PDF《第七章 同步》

0 2

0 1 sin ) ( cos ) ( ) ( ω ω + =

1 ) ( ;

1 ) (

2 1 ± = ± = t m t m t t s

0 2

2 sin

1 ) ( ω ± = t t t s

0 0

2 4

4 cos

2 1

2 1 )

2 ( sin ) ( ω ω ? = =

11 ? QPSK信号提取载频的科斯塔斯环原理方框图 s(t) 相乘 π/4 移相 低通 相乘 相乘压控 振荡 环路 滤波 低通 解调输出相乘 π/2 移相 相乘 3π/4 移相 低通 低通 ? ? ? ? ? ? ?

12 7.2.3 载波同步性能 ? 载波同步精确度: 两种相位误差θ : 1. 由电路参量引起的恒定误差;

2. 由噪声引起的随机误差. ? 恒定误差 ? 由滤波器引起的误差 设:窄带滤波器由一个单谐振电路组成,则由其引 起的附加相移等于 ? 由锁相环引起的误差 设锁相环的稳态相位误差为Δ?,则有 式中,Δf - fq和f0之差, Kq - 锁相环路直流增益. q f f Q Δ ≈ Δ

2 ? q K f Δ = Δ?

13 ? 随机误差:噪声引起的相位误差θn是随机量 在加性高斯噪声信道中,θn的方差与信噪比r的关 系为: 式中,σ? - 相位抖动;

r - 信号噪声功率比. ? 恒定误差和随机误差对于Q值的要求是矛盾的. ? 同步建立时间和保持时间 ? 同步建立时间 - 从开始接收到信号或从系统失步状态 到提取出稳定的载频所需要的时间 - 越短越好. ? 同步保持时间 - 从开始失去信号到失去载频同步的时 间-越长越好. ? 两者是矛盾的. r n

2 1

2 2 = =θ σ?

14 ? 载波同步误差对2PSK信号误码率的影响 ? 相位误差θ包括两部分: θ = Δ? + σ? 式中,Δ? - 恒定误差 σ? - 随机误差 ? ∵解调输出为 式中cosθ引起信号电压下降, ∴信号噪声功率比r下降为cos2θ倍. ? 因此,误码率下降为 式中,r为信号噪声功率比. θ cos ) (

2 1 t m ve = ( ) θ cos

2 1 r erfc Pe =

15 ? 载波同步误差引起的信号波形失真 例如,会使单边带信号产生失真. 设有一单频基带信号: 用它对载波cosω0t进行单边带调制后,取出上边带信号: 若接收端的本地载波有相位误差?,则两者相乘后得到 经过低通滤波器滤出的低频分量为 上式中,第1项的因子cos?使原调制基带信号受到衰减;

第2项和第1项正交,它使接收信号产生失真, 产生码间串扰. t t m Ω = cos ) ( t t s ) cos(

2 1 ) (

0 Ω + = ω )] cos( )

2 [cos(

4 1 ) cos( ) cos(

2 1

0 0

0 ? ? ω ? ω ω ? Ω + + Ω + = + ? Ω + t t t t t ? ? ? sin sin

4 1 cos cos

4 1 ) cos(

4 1 ? Ω + ? Ω = ? Ω t t t

16 7.3 位同步 - 码元同步 7.3.1 外同步法 -辅助信息同步法 ? 原理:于发送端信号中插入频率为码元速率(1/T)或码元 速率的倍数的位同步信号. 在接收端利用一个窄带滤波器,将其分离出来,并形 成码元定时脉冲. ? 插入位同步信号的方法: ? 时域:连续插入、不连续插入( 位同步头 ) ? 频域:信号频带外插入、信号频带内 空隙 处插入. ? 优缺点:设备较简单;

但占用一定的带宽和发送功率. 7.3.2 自同步法 ? 开环码元同步法 -同步电路直接从输入码流中提取发送码 流的时钟. 下面给出3个具体方案.

17 ? 波形变换法

18 ? 延迟相乘法

19 ? 微分整流法 ? 时间误差:若窄带滤波器的带宽等于1/KT ,则当式中, ε - 同步误差时间;

T - 码元持续时间;

Eb - 码元能量;

n0 - 单边噪声功率谱密度. 因此,只要接收信噪比大,上述方案能保证足够准确 的码元同步. ? 开环法主要缺点:存在非零平均同步跟踪误差.

0 /

33 .

0 n KE T b = ε