【正文】 南京理工大學(xué) 電光學(xué)院通信工程系 Nanjing University of Science and Technology Department of Communication Engineering 數(shù) 字 通 信 韓玉兵 電話： 84315098 辦公室：綜合實(shí)驗(yàn)大樓 904室 Digital Communications Han Yu Bing 2載波和符號同步 ? 在數(shù)字通信系統(tǒng)中 ,為了恢復(fù)發(fā)送信息 ,必須對解調(diào)器輸出進(jìn)行周期性的抽樣 ,每個符號間隔抽樣一次 .因?yàn)樵诮邮諜C(jī)中對發(fā)送機(jī)到接收機(jī)的傳播延遲一般是未知的 ,為了對解調(diào)器輸出同步抽樣 ,必須從接收信號導(dǎo)出符號定時 . ? 發(fā)送信號的傳播延遲導(dǎo)致載波 (相位 )的偏移 ,如果檢測器是相位相干的 ,接收機(jī)必須估計(jì)這種載波 (相位 )偏移 ,必須在接收機(jī)中導(dǎo)出載波同步。 ? 信號參數(shù)估計(jì) ? 載波相位估計(jì) ? 符號定時估計(jì) ? 載波相位和符號定時聯(lián)合估計(jì) ? 最大似然估計(jì)的性能特征 Digital Communications Han Yu Bing 3信號參數(shù)估計(jì) ? 接收機(jī)輸入信號的數(shù)學(xué)模型 ? 是傳播延遲 , 是等效低通信號， 由傳播延遲引起的載波相位。信號參數(shù)估計(jì) 和 。 2( ) R e [ ( ) ]cjf tls t s t e ??? ()lst2( ) R e { [ ( ) ( ) ] }cjfjtlr t s t e z t e ???? ? ?2 cft????? ?( ) ( 。 , ) ( )r t s t n t????Digital Communications Han Yu Bing 4信號參數(shù)估計(jì) ? 采用 N個標(biāo)準(zhǔn)正交函數(shù) {fn(x)}得到 r(t)的標(biāo)準(zhǔn)正交展開式，接收向量為 r=[r1,…,r N}。令發(fā)送信號為 ? 最大似然準(zhǔn)則 ? 最大后驗(yàn)概率估計(jì)準(zhǔn)則 ? 如果沒有參數(shù)向量的先驗(yàn)知識，可假定參數(shù)的取值范圍內(nèi)是均勻的 (常數(shù)值 )，在這種情況下， MAP和 ML的估計(jì)是相同的。 ),。()。( ??tsts ??)|(m a xa r g? ??? ? rp)()()|(m a xa r g)|(m a xa r g?rpprprp ????????Digital Communications Han Yu Bing 5似然函數(shù) ? 加性高斯白噪聲 ? 因?yàn)? ? 所以信號參數(shù)的最大化等價于下列似然函數(shù)的最大化 }2 )]([ex p {)2 1()|(122??????? NnnnN srrp?????0)()(Tnn dttftrr ? ???0)()。()(Tnn dttftss?? ????????? 020122 )]。()([1)]([21l i mTNnnnN dttstrNsr?})]。()([1e x p {)(020? ??????TdttstrNDigital Communications Han Yu Bing 6信號解調(diào)中的載波恢復(fù)與符號同步 ? 在每一個同步地傳輸信息的數(shù)字通信系統(tǒng)中，需要有符號同步；如果信號被相干檢測，需要載波恢復(fù)。 ? 二進(jìn)制 PSK接收機(jī)，載波相位估計(jì)用來產(chǎn)生參考信號，符號同步器控制抽樣器和信號脈沖發(fā)生器。 Digital Communications Han Yu Bing 7信號解調(diào)中的載波恢復(fù)與符號同步 ? M元 PSK接收機(jī)，載波相位估計(jì)用來產(chǎn)生參考信號，符號同步器控制抽樣器和信號脈沖發(fā)生器。 Digital Communications Han Yu Bing 8信號解調(diào)中的載波恢復(fù)與符號同步 ? M元 PAM接收機(jī)，載波相位估計(jì)用來產(chǎn)生參考信號，符號同步器控制抽樣器和信號脈沖發(fā)生器。 Digital Communications Han Yu Bing 9信號解調(diào)中的載波恢復(fù)與符號同步 ? M元 QAM接收機(jī)，載波相位估計(jì)用來產(chǎn)生參考信號，符號同步器控制抽樣器和信號脈沖發(fā)生器。 Digital Communications Han Yu Bing 10載波和符號同步 ? 信號參數(shù)估計(jì) ? 載波相位估計(jì) ? 符號定時估計(jì) ? 載波相位和符號定時聯(lián)合估計(jì) ? 最大似然估計(jì)的性能特征 Digital Communications Han Yu Bing 11載波相位誤差的影響 ? 接受機(jī)中處理載波同步的兩種方法： ? 復(fù)用法 (multiplex,插入導(dǎo)頻法 ) ? 從已調(diào)信號直接導(dǎo)出載波相位的估計(jì)值（ 自同步法 ） ? 假設(shè)一調(diào)幅信號 ? 乘以 解調(diào) ? 通過低通濾波濾除倍頻分量 ,得到 ? 相位誤差以因子 降低信號電壓，以因子 降低信號功率。 ( ) ( ) c o s (2 )cs t A t f t????( ) c o s ( 2 )cc t f t?? ???11( ) ( ) ( ) c o s ( ) ( ) c o s ( 4 )22 cc t s t A t A t f t? ? ? ? ???? ? ? ? ?1( ) ( ) c o s ( )2y t A t ?????)?cos( ?? ? )?(c os 2 ?? ?Digital Communications Han Yu Bing 12載波相位誤差的影響 ? 對于 QAM和 MPSK信號 ? 采用如下正交載波解調(diào) ? 低通濾波后產(chǎn)生同相和正交分量 ? 信號分量功率減少因子 ，同相和正交分量之間存在相互干擾。 ( ) ( ) c o s (2 ) ( ) s i n (2 )ccs t A t f t B t f t? ? ? ?? ? ? ?( ) c o s ( 2 )ccc t f t?? ??? ( ) s i n ( 2 )scc t f t?? ?? ? ?11( ) ( ) c o s ( ) ( ) s i n ( )22Iy t A t B t? ? ? ???? ? ? ?11( ) ( ) c o s ( ) ( ) s in ( )22y t B t A t? ? ? ???? ? ? ? ?)?(c os 2 ?? ?Digital Communications Han Yu Bing 13最大似然載波相位估計(jì) ? 假設(shè)延時已知，極大似然相位估計(jì) ? 等價似然函數(shù) 0201( ) e x p { [ ( ) ( 。 ) ] }T r t s t d tN??? ? ? ??0 0 0220 0 01 2 1e x p { [ ( ) ( ) ( 。 ) ( 。 ) }