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第11章_同步原理190626

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同步的原理

同步的原理

同步的原理同步，顾名思义就是指两个或多个物体在时间上保持一致的状态。

在日常生活中，我们经常听到“同步”这个词，比如同步跳水、同步舞蹈等，这些都是指多个人或物体在某种动作或状态上保持一致。

而在科技领域中，同步更多的是指数据、信息或信号的同步传输。

那么，同步的原理是什么呢？首先，我们需要了解同步的基本概念。

同步传输是指发送端和接收端的时钟信号保持一致，以便在数据传输过程中能够正确地识别和接收数据。

在数字通信中，时钟信号的同步是非常重要的，因为如果发送端和接收端的时钟信号不一致，就会导致数据传输错误，甚至丢失部分数据。

同步的原理主要包括时钟同步和数据同步两个方面。

时钟同步是指发送端和接收端的时钟信号保持一致，而数据同步则是指在时钟同步的基础上，保证数据的正确传输和接收。

时钟同步通常采用一些特定的协议和算法来实现，比如网络时间协议（NTP）、精密时间协议（PTP）等，这些协议和算法能够确保发送端和接收端的时钟信号保持一致，从而实现数据的准确传输。

数据同步则是通过一些校验和纠错技术来实现的。

在数据传输过程中，可能会出现一些误码或丢失的数据，为了保证数据的完整性和正确性，需要对数据进行校验和纠错。

常见的校验和纠错技术包括循环冗余校验（CRC）、海明码等，这些技术能够在一定程度上保证数据的正确传输和接收。

除了时钟同步和数据同步，同步的原理还涉及到信号的传输和接收。

在数字通信中，信号的传输和接收是通过一定的编码和解码技术来实现的，编码技术能够将原始数据转换成适合传输的信号，而解码技术则能够将接收到的信号还原成原始数据。

这些编码和解码技术对于数据的同步传输至关重要，它们能够确保数据在传输过程中不发生失真和错误。

总的来说，同步的原理是通过时钟同步、数据同步和信号的编码解码来实现的。

时钟同步保证了发送端和接收端的时钟信号保持一致，数据同步保证了数据的正确传输和接收，而编码解码技术则保证了信号的正确传输和接收。

这些原理共同作用，确保了数据、信息或信号在传输过程中能够保持一致和正确，从而实现了同步传输的目的。

通信原理第六版课后答案樊昌信

通信原理第六版课后答案樊昌信

通信原理第六版课后答案樊昌信第一章简介1.1 概述通信原理是一门研究信息传递的基本原理和方法的学科。

本章主要介绍了通信系统的基本结构和组成部分，以及通信系统的基本原理、分类和性能指标。

1.2 通信系统的基本结构通信系统由信息源、信源编码器、发送器、信道、接收器、信道解码器和信息目的地组成。

信息源能产生符合人类感知的信息，信源编码器将信息源产生的信息进行源编码，发送器将源编码后的信息通过信道传输给接收器。

1.3 通信系统的基本原理通信系统的基本原理包括信源编码、信道编码、调制和解调、传输和接收等几个方面。

信源编码是将信息源产生的信息进行编码，以提高信息的传输效率和可靠性；信道编码是为了提高通信系统在信道中传输时的抗干扰性和纠错能力；调制和解调是将数字信号转换为模拟信号以及将模拟信号转换为数字信号的过程；传输和接收是指通过信道传输和接收信息的过程。

1.4 通信系统的分类通信系统可以分为有线通信系统和无线通信系统。

有线通信系统主要通过有线媒介传输信息，如光纤通信系统和电力线通信系统等；无线通信系统则主要通过无线电波传输信息，如移动通信系统和卫星通信系统等。

1.5 通信系统的性能指标通信系统的性能指标包括传输速率、频谱利用率、误码率、误差概率、信噪比等。

传输速率是指单位时间内传输的比特数；频谱利用率是指在给定带宽内传输的比特数；误码率是指传输中出现错误比特的比例；误差概率是指在解调和解码过程中出现错误的比例；信噪比是信号功率与噪声功率之比。

