通信人家园
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有关同步技术的资料 【已回复】
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时间:
2009-11-12 15:32
作者:
wuminhao
标题:
有关同步技术的资料 【已回复】
我是一个电子信息工程专业大四的学生，现在准备做论文，题目的本地网中的同步设计研究，现在一点头绪都没有，不知道怎么下手，有哪位大哥帮忙给我讲下，主要的内容有以下几点：
1.了解同步技术的概念及相关标准，同步技术的发展状况
2.了解现阶段本地网中同步技术的应用情况
3.了解同步技术未来的发展状况
时间:
2009-11-13 14:07
作者:
tomtuo
标题:
同步技术
4.4.1 同步技术及分类
所谓同步是指收发双方在时间上步调一致，故也称为定时。在数字通信中，按照同步的功用可以将同步技术分为：载波同步、位同步、帧同步和网同步。
(1)载波同步：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载波同步。在模拟调制以及数字调制过程中，要想实现相干解调，必须有相干载波。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件；
(2)位同步：位同步又称为码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。这就要求接收端必须提供一个位定时脉冲序列，该序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。提取这种定时脉冲序列的过程即称为位同步；
(3)帧同步：在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个帧。在接收这些数字信息时，必须知道这些帧的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。对于数字时分多路通信系统，如PCM30/32电话系统，各路码元都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。为了使接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程，称为帧同步；
(4)网同步：在获得了以上讨论的载波同步、位同步、帧同步之后，两点间的数字通信就可以有序、准确、可靠地进行了。然而，随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。显然，为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。
另一方面，同步也可以看作是一种信息，按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和自同步法。
(1)外同步法：由发送端发送专门的同步信息（常被称为导频），接收端把这个导频提取出来作为同步信号的方法，称为外同步法；
(2)自同步法：发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。自同步法是人们最希望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配给信号传输。在载波同步和位同步中，两种方法都有采用，但自同步法正得到越来越广泛的应用。而帧同步一般都采用外同步法。
同步本身虽然不包含所要传送的信息，但只有收发设备之间建立了同步后才能开始传送信息，所以同步是进行信息传输的必要和前提。同步性能的好坏又将直接影响着通信系统的性能。如果出现同步误差或失去同步就会导致通信系统性能下降或通信中断。因此，同步系统应具有比信息传输系统更高的可靠性和更好的质量指标，如同步误差小、相位抖动小以及同步建立时间短，保持时间长等。
4.4.2 载波同步
当己调信号频谱中有载频离散谱成分时，可用窄带带通滤波器或锁相环来提取相干载波，若载频附近的连续谱比较强则提取的相干载波中会含有较大的相位抖动。当已调信号中不含有载波离散谱时，可以采用插入导频法和直接法来获得相干载波。
直接法也称为自同步法。这种方法是设法从接收信号中提取同步载波。有些信号，如抑制载波的双边带（DSB-SC）信号、相移键控（PSK）信号等，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。
抑制载波的双边带（DSB-SC）信号本身不含有载波，而残留边带（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。
4.4.3 位同步
位同步是指在接收端的基带信号中提取码元定时信息的过程。它与载波同步有一定的相似和区别。载波同步是相干解调的基础，不论模拟通信还是数字通信只要是采用相干解调都需要载波同步，并且在基带传输时没有载波同步问题；所提取的载波同步信息是载频为的正弦波，实现方法有插入导频法和直接法。位同步是正确取样判决的基础，只有数字通信才需要，并且不论基带传输还是频带传输都需要位同步；所提取的位同步信息是频率等于码速率的定时脉冲，相位则根据判决时信号波形决定，可能在码元中间，也可能在码元终止时刻或其他时刻。实现方法也有插入导频法和直接法。
目前最常用的位同步方法是直接法，即接收端直接从接收到的码流中提取时钟信号、作为接收端的时钟基准，去校正或调整接收端本地产生的时钟信号，使收发双方保持同步。直接法的优点是即不消耗额外的发射功率，也不占用额外的信道资源。采用这种方法的前提条件是码流中必须含有时钟频率分量，或者经过简单变换之后可以产生时钟频率分量，为此常需要对信源产生的信息进行重新编码。
