同步的概念
同步技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中非常重要的技術(shù),。一般來說數(shù)字通信系統(tǒng)要實現(xiàn)多種同步功能才能實現(xiàn)正確的數(shù)據(jù)通信任務(wù),。其技術(shù)目標(biāo)是實現(xiàn)不同地域收發(fā)雙方的同步通信互聯(lián),,實現(xiàn)一致的信息數(shù)據(jù)交換,因此,,通信系統(tǒng)是否能夠完全的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步交換成為了衡量通信質(zhì)量的重要因素,,如果通信系統(tǒng)沒有實現(xiàn)同步,將會導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓,,影響通信的效果,。
同步問題在手機(jī)、雷達(dá),、WLAN,、HDTV等都是很重要的。發(fā)送信號和接受信號是通信的最基本的兩個環(huán)節(jié),,接受信號實際上就是從噪聲,、干擾與畸變中提取信號,,獲取發(fā)送的信息。提取信號就是估計信號的某個或數(shù)個特征參數(shù),,如振幅,、頻率、相位與時間等,。同步中的主要過程就是信號參數(shù)的估值過程。
通信系統(tǒng)中的同步又可分為載波同步,、位同步,、幀同步和網(wǎng)同步幾大類。
網(wǎng)同步
在數(shù)字通信網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各站點為了進(jìn)行分路和并路,,必須調(diào)整各個方向送來的信碼的速率和相位,,使之步調(diào)一致,這種調(diào)整過程稱為網(wǎng)同步,。
如果沒有組網(wǎng),,只是一般的點對點通信,則不存在網(wǎng)同步的問題,。
幀同步
在數(shù)字通信系統(tǒng)中,,信息流是由最基本的“字”和“句”組成。對于時分多路信號,,要想在接收端能夠正確的分辯各路信號,,作為發(fā)送端首先應(yīng)該在信息流的頭部或尾部加入一些特殊的代碼進(jìn)行區(qū)分標(biāo)記,以便接收方能夠正確分辨信息,,那么,,在接收端獲取并分辨這些信息流的過程我們稱之為幀同步或群同步 。
幀同步是為了發(fā)現(xiàn)一個幀的到來,,或說是找到一個幀的開頭,。用于將不同的幀分開。
載波同步
在短距離的通信中我們一般采用基帶傳輸模式,,長距離的通信采用頻帶傳輸模式,,兩種模式在發(fā)送端首先都要進(jìn)行調(diào)制,在接收端進(jìn)行解調(diào),,他們大部分都是通過相干解調(diào)進(jìn)行,,只有幅度調(diào)制是通過非相干解調(diào)的,相干解調(diào)需要相干載波,,即需要一個與所接收到信號中的調(diào)制載波完全同頻同相的本地載波信號,,這個本地載波的獲取稱為載波同步,載波同步是實現(xiàn)相干解調(diào)的基礎(chǔ),。
載波同步有兩種方法,,一個是插入輔助同步信息,,即在時域或頻域插入同步信號。(注意:若在時域插入,,就是訓(xùn)練序列,。若在頻域插入,就是導(dǎo)頻序列,。)另一個方法是直接從接收信號中提取同步信息:多次方變換+鎖相環(huán),。
位同步
位同步也稱碼元同步。
位同步是數(shù)字信號碼元時間對齊的過程,。指數(shù)字傳輸中,,從信息碼流中提取時鐘信號,并借助于時鐘信號來識別信息碼元的定時提取過程,。
位同步是正確取樣判決的基礎(chǔ),,只有數(shù)字通信才需要,所提取的位同步信息是頻率等于碼速率的定時脈沖,,相位則根據(jù)判決時信號波形決定,,可能在碼元中間,也可能在碼元終止時刻或其他時刻,。
實現(xiàn)位同步的方法主要有外同步法和自同步法兩種,。
外同步法。外同步的方法是,,發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)之前先發(fā)送同步時鐘信號,,接收方用這一同步信號來鎖定自己的時鐘脈沖頻率,以此來達(dá)到收發(fā)雙方位同步的目的,。
自同步法,。接收方利用包含有同步信號的特殊編碼(如曼徹斯特編碼)從信號自身提取同步信號來鎖定自己的時鐘脈沖頻率,達(dá)到同步目的,。
另一種描述
位同步模塊的主要作用是產(chǎn)生一個與輸入數(shù)據(jù)頻率一致的時鐘信號,,保證每一位數(shù)據(jù)判決一次,且最好在信噪比最大的時刻進(jìn)行判決,。目前常用的位同步技術(shù)有插入導(dǎo)頻法,、非線性變換濾波法、鎖相環(huán)法和Gardner定時恢復(fù)算法,。
幾項同步的順序
先是載波同步,,再是位同步(碼元同步),然后是群同步(幀同步),。最后是網(wǎng)同步(如果存在通信網(wǎng)絡(luò)的話),。