第二章信号与系统2.1 信号的定义和分类信号是随时间、空间或其他变量而变化的物理量。

根据信号的分类标准，信号可以分为连续信号和离散信号、周期信号和非周期信号、模拟信号和数字信号等。

2.2 系统的定义和性质系统是对输入信号进行处理并产生输出信号的装置或算法。

系统可以分为线性系统和非线性系统、时不变系统和时变系统、因果系统和非因果系统等。

2.3 信号的时域分析信号的时域分析主要是对信号在时间上的变化进行分析。

第11章_同步原理[1] (2)

第11章_同步原理[1] (2)

问题：窄带滤波器不易实现。 改进：用PLL（锁相环）代替。
二分频 载波
输出
输入已 平方律 调信号 部 件
锁相环
PD
载波输出
LP
VCO 二分频
好处：窄带、跟踪、记忆、维持。
载波跟踪环
讨论：平方环适于DSB，2PSK、2DPSK [ m2 (t) k ]； 问题：二分频电路提取出的载波存在π相位模糊问题。
f 2 (t) 1 22
f 2 (t) cos 20t
注：虽f(t)中无直流分量，但f 2(t)=1却有直流分量，故e(t)中第
二项包含有2ω0频率分量，经窄带滤波器可获成分： 2ω0
二分频，得: cos0t
2020/9/24
通信原理
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第11章 同步原理
输入已 调信号
平方律
2fc 窄带
部 件 e(t) 滤波器
2020/9/24
通信原理
8
第11章 同步原理
用PLL提取本地载波的原理框图:
s(t) 带通滤波器
鉴相器
环路滤波器
参考载波 压控振荡器
sc(t)
好处：窄带、跟踪、记忆、维持。
图11-8
2020/9/24
通信原理
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第11章 同步原理
二、 直接法（自同步法） －－无辅助导频时的载波提取。
思路：DSB信号虽不含载波分量，但对该信号进行某种非线性变 换（如：平方）后－－派生新的频率分量，就可从中提取同步 信息。
2020/9/24
通信原理
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第11章 同步原理
13.1 引言
同步：解决信号传输的时间基准问题，以保证收发两端的设备 在时间上步调一致的工作。 分类：

通信原理(第六版)樊昌信曹丽娜课后答案

通信原理(第六版)樊昌信曹丽娜课后答案

通信原理(第六版)课后习题答案第一章绪论1-1没奨文字母总出视笛⅛S率为O 105, X 的槪奉为0.002,试求总和Jr的信息量“解:I S— IQg 2 —= IOg ? —-—- 3.25 bii> S S 2P 5 1 0.105I X = Iog a—= IOg 2——-——=8.97bitT f30 0021∙2某信息源的符号集由査BCD和E组成，设每一符号独立出现其出现概率分别再1招，1/8» l/Et 3/1, 5/16-试求该信息源苻号的平均信息量Il解：平均信息量H = ~∑Fx) IOg 2 Fu i)J-I1 I 1 I i 1 1 I 1 3 I 3 5 I5=_ —log 3—_ —1Og a———log 3—- Io I g a----------------------------------- ——IGg 3-------4 2A8 e28 S 2 8 16 3 16 16 62 16=2.23 WW 号1-3设有四个消息乩B、C、D分别以M率1练1煤1/& 1门传送4消息的Lt®是相互独立Kh试计算其平均信息量*解：平均信息量j v = -∑¾)iog2¾)i-11.方竝/符号14—个由字母点PCD组成的宇，对于传输的毎一字母用二进制脉冲编码，00代替钉1 代替代替CJl代替D行个脉沖宽度为5沁Ii)不同的字母等可能版时.试计算传输的平均信息速率；⑺若环字母出现的等可能性分删为凡=1∕5∕>%Pe咫防剂W试计算传输的平均信息速率II解:(1X≡→ 字母对应两个二≡制脉沖,属于四进》」符号,故一b字母的持貓间为2× ‰τ 传送字母的符号速率为=——J—=IOO^刖2x5xl0^j等概时，平均信息速率& = Iog2 4 = 200⅛∕s(2)每个符号平均信息量为4 1 Il II 13 3H = -ZRTE=--L IOg 2---Iog3 --^IQg ,---Iog2- h 5 5 4 a 44 2 4 10 3IO=1.985 to/W 号平均信息速率肮=R M H =100xl.9S5 = 198 5⅛∕ff1-5国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续3单位的电流脉冲表示，点用持续1个单位的电流脉沖表示]且划出现的概率是点出现的嘅率的1/3.⑴求点和划的信®⅛(2)求点和划的平均信S⅛≡解⑴由己知条件划出现的概率是点出现的概率的1/3,即P^∖β P2且Λ+⅛L 所以尸尸1砂Pj=3∕4划的信息量Z l= -IOS3- = 2⅛⅛43点的信息量厶=-Iog 2 - = 0-415⅛ii(2)平均信息量^ = ^XO.415+-^-x2 = 0.31驗/符号M某离散信忌獅出忌心…杯个不同的符号.符号逋率为如迥苴中4个符号出现概率为尸(殆=巩再)= IJg Pg = 1∕3>Fg= IM其余符号等概出现。

