多用户相互通信组成了数字网。在载波同 步、位同步和群同步之后，为了保证通信网 内各用户之间通信还必须实现网同步，使得 在整个网内有统一的时间节拍标准。
§ 11.2 载波同步的方法
提取载波的方法一般分为两类： 一类是在发送有用信号的同时，在适当 的频率位置上，插入一个(或多个)称为导 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 另一类是不专门发送导领．而在接收端 直接从发送信号中提取载波，这类方法 称为直接法。
二 分 频 载 波 输 出
输 入 已 调 平 方 律 信 号 部 件
鉴 相 器
环 路 滤 波 器
压 控 振 荡 器
二 分 频载 波 输 出
锁 相 环
s(t)=m(t) cosωct 接收端将该信号经过非线性变换——平 方律器件后得到：
e(t)=［m(t) cosωct］2= m2(t)+ m2(t) cos2ωct
它的原理框图如下图所示。
输入已调 信号
v3 输出v1 90°相移v2来自v4工作原理如下：
低通
压控 振荡器 低通
v5
环路 vd 滤波器
v6
• 环路中，压控振荡器（VCO）提供两路 互为正交的载波，与输入接收信号分别 在同相和正交两个鉴相器中进行鉴相， 经低通滤波之后的输出均含调制信号， 两者相乘后可以消除调制信号的影响， 经环路滤波器得到仅与相位差有关的控 制压控，从而准确地对压控振荡器进行 调整。 设输入的信号为m(t)cosωct，假定环路 锁定，且不考虑噪声的影响，则
v(t)u0(t)si n ct
1 2m (t)1 2m (t)co 2 c st1 2si2 nct
• 若低通滤波器的截止频率为fm，v(t)经低 通滤波器后，就可以恢复出调制信号m(t)。 然而，如果发端加入的导频不是正交载波， 则相乘器的输出除了有调制信号外，还有 直流分量，这个直流分量通过低通滤波器 对数字信号产生影响。这就是发端导频正 交插入的原因。
1、在抑制载波的双边带信号中插入导频 抑制载波的双边带信号，在载频处已调 信号的频谱分量为零，载频附近的频谱 分量也很小，这样就便于插入导频以及 解调时易于滤出它。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90°的“正交载波”，如图所示。 插入导频的发端方框图如下
接收端
插入正交载波导频的原因：接收机相干解调 器相乘器的输出为，
上式的第二项包含有二倍载频分量2ωc。 若用一窄带滤波器将2ωc频率分量滤出， 再进行二分频，就可获得所需的相干载波。
若用锁相环代替窄带滤波器，就得到平方
环法提取载波。由于锁相环具有良好的跟
踪席带滤波和记忆性能．平方环法比一般
的平方变换法具有更好的性能。因此，平
方环法提取载波应用较为广泛。
2. 同相正交环又叫科斯塔斯（Costas）环，
经低通滤波后分别为
v5= (1/2)m(t)cosθ v6= (1/2)m(t)sinθ 低通滤波器应该允许m(t)通过。v5、v6相 乘产生误差信号
vd= (1/8)m2(t)sin2θ 式中θ是压控振荡器输出信号与输入信号载
波之间的相位误差。当θ较小时， vd≈ (1/4)m2(t)θ
vd与相位误差θ成正比，它就相当于一个 鉴相器的输出。用vd去调整压控振荡器 输出信号的相位，最后使稳态相位误差 减小到很小的数值。这样压控振荡器的 输出、就是所需提取的载波。 同相正交环的工作频率是载波频率本身， 而平方环的工作频率是载波频率的两倍, 当载波频率很高时，工作频率较低的同 相正交环路易于实现。
数字通信中，消息是相继的码元序列，需 知道每个码元的起止时刻。在接收端产生与 码元的频率和相位一致的定时脉冲序列的过 程称为码元同步或位同步。
数字通信中的消息数字流，总是用若干 码元组成一个“字”，又用若干“字”组成 一句”。在接收端产生与“字”、“句”起 止时刻相一致的定时脉冲序列，称为“字” 同步和“句”同步，统称为群同步或帧同步。
11.2.1 插入导频法 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。对 这些信号的载波提取， 可以用插入导频 法（外同步法）。尤其是单边带（SSB） 信号， 它既没有载波分量又不能用直接 法提取载波，只能用插入导频法。 因此 有必要对插入导频法作一些介绍。
VCO输出两路正交的本地载波分别为
v1= cos(ωct+θ) v2= sin(ωct+θ) 式中，θ为VCO输出信号与输入已调信号 载波之间的相位误差。 信号m(t) cosωct分别与v1、v2 v3=m(t)cosωct·cos(ωct+θ)= m(t)[cosθ+cos(2ωct+θ)] v4=m(t)cosωct·sin(ωct+θ)= m(t)[sinθ+sin(2ωct+θ)]
11.2.2 插入导频法 直接法也称自同步法。这种方法是设法 从接收信号中提取同步载波。有些信号， 如DSB-SC、PSK等，它们虽然本身不直 接含有载波分量，但经过某种非线性变 换后，将具有载波的谐波分量，因而可 从中提取出载波分量来。下面介绍几种 常用的方法。 1. 平方变换法和平方环法
输 入 已 调 平 方 律 e ( t) 2 f c 窄 带 信 号部 件 滤 波 器
第 11章 同步原理
§11.1 引 言 §11.2 纠错编码的基本原理 §11.3 常用的简单编码 §11.4 线性分组码 §11.5 循环码 §11.6 卷积码 §11.7 网格编码调制
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§ 9.1 引言
同步是通信系统中的重要问题。当采用相 干解调时．接收端需要与发射端同频同相的 相干载波。这个相干载波的获取就称为载波 提取．或称为载波同步。
• 2PSK信号就是抑制载波的双边带信号， 上述插入导频法完全适用。对于SSB信号， 导频插入的原理与上面讨论的一样。
残留边带信号，由于fc附近有信号分量， 所以，如果直接在fc处插入导频，那么， 该导频必然会受到fc附近信号的干扰。然 而，可以在信号频谱之外插入两个导频f1 和f2，使它们在接收端经过某些变换后产 生所需要的fc。(详细方法略)