文档介绍：实验八帧同步信号恢复实验
一、实验目的
1. 掌握巴克码识别原理。
2. 掌握同步保护原理。
3. 掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态概念。
二、实验内容
1. 观察帧同步码无错误时帧同步器的维持态。
2. 观察帧同步码有一位错误时帧同步器的维持态和捕捉态。
3. 观察同步器的假同步现象和同步保护作用。
三、基本原理
(A)原理说明
一、帧同步码插入方式及码型
(连贯插入)
在一帧开始的n位集中插入n比特帧同步码,PDH中的A律PCM基群、二次群、三次、四次群,μ律PCM二次群、三次群、四次群以及SDH中各个等级的同步传输模块都采用集中插入式。
(间隔插入式)
n比特帧同步码分散地插入到n帧内,每帧插入1比持,μ律PCM基群及△M系统采用分散插入式。
分散插入式无国际标准,集中插入式有国际标准。
帧同步码出现的周期为帧周期的整数信,即在每N帧(N≥1)的相同位置插入帧同步码。
(1)假同步概率小
(2)有尖锐的自相关特性,以减小漏同步概率
如A律PCM基群的帧同步码为001101,设“1”对应正电平1,“0”码对应负电平-1,则此帧同步码的自相关特性如下图所示
0
1
2
3
4
5
6
-6
-5
-4
-3
-2
-1
-1
-1
-1
-1
-5
-5
-5
-5
3
3
3
3
j
7
R(j)
二、帧同步码识别
比较器
相加器
门限
L
4
2
1
1
2
4
u0
ui
移位寄存器
PCM码流
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
介绍常用的集中插入帧同步码的识别方法。设帧同码为0011011,当帧同步码全部进入移位寄存器时它的7个输出端全为高电平,相加器3个输出端全为高电平,表示ui=1+2+4=7。门限L由3个输入电平决定,它们的权值分别为1,2,4。
x0011011
数据码
x0011011
数据码
t
t
PCM码流
u0
此脉冲对齐第一位数据
比较器的功能为据此可得以下波形:
三、识别器性能
设误码率为Pe,n帧码位,L=n-m,(即允许帧同步码错m位),求漏识别概率P1和假识别概率P2以及同步识别时间ts。
正确识别概率为,故
,m=0时
门限L越低,Pe越小,则漏识别概率越小。
n位信码产生一个假识别信号的概率为
门限越高,帧码位数越多,则假识别概率越小。
P1=P2=0时,ts=NTs,N为一个同步帧中码元位数,Ts为码元宽度
一个同步帧中产生一个假识别信号概率为,故当P1≠0、P2≠0时
分散插入帧同步码的同步识别时间为
可见集中插入式同步识别时间远小于分散插入式的同步识别时间。
四、同步保护
无同步保护时,同步系统的漏同步概率PL等于识别器漏识别概率P1,假同步概率Pj等于识别器的假识别概率平P2。由上述分析可见。当信道误码率一定时,增大帧码长度、降低门限可减少漏同步概率,同时使假同步概率也足够低,但帧码太长,将降低有效信息的传输速度,是不允许的。这一矛盾可用同步保护电路解决。
当帧同步系统处于捕捉态时,连续a个同步帧时间内识别器有输出时,同步系统进入同步状态,输出帧同步信号。
此措施可减小假同步概率。
也可以在采取此措施的同时提高门限电平以进一步减小假同步概率。
当帧同步系统处于同步态时,连续β个同步帧时间内识别器检测不到帧同步码,则系统回到捕捉态。
此措施可以减小漏同步(假失步)概率。也可以在采取此措施的同时降低限电平,以进一步减小漏同步概率。
设门限等于帧码码元数n,同步帧长为N比持,同步周期为TF秒,则
同步建立时间
(B)电路原理
在时分复用通信系统中,为了正确地传输信息,必须在信息码流中插入一定数量的帧同步码,可以集中插入、也可以分散插入。本实验系统中帧同步码为7位巴克码,集中插入到每帧的第2至第8个码元位置上。
帧同步模块的原理框图及电原理图分别如图8-1、图8-2所示。
本模块有以下测试点及输入输出点:
· NRZ-IN 数字基带信号输入点
· BS-IN 位同步信号输入点
· GAL 巴克码识别器输出信号测试点
· ÷24 24分频器输出信号测试点
· TH 判决门限电平测试点
· FS-OUT 帧同步信号输出点/测试点
图8-1中各单元与图8-2中元器件的对应关系如下:
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