同步原理

同步原理

第八章 同步原理8.1 载波同步8.1.1 插入导频法在DSB 信号中插入导频时，导频的插入位置应该在信号频谱为零的位置。

图8.1-1所示为插入导频的一种方法.。

插入的导频并不是加入调制器的载波，而是将该载波移相π/2的“正交载波”。

8.1.2 非线性变换—滤波法图8.1-4为DSB 信号采用平方变换法恢复载波的框图,(a)平方变换法,(b)平方环法。

设输入信号 经平方律部件后 cos (+))(图8.1-4 平方变换法提取载波的框图经中心频率为2ω0的带通滤波器后输出为若图８.1-4(a)中的窄带滤波器改用锁相环(PLL)，即得到图８.1-4(b)所示的平方环法。

８.1.3 同相正交法(科斯塔斯环)利用锁相环提取载波的另一种常用的方法是采用同相正交环,也称科斯塔斯环(Castas)，其方框图如图8.1-5所示。

图8.1-5 科斯塔斯环法的载波提取)θω(00=t f S t t DSB )2θt (t)cos(2ω21(t)21)θt (ω(t)cos (t)00220022++=+=f f f e )2θt (2ωcos (t)21002+f ϕDSB(a)ϕDSB (b)(8.1 - 4)(8.1 - 5)218图8.1-6 四相Castas 环法提取载波8.1.4 载波同步系统的性能一、稳态相差△ϕ二、随机相差三、建立时间和保持时间图8.1-7载波同步的建立与保持8．2 位 同 步8.2.1 插入导频法位同步的导频要插在基带信号频谱的零点处，以便提取，如图8.2-1(a)所示。

如果信号经过相关编码，其频谱的第一个零点在f =1/2T，插入导频也应在1/2T 处，如图8.2-1(b)所示.图8.2-1 插入导频法频谱图f219移相电路是为了纠正窄带滤波器引起导频相移而设的。

图8.2-2 插入位定时导频接收方框图8.2.2 自同步法一、非线性变换—滤波法 1．微分整流法图８.2-3(a)为微分整流滤波法提取位同步信息的电原理框图。

第10章同步原理

第10章同步原理
30
小结
2. 载波提取就是在接收端产生一个与发送端 同频同相的载波信号，讨论的是载波； 3.位同步信号的提取就是在接收端产生或获 取与接收到的码元重复频率和相位一致的定 时脉冲序列，讨论的是发送码元； 4.在接收端产生或获取与“字”、“句”起 止时刻相一致的定时脉冲序列或标志的过程 称为群同步或帧同步。
一.引言
1.位同步与载波同步的区别：模拟通信没 有位同步，数字通信一般都有位同步；位 同步信号从基带中提取，特殊情况在频带 中提取，而载波同步一定在频带中提取。
19
2.对位同步信号的要求： (1)使收端的位同步脉冲频率和发送端的 码元速率相同。 (2)使收端最佳判决时对接收码元作抽样 判决。 3.位同步方法的分类：直接法和插入导频法。 直接法中也分滤波法和锁相法。

