文档介绍：1
第7章同步
概述
同步需要解决的问题:
载波同步
位同步
群同步
网同步
解决同步问题的代价:
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载波同步方法
插入导频法
例:2PSK信号。
在发送端:插入正交导频
m(t)频谱中的最高频率为fm
f0 – fm
f0 + fm
0
f0
f
导频
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在接收端:
用窄带滤波器滤出导频分量,并将其移相/2,变成sin0t,然后用它和接收信号相乘。
设接收信号仍用s0(t)表示,则此乘积为
滤除20频率分量,就可以恢复出原调制信号m(t)。
若不用正交导频,接收端输出将增加直流分量。
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原理方框图
相乘电路
带通滤波
相加电路
/2相移
载波产生
(a) 发送端原理方框图
带通滤波
相乘电路
低通滤波
/2相移
窄带滤波
(b) 接收端原理方框图
插入导频法原理方框图
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直接提取法
平方法
原理
对于没有载波分量的信号,例如2PSK信号,
设接收信号为s(t):
式中,m(t)为调制信号,它无直流分量。
将此接收信号平方后,得到
用窄带滤波器将上式中2f0分量滤出,经过二分频,就得出载频f0的分量。原理方框图如下:
S(t)
S2(t)
窄带滤波
二分频
平方
f0
2f0
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存在问题:二分频电路的初始状态是随机的,使分频输出的初始相位有两种可能状态:0和, 即相位是模糊的
用锁相环代替窄带滤波器的方案
原理方框图
优点:输出信号具有更好的稳定性,并且不必须有连续的输入信号。
平方
二分频
压控振荡
相乘
环路滤波
2f0
S(t)
S2(t)
f0
锁相环
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科斯塔斯环法-同相正交环法
原理方框图
原理
设:接收信号仍为抑制载波的双边带信号s(t) ,本地载波电压为
式中, 为信号和本地载波的相位差。
b
e
s(t)
c
/2
移相
相乘
压控
振荡
环路
滤波
低通
相乘
低通
相乘
a
d
f
g
解调输出
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输入信号s(t)和本地载波相乘后得到
经过低通滤波后,它们分别为:
和
上面这两个电压再相乘后得到
上式中,是本地载波相位与接收信号载波相位之差。
vg经过环路滤波器后加到压控振荡器上,控制其振荡频率。
当= 0时,vg = 0,这时振荡器的控制电压也等于0。
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结论:
此压控振荡器的输出电压va就是从接收信号中提取的载波,可以用来进行相干接收。
e点电压ve就是解调输出电压,因为它近似等于m(t)/2。
优缺点:
不需要用平方电路,它在频率很高时较难实现。
若要求得到最佳性能,则需要两路低通滤波器的性能完全一致,这对于模拟电路来说较难做到,但是若用数字电路则不难做到。
仍存在相位模糊问题。
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从多进制信号中提取载频
以QPSK信号为例,说明平方法的原理。
设:一个QPSK信号的表示式为
式中,
对其平方后,得到
对于先验等概率的QPSK信号,上式中的“”号表示其中的20分量的平均功率等于零,即其频谱中没有20的分量。因此,需要滤除其中的直流分量后,再次平方,得到
上式中含有4f0的分量。将它滤出并4分频,即可得到载频f0分量。