通信系统的同步技术归纳

  1. 载波同步:在相干解调时,接收端的解调器要产生一个与接收到的载波同频同相的相干载波
  2. 位同步:接收端产生一个与接收信号符号速率相同,相位与最佳判决时刻一致的定时脉冲序列信号
  3. 群同步:群同步是指在接收端产生与“字、句、帧”的起止时刻相一致的定时脉冲序列

载波同步的实现

  1. 插入导频法:在已经调节的频谱中插入一个低功率的线谱,但这样会消耗额外的功率,不常用
  2. 直接法:以参数估计作为理论,最大似然和最大后验概率,前者把信号看作未知但确定的参数,后者看作是随机的。处理最大似然函数的方法:数据辅助(DA),使用已知的数据序列;判决数据辅助(DDA),使用已经检测的数据序列;非数据辅助(NDA),非线性的方法取平均去除数据相关性

载波同步的性能指标

  1. 同步精度:接收端提取的载波与需要的相干载波比较,应有尽量小的相位误差,相位误差又分为稳态相差与随机相差,前者与提取电路密切相关,后者与噪声密切相关
  2. 同步门限:载波同步系统能够完成同步的最低信噪比,衡量系统健壮性的一个重要指标
  3. 同步建立时间:同步电路开始工作到建立同步所需要的时间,越短越好
  4. 同步范围:载波同步系统能适应的最大系统频偏变化能力

锁相环的同步技术

组成:PD+LF+VCO
锁相环具有一下特性:

  1. 具有一定同步带宽与保持带宽
  2. 具有一定的静态误差
  3. 压控振荡器的输出存在相位抖动
  4. 锁相环路悬搁现象与跳周问题:
    悬搁:起始相位差在平衡点附近,环路要过很长时间才可以到达平衡状态。解决:采用负斜率很大的鉴相电路,如锯齿形鉴相电路
    跳周:采用变带宽技术,开始捕获时大带宽,锁定后采用较小的噪声带宽

COSTAS环

对于BPSK、QPSK调制信号,最常采用的载波同步方式为COSTAS环
在这里插入图片描述

位同步技术

插入导频法,直接法,同载波同步技术
直接法:滤波法,比相法
性能指标同位同步

定时误差估计

1.早-迟门 需要三个样值,前两个用于误差检测,中间用于数据判决,误差值=早抽样-迟抽样,为0则是理想抽样时刻
2.Gardner 算法 实现简单,性能优良,对载波相位偏移不敏感,多用在BPSK\QPSK
3.平方法 直接从抽样的接收信号中提取定时误差信息,不依赖载波相位,多用在MPSK,QAM

基于锁相环的误差调整

  1. 可变分频法,使用一个高速率时钟作为抽样参考时钟,最大跟踪范围±2π/N\pm2\pi/N±2π/N,最小同步误差Tvco/NT_{vco}/NTvco/N
  2. 数字控制振荡器 无相差的跟踪频率阶跃信号

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