但对2PSK和2DPSK等数字调制信号，在fc附近 频谱很大，故在调制前需先对基带信号进行相 关编码。

5
0
fc fm
fc 导频
fc f mf6来自m(t )相乘调制
带通
相加
输出 u0 (t )
~
ac sin c t
90 相移
插入导频法发端方框图
7
插入导频法收端方框图
u0 (t ) 带通 相乘器
e(t )
2 fc 窄带滤波器
二分频
载波输出
2 m (t ) 1 2 2 2 e(t ) m (t ) cos ct m (t ) cos 2ct 2 2
10
（2）平方环法 为了改善平方变换的性能，可以在平方变换的 基础上，把窄带滤波器改用锁相环，这就变成了 平方环法。
输入已调 信号
止 起 1 2 3 4 5 止
1

同步性原理

同步性原理同步性原理是指在多个系统或组件之间保持一致的工作状态和数据流动的原则。

在计算机科学和工程领域，同步性原理是非常重要的，它涉及到多线程、分布式系统、并行计算等方面。

在这篇文档中，我们将深入探讨同步性原理的概念、应用和实现方式。

首先，让我们来了解一下同步性原理的基本概念。

同步性原理是指在多个系统或组件之间协调动作，保持一致的状态。

在计算机系统中，同步性原理通常涉及到多个线程或进程之间的协作，以及多个节点之间的数据同步。

通过同步性原理，我们可以确保系统的稳定性、可靠性和一致性。

在实际应用中，同步性原理有着广泛的应用。

比如在操作系统中，多个进程之间需要进行同步操作，以避免资源竞争和数据不一致的问题。

在分布式系统中，不同节点之间需要进行数据同步，以确保系统的一致性。

在并行计算中，多个处理器需要进行同步操作，以协调计算任务的执行顺序。

为了实现同步性原理，我们可以采用多种方法。

比较常见的方法包括使用锁、信号量、条件变量等同步机制。

锁可以用来保护临界区，避免多个线程同时访问共享资源。

信号量可以用来控制资源的访问权限，确保多个进程之间的协调。

条件变量可以用来实现线程之间的等待和通知机制，以实现线程的同步操作。

除了同步机制之外，我们还可以利用消息传递、事件驱动等方式实现同步性原理。

消息传递可以用来在不同节点之间传递数据和通知，实现数据的同步。

事件驱动可以用来触发和响应事件，实现系统的协调和同步。

总的来说，同步性原理是计算机系统中非常重要的概念，它涉及到多个系统或组件之间的协作和数据同步。

通过合理的同步机制和方法，我们可以确保系统的稳定性和一致性。

在实际应用中，我们需要根据具体的场景和需求，选择合适的同步方法和技术，以实现系统的高效运行和可靠性。

综上所述，同步性原理是计算机科学和工程领域中非常重要的概念，它涉及到多个系统或组件之间的协作和数据同步。

通过合理的同步机制和方法，我们可以确保系统的稳定性和一致性，实现高效的系统运行。

同步系统工作原理

同步系统工作原理同步系统工作原理 (1)第一节：问题的提出 (1)第二节：同步盒的工作原理 (2)2.1如何跟踪 (2)2.2如何实现多产品跟踪 (3)第三节：同步系统框架 (3)第四节：具体实现方法 (4)4.1相机和采集卡介绍 (4)4.2同步盒具体实现 (5)第五节：技术要点 (6)第一节：问题的提出在印刷品表面检测领域，产品（被检测的纸张）在走过吸风皮带的过程中被相机拍照，相机所拍的图像经处理后计算出好坏品信息。

当产品走到翻板处时，如果是坏品，将翻板打开，坏品落下，进入到坏品仓；如果是好品保持翻板不动作，产品正常走过去进入到好品仓。

第一个问题：相机拍照后的图像是如何进行处理的？答：相机拍照后的图像是通过线缆传输到IPU（image process unit），由IPU处来处理的。

一般来说一个IPU就是一台工控机。

第二个问题：从上图可以看到一共用了三个相机，就是说需要有三个IPU来处理数据，对应于三台工控机，那这三台工控机是由谁来决定产品好坏呢?答：三个相机分别用不同的角度来拍摄产品，用来检测产品的不同方面，只要有一个IPU检测出图像是坏品，这张产品就是坏品。

