 标志符01111110 地址符8位数据CRC1 CRC2 标志符01111110 (d)则是一种外同步方式所采用的数据格式。对这种方式，在发送的一帧数据中不包含同步字符。同步信号SYNC通过专门的控制线加到串行的接口上。当SYNC一到达，表明数据部分开始，接口就连续接收数据和CRC校验码。 数据场CRC1 CRC2 (e)高级数据链路控制(HDLC)规程所规定的数据格式。它们均用于同步通信。这两种规程的细节本书不做详细说明。 标志符01111110 地址符8位控制符8位数据CRC1 CRC2 标志符01111110 CRC(cyclic redundancy checks)的意思是循环冗余校验码。它用于检验在传输过程中是否出现错误，是保证传输可靠性的重要手段之一。 异步通信 异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。 异步通信规定字符由起始位(start bit)、数据位(data bit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stop bit)组成。起始位表示一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步。停止位则表示一个字符的结束。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)（注意：异步通信中的“帧”与同步通信中“帧”是不同的，异步通信中的“帧”只包含一个字符，而同步通信中“帧”可包含几十个到上千个字符）。在传送一个字符时，由一位低电平的起始位开始，接着传送数据位，数据位的位数为5~8。在传输时，按低位在前，高位在后的顺序传送。奇偶校验位用于检验数据传送的正确性，也可以没有，可由程序来指定。
摘要：目前，随着同步电机在调速性能方面的逐渐改善，已在大容量变频调速领域内广泛使用。在高速列车上，法国率先采用同步牵引电机，它的功率因数可接近1，解决了异步电机功率因数低的问题。本文针对同步电机和异步电机在轨道调速系统中的差异进行了分析。 关键词：同步电机；异步电机；功率因数；变频调速； 1．引言 随着同步电机的调速性能和控制精度的提高，同步电机在高速列车的牵引传动领域中也逐渐占据一席之地，例如，法国TGV的牵引电机采用的都是同步电机。 由于异步电机功率因数低（基本都在0.9以下）是一个很难克服的缺陷，而同步电机理想功率因数可以到达1，例如法国TGV的功率因数可以达到0.99，除此以外，同步电机还有容量大、转速恒定等优点，因此，同步电机在牵引传动领域中还有很大的发展空间。 同步电动机在调速系统中的缺点正逐渐被解决，例如现在通常采用永磁同步电机，避免同步电机的励磁装臵引发的问题和增加的维护工作量。但是，同步电机在调速方面略逊于异步电机，且结构较复杂，成本较高，因此，异步电机在牵引传动领域仍占优势。 2．感应电机的工作原理 定子中通以三相电流产生旋转磁场，由于感应电机的转子绕组是
自行闭合的绕组，根据电磁感应原理，转子绕组中会产生感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩。正常情况下，感应电机的转子转速总是略低或略高于旋转磁场的转速。感应电机的运行状态与转差率有关，s>1为电磁制动状态，0 同步和异步的区别集锦 通俗版: 举个例子：普通B/S模式（同步）AJAX技术（异步） 同步：提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回这个期间客户端浏览器不能干任何事 异步: 请求通过事件触发->服务器处理（这是浏览器仍然可以作其他事情）->处理完毕 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 同步就是你叫我去吃饭，我听到了就和你去吃饭；如果没有听到，你就不停的叫，直到我告诉你听到了，才一起去吃饭。 异步就是你叫我，然后自己去吃饭，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃饭。 所以，要我请你吃饭就用同步的方法，要请我吃饭就用异步的方法，这样你可以省钱。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 举个例子打电话时同步发消息是异步 综述版: 异步通信”是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低（因为开始位和停止位的开销所占比例较大）。 异步通信也可以是以帧作为发送的单位。接收端必须随时做好接收帧的准备。这是，帧的首部必须设有一些特殊的比特组合，使得接收端能够找出一帧的开始。这也称为帧定界。帧定界还包含确定帧的结束位置。这有两种方法。一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束。 LED同步和异步卡区别 异步卡：脱机控制。在电脑上将编辑好的内容发送到异步卡中。由异步卡控制显示。 最大控制点数524,288点。横向最大控制点数4096，纵向最大控制点数512。横向点数乘以纵向点数的点的总数不能超过524,288。 连接方式： 异步卡和转接卡都装在LED显示屏中。 传输距离：RS-232（理论传输距离120米），实际稳定传输距离60米。 RS-485 1200米，需要配RS-232—RS-485转换器。 优点：可以脱机使用。电脑将编辑好的内容通过RS-232或RS485接口发送到异步卡，电脑关闭或使用其他软件对显示屏没影响。 缺点：存储节目内容有限，显示特效比较少，编辑内容不方便。图片显示效果比较差，不支持流媒体（视屏）播放。 计算机配置要求：Intel PIII 1.2G以上，内存128M或以上，一个COM口 同步卡：联机控制。将电脑显示屏上显示的内容发送到LED显示屏上去。LED显示屏上和电脑显示屏上显示的内容同步。发送卡最大像素1280x1024，接收卡最大像素1280x512。就是说如果长度超过1280或宽度超过512要另加一块接受卡。 连接方式：显卡要求有DVI输出，显卡插到计算机主板中的AGP插槽中。发送卡插到PCI 插槽中，接收卡和转接卡装到LED显示屏中。发送卡和接受卡之间用超5类网线。 传输距离：超五类网线：100米 多模光纤：500米 单模光纤：10公里 优点：存储节目内容不限（取决于计算机硬盘空间），显示特效多，节目内容编辑方便，图片显示效果好，支持动画，流媒体（视屏）播放。可播放电视（需电视卡支持）。 缺点：LED屏播放时需要计算机一直运行。 建议：面积比较大（3平方以上）的LED显示屏用同步卡控制系统。 计算机配置要求：建议用台式机，需要具备独立显卡、带PCI插槽主板。同步和异步的区别
LED同步和异步卡区别
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