殊锁相环具有从已调信号中消除调制和滤除噪声的功能，所以
能鉴别接收已调信号中被抑制了的载波分量与本地VCO输出信
号之间的相位误差，从而恢复出相应的相干载波。通常采用的
特殊环路有： 同相—正交环、逆调制环、判决反馈环和基带数
字处13.0理2.2载021 波跟踪环等。
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同步系统
插入导频法也可以分为两种：一种是在频域插入，即在发 送信息的频谱中或频带外插入相关的导频；另一种是在时域插 入， 即在一定的时段上传送载波信息。
平方律 部件
×
fc 二分频
低通 x(t)
e(t) 2fc
2fc
窄带滤波
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图 6-1 平方可变编辑换版法提取同步载波
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同步系统
e (t) [x (t)co c t]2 s 1 2x 2 (t) 1 2x 2 (t)co c ts
对于2PSK信号，x(t)是双极性矩形脉冲，设x(t)=±1，则 x2(t)=1，这样已调信号x(t)cosωct经过非线性变换—平方律部件 后得
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同步系统
6.1.2 不同传输方式的同步
1. 外同步法 2. 2. 自同步法
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同步系统
6.2 载波同步技术
载波同步的方法通常有直接法(自同步法)和插入导频法(外 同步法)两种。
直接法又可分为非线性变换—滤波法和特殊锁相环法。 用
直接法提取载波分量的另一途径是采用特殊的锁相环，这种特
e(t)1212co2sct
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同步系统 2. 平方环法
输 入 已 调 平 方 律 部 件
信 号
鉴 相 器
开 路 滤 波 器 压 控 振 荡 器
载 波 二 分 频
输 出
锁 相环
图 6-2 平方环法提取载波
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同步系统
*3. M次方环法
设输入的QPSK信号为
设环路已经锁定，压控振荡器的正弦电压经过四次方后送给鉴 相器的信号为
u 2(t)U m 2si4 nct(42)
则鉴相器输出为 ud Kmu1u2 取基波
1 8
K mU m4 1U m 2
sin
4(2
1)
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Kd s可i编n辑4版
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图 6-4 四次方环鉴相特性
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s (t) U m 1 co c t s( [ t)1 ]
s(t) QP SK
(*)4 U1(t) 鉴相
UD
U2(t) ( *)4
环路 滤波器
压控
参考载波
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图 6-3 四次方环原理方框图
同步系统
输入信号经过四次方运算后， 调制信息被消除，产生了 四倍的载波分量
u1(t)1 4Um 41co4 sct(41)
D
( t)
U
1c os
(ω
ct＋
θ
)
1
延 迟τ
鉴相
Ud
环 路滤 波 器
VCO
± D ( t) U 2 s in ( ω ct＋ θ 2 )
U p( t)
判决 ± D ( t)调 制 器
移
相
π 2
相 位解 调
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图 6-6 逆调制环
(b)
同步系统
设环路已锁定，输入2PSK信号和VCO信号如图6 - 6(a)
所示，则相位解调器输出电压为
up(t)K pD (t)co 2 s(1)
根据进入锁定时的相位差(θ2-θ1)所处的象限来对D(t)进行判决。
若(θ2-θ1)是处于第一、四象限，判决输出
^
；D (若t ) 处 于 第
二、 三象限，判决输出
(ω
ct＋
θ
)
1
± U 1c os ( ω ct＋ θ 1)
逆调制 鉴相
二 相 PSK 延 迟 τ Zp( t)
Ud 环 路 滤 波 器
VCO
*2. 逆调制环
± D ( t)
U 1 s in ( ω ct＋ θ 2 )
判决 U p( t)
移
相
π 2
U
2cos
(
ω
ct＋
θ
)
2
相 位解 调
(a)
二 相 PSK Zp( t)
同步系统
第6章 同步系统
6.1 概述 6.2 载波同步技术 6.3 位同步技术 6.4 群同步(帧同步)技术
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同步系统
6.1 概 述
6.1.1 不同功用的同步
1. 载波同步 2. 2. 位同步(码元同步) 3. 3. 群同步(帧同步) 4. 4. 网同步
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对载波同步的要求是：发送载波同步信息所占的功率尽 量小，频带尽量窄。载波同步的具体实现方案与采用的数字调 制方式有着一定的关系。也就是说，具体采用哪一种载波同步 方式， 应视具体的调制方式而定。
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同步系统
6.2.1 非线性变换—滤波法
1. 平方变换法
x(t)cosωct 带通 ni(t)
x(t)cosct
同相与正交两鉴相器的本地参考信号分别为
v1cosct()
v2cosct(90)sin c(t)
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同步系统
那么输入信号与v1,v2相乘后得
v3x(t)cocstcosct()1 2x(t)[cocso2 sc(t)]
v4x(t)cocstsin ct()1 2x(t)[si nsin 2(ct)]
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同步系统
同样原理，对MPSK信号就可以采用M次方环，其原理方 框图与图 6 - 3 相似。M次方环的鉴相特性为
ud KdsinM
可以看出，M次方环的非线性处理方式是在中频上进行 的。通过M次倍频后，键控信号的调制信息被消除，产生了M 倍载频分量；然后用普通锁相环对M倍载频分量进行跟踪， 由此得到了参考载波。M次方环的鉴相特性为正弦型，它具 有M重相位模糊。
经过低通滤波器后分别得
v
5
1 2
x ( t ) cos
v5, v6经过乘法器后得
v
6
1 2
x ( t ) cos
v7
v5v6
1x2(t)sincos1x2(t)sin2
4
8
13.02.2021 1x2(t)2 可1编x辑2版(t)
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8
4
同 步 系 统Z p (
t)
＝
D
( t)
U
1c os
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同步系统
6.2.2 特殊锁相环法
1. 同相—正交环法(科斯塔斯环)
v3 低通
v5
x′ (t)
x(t)cosωct
v1 v1 压控振荡器
环路滤波器 v7
90°相移
v2
低通
v4
v6
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图 6-5 同相—可正编交辑版环法(科斯塔斯环)
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同步系统 假定环路已锁定，若不考虑噪声，则环路的输入信号为