这三个IPU在处理完图像以后，要将处理结果汇总到ICW（Image Control Workstation），由ICW来决定这张产品的好坏。

ICW有时候是一台单独的工控机，有时候是一台IPU所占用工控机上的一个进程。

第三个问题：既然用ICW来决定产品的好坏的，那是不是由ICW来控制翻板打开呢?答：ICW只是用来对产品的信息进行综合的，它不知道产品是不是走到了剔废口。

第四个问题：那谁知道产品的准确位置信息呢？答：系统设计了一个叫做同步盒的设备，用来对产品的位置进行跟踪。

在皮带高速转动的过程中，同步盒实时记录吸风皮带上每一个产品的具体位置。

当产品走到相机正下方时，控制相机对图像进行拍照，当产品走到剔废口时，如果是坏品，将产品剔下去。

第二节：同步盒的工作原理上节讲到了，同步盒是用来实时记录产品的具体位置的，也就是说用来跟踪产品的，那这个跟踪功能是如何实现的呢?2.1如何跟踪借助了两样东西，定位传感器和增量式旋转编码器。

《通信原理》第6版课后习题答案-樊昌信_曹丽娜

查看参考答案
o o
o
7-8 在 2ASK 系统中，已知码元传输速率 RB 2106B，信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度
n0 61018W / HZ ，接收端解调器输入信号的峰值振幅a 40V 。试求：
（1）非相干接收时，系统的误码率； （2）相干接收时，系统的误码率。
查看参考答案
o
7-11 若某 2 FSK 系统的码元速率 Rb 2106 B ,发送“1”符号的频率 f1 为 10 MHz ，发送“0” 符号的频率 f2 为 10.4 MHz ,且发送概率相等。接收端解调器输入信号的峰值振幅 a 40V ，信 道加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0 61018W / Hz ，试求： （1）2 FSK 信号的第一零点带宽； （2）非相干接收时，系统的误码率； （3）相干接收时，系统的误码率；
确定该单边带信号的表达式，并画出频谱图
5
解：
Ni 2 2 f m Pn ( f ) 10W
______
Si
A2 2
m2 (t) 2
10 103
40 103
50 103W
______
其中 m2 (t) 10 103 , A2 40 103
2
2
Si 5000 Ni
________
S0 m2 (t) 2 10 103 2000
i
Ts
Ts
-4π/Ts
-π/Ts
π/Ts
4π/Ts
由图可见 2 , H ( 4 i) C ，所以不能消除抽样点上的码间干扰
Ts i
Ts
(2) RB
B
2B2,3T但s ,是RB不为T2整s ，数R倍B ，34所B以，不能消除抽样点上码间干扰

