87 载波同步-插入导频法.docx

《87 载波同步-插入导频法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《87 载波同步-插入导频法.docx（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、载波同步-插入导频法一、教学目标：知道载波同步的概念；会描述插入导频法的原理。二、教学重点、难点：重点模拟信号的数字传输过程；难点模拟信号的数字传输过程。三、教学过程设计：载波同步是指在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或称载波同步。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件。载波同步有直接法和插入导频法。1、何时用插入导频法中间有信道及滤波设备，如何如何保障一定得到同频同相的相干载波？获得同频同相的相干载波。对于已调信号本身不含载波或接收端很难从已调信号的频谱中分离出载波这种情况，在发送有用信号的同时，在适当频率位置上，插入一个（或

2、多个）称作导频的正弦波，接收端就由导频提取出载波，这类方法称为插入导频法，也叫外同步法。抑制载波的双边带信号（如DSB、等概的2PSK）本身不含有载波；残留边带（VSB）信号虽含有载波分量，但很难从已调信号的频谱中把它分离出来；单边带（SSB）信号，没有载波分量，对这些信号的载波提取，可以用插入导频法（外同步法）。对于模拟调制中的DSB或SSB信号，在载频附近信号频谱为0；但对于数字调制中的2PSK或2DPSK信号，在附近的频谱不但有，而且比较大，因此对这样的信号，在调制以前先对基带信号进行相关编码，这样经过双边带调制以后可以在处插入频率为的导频。2 频域插入导频法所谓频域插入导频法， 就是在

3、信号中增加导频。 导频包含接收端载波同步需要的信息，这样导频信号和有用信号同时传输， 接收端通过滤波等手段提取导频信息， 恢复载波， 从而达到载波同步的目的。 显然， 插入的导频信息不能影响有用信号， 否则导频与信号的频谱会混在一起， 无法分离， 所以插入导频的位置应该在信号频谱为零的位置。 这里以双边带抑制载波为例，说明频域插入导频法的原理，如图1所示。图1 DSB-SC信号的导频插入应注意，在图1中插入的导频并不是加于调制器的那个载波，而是将该载波移相后的所谓“正交载波”。假设调制信号m(t)中无直流分量，被调载波为asinct，将它经90移相形成插入导频（正交载波）-acosct，其中a

4、是插入导频的振幅。于是输出信号为uo(t) ： uo(t)=am(t)sinct-a cosct （1）收端用一个中心频率为fc的窄带滤波器提取导频-acosct，再将它经90移相后得到相干载波sinct，收端解调如图3所示，输出为表达式2：v(t)=uo(t)sinct=am(t)sin2ct-acosctsinct= m(t) -m(t) cos2ct- sin2ct （2）经过低通滤除高频部分后，就可恢复调制信号m(t)。如果发端加入的导频不是正交载波，而是调制载波，则收端v(t)中还有一个不需要的直流成分，这个直流成分通过低通滤波器对数字信号产生影响， 这就是发端正交插入导频的原因。

5、对于2PSK和SSB信号，导频插入的原理也与上述相同。3 时域插入导频除了在频域中插入导频的方法以外，还有一种在时域中插入导频以传送和提取同步载波的方法。时域插入法中对被传输数据信号和导频信号在时间上加以区别，例如按图3(a)那样分配。把一定数目的数字信号分作一组，称为一帧。在每一帧中，除有一定数目的数字信号外，在t0t1的时隙中传送位同步信号，在t1t2的时隙内传送帧同步信号，在t2t3的时隙内传送载波同步信号，而在t3t4时间内才传送数字信息；以后各帧都如此。这种时域插入导频只是在每帧的一小段时间内才作为载频标准，其余时间是没有载频标准的。在接收端用相应的控制信号将载频标准取出以形成解调用

6、的同步载波。但是由于发送端发送的载波标准是不连续的，在一帧内只有很少一部分时间存在，因此如果用窄带滤波器取出这个间断的载波是不能应用的。对于这种时域中插入导频方式的载波提取往往采用锁相环路，其方框图如图3(b)所示。4 插入导频法的特点(1)有单独的导频信号,一方面可以提取同步载波,另一方面可以利用它作为自动增益控制。(2)有些不能用直接法提取同步载波的调制系统只能用插入导频法。(3)插入导频法要多消耗一部分不带信息的功率,因此与直接法比较,在总功率相同条件下信噪功率比还要小一些。5衡量载波同步的主要性能指标是：l 效率.指为了获得载波信号而尽量少消耗发送功率。在这方面，直接法由于不需要专门发送导频，因而效率高，而插入导频法由于插入导频要消耗一部分发送功率，因而效率要低一些。l 精度：提取载波信号与接收信号标准载波的相位误差。载波相位误差应尽量小。l 同步建立时间ts：系统启动到实现同步或从失步状态到同步状态所经历的时间。 显然ts越小越好。l 同步保持时间tc：同步状态下，若同步信号消失，系统还能维持同步的时间。tc越大越好。这些指标与提取的电路、信号及噪声的情况有关。当采用性能优越的锁相环提取载波时 这些指标主要取决于锁相环的性能。 四、课后作业或思考题：1、思考除载波同步外，还需要什么同步呢？ 五、本节小结： 本节内容主要介绍了载波同步的两种外同步法。