“同步”
状态寄存 器
与 门
清“0”
漏同步保护 计数器N2
“失步”
工 作 控 制
群同步保护原理图
与 群同步 门 输出
状 态 指 示
第9章 同步技术
9.5 扩频同步
接收机本地生成的扩频序列与接收信号的同步通常经过两 个步骤完成：
– 第一步是搜索和捕获接收信号的粗略相位，使得相位 对准误差小于1个码元，通常称这一步为捕获或初始同 步；
第9章 同步技术
• 实际例子演示 • （蓝牙传输系统）
第9章 同步技术
• 例 ：设某数字传输系统中的群同步采用 7 位长 的巴克码（ 1110010 ），采用连 贯式插入法 （ 1 ）试画出群同步码识别器原理图； （ 2 ）若输入二进制序列为 01011100111100100 ， 试画出群同步码 识别器输出波形（设判决门限 为 4.5 ）。
第9章 同步技术
– 群同步系统的性能指标
• 漏同步概率
漏同步概率指由于识别已达到的同步码组的概率
• 假同步概率
m
P1 1
C
r n
P
r
(1
P)nr
r0
假同步概率指由于消息码元中出现与同步码组相同的码序 列而被识别器误认为同步码组，导致错误同步的概率
m
P2 2n Cnr r0
– 可以采用“填充脉冲”的方法或“水库法”调 整数码速率。
第9章 同步技术
– 填充脉冲同步
填充脉冲同步方法又称正码速调整法
写
写
填充脉冲
读
读
合路缓冲存贮器
分路缓冲存贮器
第9章 同步技术
– 水库法
• 在通信网的各站设置极高稳定度的时钟源和容量足 够大的缓冲存贮器，使得在很长的时间间隔内缓冲
存贮器都不会发生“取空”或“溢出”，就像水库
– 为了改善同步系统性能，常用的群同步保护措施是将群同步 的工作划分为两种状态：捕捉态和维持态。处在捕捉态时， 也就是未同步状态，以降低假同步概率为目的；处在维持态 时，也就是同步建立之后，以降低漏同步概率为目的。
第9章 同步技术
位同步 分频器 置“0”
收码 识别器
门 限 电 平 调 整
假同步保护 计数器N1
一样既不会被抽干又很难将水灌满，因而无须进行 码速率调整。
• 若存贮器的位数为2n，起始为半满状态的n位，存
贮 器 读 写 速 率 差 为 ±∆f ， 则 发 生 一 次 “ 取 空 ” 或
“溢出”的时间间隔T为
T
n
fS
第9章 同步技术
• 当S=10-9,f=2048kb/s,n>=180, 可以算出：T>=24h 即存储器仅需360位就可以连续工作1天1夜
跟踪点
第9章 同步技术
• 9.6 网同步
• 为了保证数字信息的可靠复接和交换，必须使整个网各转 接点的时钟频率和相位相互协调一致，即实现网同步。
• 数字通信网同步的主要方式有3种： – 主从同步法 – 相互同步法 – 独立时钟同步法。
第9章 同步技术
• 主从同步法
在整个通信网中设置一个高稳定度 的主时钟源，它产生的时钟沿箭头 所示方向逐站传送至网内的各站， 使网内各站的频率和相位保持一致。
第9章 同步技术
• 平均建立时间
– 连贯式插入法
– 间隔式插入法 ts (1 P1 P2 )NT
采用逐码移位法检测同步码，其平均建立时间大致
ts N 2T
第9章 同步技术
• 群同步的保护
群同步可靠性: 漏同步概率，假同步概率都要低； 平均同步建立 时间尽量少；
– 群同步过程中存在漏同步和假同步现象，这两种情况的出现 概率越小越好。然而，要求漏同步概率小和要求假同步概率 小是相互矛盾的。
第9章 同步技术
– 串行搜索法
接收信号
T
0 dt
伪码 产生器
搜索 控制器
时钟
直序扩频信号的串行搜索捕获
门限值 比较器
捕获标志
第9章 同步技术
接收信号
带通 滤波器
平方津 检测器
跳频器
伪码 产生器
时钟
门限值 搜索控制 跳频信号的串行搜索捕获
积分器
比较器 捕获标志
第9章 同步技术
– 序贯估计法
接收信号
– 第二步是在捕获的前提下，使码相位误差进一步减小， 使得所建立的同步持续保护下去，通常称这一步为跟 踪。
第9章 同步技术
• 捕获
捕获的任务是搜索不确定时间相位或频率的接收信号，使 本地生成的扩频序列粗略同步到所接收的扩频信号上。常 用的捕获方法有串行搜索法，序贯估计法、前置同步法、 发射参考信号、突发同步法和匹配滤波器同步法等
伪随机序列 码片检测器
2 1
T
0 dt
比较器
门限 n级伪随机 序列发生器
搜索控制
时钟 捕获标志
第9章 同步技术
• 跟踪
– 延迟锁定环跟踪，也称早-迟门环跟踪
接收信号
中放
解调 信码
包络检波波
包络检波波
T/2 伪码产生器
n n-1
1
延迟锁定环跟踪接收机
a+ –
b
时钟中 放
低通中 放 c
a b c
复合相关特性
– 相互同步法的优点当某一站出故障时，网频率 将平滑过渡到一个新的平均值，其他站仍然能 够正常工作。克服了主从同步法过分依赖主时 钟源的缺点，提高了通信网工作的可靠性。
– 相互同步法的缺点是设备较复杂。
第9章 同步技术
• 独立时钟同步法
– 独立时钟同步又称准同步，或称异步复接。这 种方式是全网内各局都采用独立的时钟源，各 局的时钟频率不一定完全相等，但要求时钟频 率稍高于所传的信息码速率，并且信码速率的 波动也不会高于时钟频率。
主时钟源 M
S2
S1
2
– 主从同步法的优点是时钟稳定高、 设备简单。
– 主从同步法的缺点是，当时钟传递 路径中的某一站发生故障时，不仅
S3
S4
S5
S6
主从同步法的时钟传送
影响本站，还要影响它以下的各站。
第9章 同步技术
• 相互同步法
网内各站都有自己的时钟，并把它们相互连接 起来，使其相互影响，各站的时钟频率最终锁 定在网内各站固有时钟频率的平均值上 。