苗长云 现代通信原理第二版配套课件 第十章 同步原理

第11章 同步原理 章
内容简介： 内容简介：
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 载波同步 位同步 帧同步 跳频信号的同步 网同步
天津工业大学 信息学院
《通信原理》
四种同步： 四种同步：
（1）载波同步：从接收信号中提取与调制方同频同相 ）载波同步： 的载波的过程。 的载波的过程。 （2）位同步：数字通信系统中，接收方抽样判决时需 ）位同步：数字通信系统中， 要的同步信号。 要的同步信号。 或每个“ 的同步， （3）帧同步：每个“字”或每个“句”的同步，象标 ）帧同步：每个“ 点一样表示“ 的起止时刻。 点一样表示“字”或“句”的起止时刻。 （4）网同步：为了保证通信网各点之间可靠地进行数 ）网同步： 字通信， 字通信，必须在网内建立一个统一的时 间标准。 间标准。
2
3. 插入正交载波的原因 若不插入正交载波， 若不插入正交载波，则：
u 0 ( t ) = A m ( t ) cos ω c t + A cos ω c t
∴
u (t ) = u0 (t ) cos ωc t = [ Am(t ) cos ωc t + a cos ωc t ] cos ωc t 1 + cos 2ωc t = A[1 + m(t )] 2
载波输出
SDSB (t)
(
。)2
LPF
VCO
二分频 PLL
二次分频电路将使载波有 将使载波有180°的相位模糊，它是由分频器引起的。 注：二次分频电路将使载波有 °的相位模糊，它是由分频器引起的。一 般的分频器都由触发器构成，由于触发器的初始状态是未知的， 般的分频器都由触发器构成，由于触发器的初始状态是未知的，分频器 末级输出的波形(方波 相位可能随机地取 末级输出的波形 方波)相位可能随机地取“0”和“π”。它对模拟信号影 方波 相位可能随机地取“ 和 。 响不大，而对于 信号， 响不大，而对于2PSK信号，由于载波相位的模糊将会造成解调判决的 信号 失误。 失误。
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f 2 (t) 1 22
f 2 (t) cos 20t
注：虽f(t)中无直流分量，但f 2(t)却有直流分量，故e(t)中第二
项包含有2ω0频率分量，经窄带滤波器可获成分： 2ω0
二分频，得: cos0t
2020/6/8
通信原理
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第11章 同步原理
输入已 调信号
平方律
2fc 窄带
部 件 e(t) 滤波器
要求：节拍一致，相位可调 帧（群）同步：在数字通信系统中，接收端只有准确地 区分开各个字、句和段，才能正确地恢复出原始信息和数据。
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通信原理
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第11章 同步原理
方法: 外同步法:
外加专门同步信号来传输，即为了传输独立的同步信号， 需要付出额外的传输功率和频带。 内同步法(自同步法)：
s2(t) s3(t)
隔直
s2(t) 窄带滤波 s3(t) 脉冲形成 s4(t)
(a) 原理框图
t
t t t t
图11-22 示意图
数字已调信号经过 信道的带限和接收 端BPF后，在码元 转换时刻有很大的 畸变，包检、隔直 后，可得到单极性 的归零码。
s4(t)
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(b) 对应点工作波形
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通信原理
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第11章 同步原理
1、平方变换法和平方环法
发端：设调制信号中无直流分量，则DSB信号
s(t) f (t) cosct
收端：
平方变换法模型：
输入已 调信号
无载波分量。
平方律
2f0窄带
部 件 e(t) 滤波器
f (t) 0
二分频 载波 输出
经平方律部件后:
e(t)
f 2 (t) cos2 0t
φ≠0，x(t)将衰减 cosφ倍。
●对模拟信号，相当于功率下降cos2 φ倍：S/N↓；
●对数字信号，相当于能量下降cos2 φ倍。
例：
2PSK ：
Pe
1 2
erfc
r
修正为：
Pe
1 2
erfc（
r cos）
（11.3-19）
2020/6/8
通信原理
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第11章 同步原理
*2. 同步建立时间和保持时间
解决？
2020/6/8
通信原理
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第11章 同步原理
2、同相-正交环法（科斯塔斯环）
模型：
mtcos ct
输入已调 信号
同相载波 正交载波 双PLL环
v3 载波输出 v1
2相移
v2பைடு நூலகம்v4
LPF VCO LPF
v5 解调输出 LP v7
v6
目标：只需证得v7∝θ(载波相位差)。
v3
v4
m t cosct c1os442ct443
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通信原理
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第11章 同步原理
模型：
f(t)
× BPF
cosω0t
f0
- /2 相移
s(t)
asinω0t
图11-6 插入导频法发端原理框图
数学分析：
BPF
sp(t)
×
LPF
s0(t)
sinω0t cosω0t
f 0窄带 / 2 滤波器 相移
图11-7 插入导频法收端原理框图
发端： s(t) f (t)cos0t a sin0t
tc 0 ln k （11.3-23）
●同步建立时间和同步保持时间相互矛盾。
2020/6/8
通信原理
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第11章 同步原理
11.4 位同步（码元同步）
目的：在收端产生一个与发射端码序列节拍一致、相位可调的同步 脉冲序列，供抽样判决或其它需要。
