哈工程考研通信原理課件(已修改)
2025-02-25 23:57 本頁(yè)面
【正文】 第七章 同步原理 引言 載波同步的方法 載波同步系統(tǒng)的性能 載波相位誤差對(duì)解調(diào)性能的影響 位同步方法 位同步系統(tǒng)的性能及其相位誤差對(duì)性能的影響 群同步 本章小結(jié) 思考題與作業(yè) 1 載波同步： 在相干接收中，在接收端必須具有一個(gè)與發(fā)端同頻同相的參考載波，這種參考載波的產(chǎn)生技術(shù)就是載波同步問(wèn)題。 位同步 ：為了對(duì)接收的碼元進(jìn)行整形，需有一個(gè)與發(fā)端同頻同相的碼元時(shí)鐘，這種碼元時(shí)鐘的產(chǎn)生就是位同步問(wèn)題，又稱(chēng)碼元同步。 群同步： 在數(shù)字通信中一般都要對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組，如每組組成一幀或每組組成一個(gè)字符等。在收端必須知道每個(gè)分組的起止時(shí)刻，這樣才能區(qū)分出相鄰的各組，這就是群同步的問(wèn)題。 2 載波同步的方法 一、 插入導(dǎo)頻法 要求：為了避免信號(hào)與導(dǎo)頻的相互干擾，要在信號(hào)載波分量為零的位置插入導(dǎo)頻；還應(yīng)避免插入的導(dǎo)頻對(duì)信號(hào)解調(diào)有影響，常常采用正交插入導(dǎo)頻方式。 插入導(dǎo)頻位置示意圖 插入正交導(dǎo)頻示意圖 3 頻域正交插入導(dǎo)頻 在模擬調(diào)制中的 DSB、 SSB信號(hào)在 附近信號(hào)頻譜為 0，所 以可以直接插入 作導(dǎo)頻。設(shè)調(diào)制信號(hào)為 ,且 中無(wú)直 流分量，被調(diào)載波為 ，調(diào)制器假設(shè)為一相乘器， 插入導(dǎo)頻是被調(diào)載波移相 900形成的，為 ，其中 是插入導(dǎo)頻的振幅，于是輸出信號(hào)為 cfcf )(tm )(tsi n( )ccat?si n( )ccat??ca )cos()sin()()( tattmatu cccco ?? ??4 設(shè)收端收到的信號(hào)與發(fā)端輸出信號(hào)相同，則收端用一個(gè)中心 頻率為 的窄帶濾波器就可取得導(dǎo)頻 ，再將它移 相 π/2，就可得到與調(diào)制載波同頻同相的信號(hào) 。 插入的導(dǎo)頻應(yīng)為正交載波的原因： 收端相乘器的輸出為 框圖中低通濾波器的截止頻率為 fm， v(t)經(jīng)低通濾波器后， 就可以恢復(fù)出調(diào)制信號(hào) m(t)。然而，如果發(fā)端加入的導(dǎo)頻 不是正交載波，而是調(diào)制載波，則從收端相乘器的輸出可以 發(fā)現(xiàn)，除了有調(diào)制信號(hào)外，還有直流分量，這個(gè)直流分量將 通過(guò)低通濾波器對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。 cf si n( )ccat?? )sin( tc?20( ) ( ) si n ( ) si n si n c os ( ) ( ) c os 2 si n 22 2 2c c c c c cc c cccv t u t t a m t t a t ta a am t m t t t? ? ? ???? ? ?? ? ?5 2．插入雙導(dǎo)頻 上圖畫(huà)出了殘留邊帶信號(hào)形成濾波器的傳輸函數(shù)。它使下邊 帶信號(hào)絕大部分通過(guò)，而使上邊帶信號(hào)小部分殘留。由于 附近有信號(hào)分量，如果直接在 處插入導(dǎo)頻，該導(dǎo)頻必然會(huì) 受到附近信號(hào)的干擾?？梢栽谛盘?hào)頻譜之外插入兩個(gè)導(dǎo)頻 和 ，使它們?cè)诮邮斩私?jīng)過(guò)某些變換后產(chǎn)生所需要的 。設(shè) 兩導(dǎo)頻與信號(hào)頻譜兩端的間隔分別為 和 ， 則 ， 是殘留邊帶形成濾波器 傳輸函數(shù)中滾降部分所占帶寬的一半； 是調(diào)制信號(hào)的寬。 cf cf1f2f cf1f?2f 1 1 2 2,c m c rf f f f f f f? ? ? ? ? ? ? ?rfmf6 設(shè)兩導(dǎo)頻分別為 和 ，其中 和 是兩導(dǎo) 頻信號(hào)的初始相位。如果經(jīng)信道傳輸后，使兩個(gè)導(dǎo)頻和已調(diào) 信號(hào)中的載波都產(chǎn)生了頻偏 和相偏 ，那么提取出的 載波也應(yīng)該有相同的頻偏和相偏，才能達(dá)到真正的相干解 調(diào)。由此可見(jiàn)，兩導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)相乘器相乘后的輸出應(yīng)為 )cos( 11 ?? ?t )cos( 22 ?? ?t1?2 )(t?? )(t?1 1 2 2c os[ ( ) ( ) ] c os[ ( ) ( ) ]t t t t t t? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?7 濾波器輸出差頻信號(hào)為 令 ，則上式可寫(xiě)為 經(jīng) q次分頻后，得 式中 為分頻輸出的初始相位，是一個(gè)常數(shù)。將它與 相乘，取差頻，再通過(guò)中心頻率為 的窄帶濾波器，就可得 將上式通過(guò)移相電路，消除固定相移 ，就可獲 得所需的相干載波 。 2 1 2 1 2 1 2 112 2 1211c os[ ( ) ] c os[ 2 ( ) ]221 c os[ 2 ( ) ( 1 ) ]2rmmrrt f f f f tfff f tff? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???qffr ffm ??? ??? 211 2 1 2 1 2 2 111c os[ ( ) ] c os[ 2 ( ) ]22 rt f f q t? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?2c os[ 2 ( ) ]rqa f f t??? ? ?q? )]()(cos[ 22 tttt ???? ????rf ])()(cos[212 qc tttta ????? ?????)]([ 2 qc ??? ?? )]()(cos[21 tttta cc ???? ????8 由分頻次數(shù) q的表示式看出，可以通過(guò)調(diào)整 和 得到整數(shù) 的 q。增大 或 ,有利于減小信號(hào)頻譜對(duì)導(dǎo)頻的干擾，然 而，所需信道的頻帶卻要加寬。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況正確 選擇 和 。 插入導(dǎo)頻法提取載波要使用窄帶濾波器。這個(gè)窄帶濾波器也 可以用鎖相環(huán)來(lái)代替，這是因?yàn)殒i相環(huán)本身就是一個(gè)性能良 好的窄帶濾波器，因而使用鎖相環(huán)后，載波提取的性能將有 改善。 1f?2f 1f?2
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