11.4.1 位同步的方法
同样分为插入导频法和直接提取法。
●由于“窄滤”通带很窄，所以要求载波频率或导频相对于 窄带滤波器的中心频率不能有漂移，否则这会使解调质量大大 降低。为此，---希望：
●找到中心频率能跟随输入频率作相应变化的窄带滤波器， 这可用锁相环 （PLL）来实现。
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第11章 同步原理
用PLL提取本地载波的原理框图:
s(t) 带通滤波器
s(t)
(a) 原理框图
t
T
2T
3T
4T 5T
6T
s1(t)
s2(t)
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s3(t) s4(t)
s5(t)
(b) 对应点工作波形
图11-21 带限整流法提取位同步信号的示意图 通信原理
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第11章 同步原理
3、包络检波法----窄带调制信号的位同步提取
s(t) 包络检波 s1(t) s(t) s1(t)
取参考载波。
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通信原理
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第11章 同步原理
11.3.1 载波同步的方法 一 、 插入导频法
适用：不包含载频分量的信号：DSB、SSB、2PSK、2DPSK。 原理：
S ( )
0 0 f
0 0 f
Sc ()
导频
图11-5 DSB信号的“正交载波”插入法
注：插入导频为“正交载波”－－与加在调制器的那个载波移 相90°。
通过变换，从传输的数字信号中直接提取。
本章要求： 掌握载波、位、群同步的工作原理和获取方法。 性能及影响作一般了解。
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通信原理
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第11章 同步原理
11.3 载波同步
获取方法： 1. 插入导频法(外同步法)： 在发送信号中专门插入一个载波分量，或者与载波的频率
及相位有关的一个信号。 2. 直接法(自同步法) ： 从接收到的已调信号中直接提取。 ●已调波中含有载波分量，直接提取； ●已调波中不包含载波分量，通过非线性变换的方法提
一、插入导频法（外同步法）： 位同步导频的插入位置应在基带信号频谱的第一零点处。
1. 单/双极性NRZ
P(f ) (a)
f
1
2
3
Tb
Tb
Tb
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含位同步导频 的基带信号
相减器
窄带滤波器
相移器
基带信号
位同步 脉冲形成 信号
图11-18 消除位导频信号的原理方框图
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第11章 同步原理
同步建立时间ts：从开始接收信号(或从系统失步状态)至提取 出稳定的载频所需要的时间。
同步保持时间tc ：从开始失去信号到失去载频同步的时间。
U
kU
t
ts
tc
图11-16 载波同步的建立和保持
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第11章 同步原理
若：载波同步电路中所需的窄带滤波器是一简单的单调谐回路
（回路振荡频率ω0和Q值已定）。则： 同步时间：在t=0时刻信号接入回路，则输出电压u(t)为：
负极性脉冲sc(t)的宽度相等，即 τ1 =τ2。此脉冲无直流分量，经 LP后，输出的直流分量即误差
信号sd(t)为零----系统处于同步状 态。sp(t)即是所要提取的位同步 信号。
●
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第11章 同步原理
2、带限整流法－－带限数字基带信号的位同步提取
s(t) 带通滤波 s1(t) 全波整流 s2(t) 隔直 s3(t) 窄带滤波 s4(t) 脉冲形成 s5(t)
v7
v5
v6
1 4
m2 t sin
cos
1 8
m2 t sin
2
上式可以近似地表示为：
v7
1 4
m2 t
好处：●载波提取、相干解调一次完成！v5; ●工作频率为fc，不是2fc，当载波频率很高时易于实现； ●无π相位模糊问题。
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第11章 同步原理
11.3.2 载波同步系统的性能及其对传输系统误码率的影响
PD 鉴相器
LP 环路滤波器
VCO 参考载波
压控振荡器
sc(t)
好处：窄带、跟踪、记忆、维持。
图11-8
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第11章 同步原理
二、 直接法（自同步法） －－无辅助导频时的载波提取。
思路：DSB信号虽不含载波分量，但对该信号进行某种非线 性变换（如：平方）后－－派生新的频率分量，就可从中提 取同步信息。
收端： sp(t) s(t)cos0t f (t)cos02t a sin0 cos0t
1 2
f
(t)
1 2
f
(t)cos 20t
1 2
a
sin
2
0
t
LPF输出：
s0 (t )
1 2
f (t)
问：可否插入不正交导频？
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第11章 同步原理
窄带滤波实现： 问题：
●理想的窄带滤波器难以实现，总有一定带宽，从而得到的 参考载波频率不可能很“干净”；
1 2
m(t) cos
1 2
m(t) cos(ct
)
LPF
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vo
(t)
1 2
m(t) cos
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第11章 同步原理
讨论：
vo
(t)
1 2
m(t) cos
希望：解调出m(t)，最好：cosφ = 1，即 φ= 0。
若 φ =0，x(t) = m(t)/2 ----正是所希望的。
U kU
0 t
t u(t)=U (1 e 2Q )cos0t （11.3-20）