4.4.4 帧同步
帧同步的任务就是在位同步的基础上识别出这些数字信息帧的时刻，使接收设备的帧定时与接收到的信号中的帧定时处于同步状态。实现帧同步，通常采用的方法是起止式同步法和插入特殊同步码组的同步法。而插入特殊同步码组的方法有两种：一种为连贯式插入法，另一种为间隔式插入法。
1．连贯式插入法
连贯插入法，又称集中插入法。它是指在每一信息帧的开头集中插入作为帧同步码组的特殊码组，该码组应在信息码中很少出现，即使偶尔出现，也不可能依照帧的规律周期出现。接收端按帧的周期连续数次检测该特殊码组，这样便获得帧同步信息。A律PCM基群、二次群、三次、四次群，以及SDH中各个等级的同步传输模块都采用连贯插入式同步。
2．间隔式插入法
间隔式插入法是将n比特帧同步码分散地插入到n帧内，每帧插入1比持，μ律PCM基群及增量调制（△M）系统采用分散插入式同步。
3．帧同步码选择原则
对帧同步码的要求包括：具有尖锐单峰特性的自相关函数、漏同步概率小；便于与信息码区别、假同步概率小；码长适当，以保证传输效率。
符合上述要求的特殊码组有：全0码、全1码、1与0交替码、巴克码等。PCM基群帧中采用的帧同步码为0011011，巴克码也是目前常用的帧同步码组。
4.4.5 网同步
在数字通信网中，如果在数字交换设备之间的时钟频率不一致，就会使数字交换系统的缓冲存储器中产生码元的丢失和重复，即导致在传输节点中出现滑码。在话音通信中，滑码现象的出现会导致“喀喇”声；而在视频通信中，滑码则会导致画面定格的现象。为降低滑码率，必须使网络中各个单元使用共同的基准时钟频率，实现各网元之间的时钟同步。常见的网同步方法包括主从同步法、相互同步法、码速调整法、水库法等。
1．主从同步法
主从同步法是在通信网中某一网元（主站）设置一个高稳定的主时钟，其它各网元（从站）的时钟频率和相位同步于主时钟的频率和相位，并设置时延调整电路，以调整因传输时延造成的相位偏差。主从同步法具有简单、易于实现的优点，被广泛应用于电话通信系统中。实际引用中，为提高可靠性还可以采用双备份时钟源的设置。各站时钟的频率和相位也可以同步于其它能够提供标准时钟信号的系统，例如CDMA 2000系统的空中接口即是采用GPS信号进行同步。
2．相互同步法
相互同步法在通信网内各网元设有独立时钟，它们的固有频率存在一定偏差，各站所使用的时钟频率锁定在网内各站固有频率的平均值上（此平均值将称为网频）。相互同步法的优点是单一网元的故障不会影响其它网元的正常工作。
3．码速调整法
码速调整法有正码速调整、负码速调整、正负码速调整和正/零/负码速调整四大类。在PDH系统中最常用的是正码速调整。
4．水库法
水库法是依靠通信系统中各站的高稳定度时钟、以及大容量的缓冲器，虽然写入脉冲和读出脉冲频率不相等，但缓冲器在很长时间内不会发生“取空”或“溢出”现象，无需进行码速调整。但每隔一个相当长的时间总会发生“取空”或“溢出”现象，因此水库法也需要定期对系统时钟进行校准。
时间:
2009-11-13 14:09
作者:
tomtuo
标题:
通信中的同步技术问题的探讨
何川 （湖北省荆楚理工学院电子信息工程学院 湖北 荆门 448000 ）
[摘 要]同步技术是通信中的一个重要的问题，同步系统性能的降低，会直接导致通信系统性能的降低正因为如此，为了保证信息的可靠传输，要求同步系统应有更高的可靠性。
[关键词]码元 同步 载波
在通信系统中，信号的发送端和接受端要达到时间上的步调一致，为达到步调一致这一目的往往涉及到多个同步的方面。
当采用同步调制解调或者相干检测时，接收端需要提供一个与发送端调制载波同频同相的相干载波。那么这个相干载波的获取就称为载波提取或称为载波同步。
在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。在最佳接收机结构中，需要对积分器或匹配滤波器的输出进行抽样判决，判决时刻应对准每个接收码元的终止时刻。这就要求接收端必须提供一个位定时脉冲序列，该序列的重复频率与码元速率相同，相位与最佳取样判决时刻一致。我们把提取这种定时脉冲序列的过程称为位同步。
在数字通信中，信息流是用若干码元组成一个"字"，又用若干个"字"组成"句"。在接收这些数字信息时，必须知道这些"字"，"句"的起止时刻，否则接收端无法正确恢复信息。对于数字时分多路通信系统，如PCM30/32电话系统，各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。为了使接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程，称为帧同步。因此，在接收端产生与"字"，"句"及"帧"起止时刻相一致的定时脉冲序列的过程统称为群同步。
在获得了以上讨论的载波同步，位同步，群同步之后，两点间的数字通信就可以有序，准确，可靠地进行了。然而，随着数字通信的发展，尤其是计算机通信的发展，多个用户之间的通信和数据交换，构成了数字通信网。显然，为了保证通信网内各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟，这就是网同步的问题。
同步也是一种信息，按照获取和传输同步信息方式的不同，又可分为外同步法和自同步法。
（1）外同步法
由发送端发送专门的同步信息(常被称为导频)，接收端把这个导频提取出来作为同步信号的方法，称为外同步法。
（2）自同步法
发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号中提取同步信息的方法，称为自同步法。
自同步法是人们最希望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配给信号传输。在载波同步和位同步中，两种方法都有采用，但自同步法正得到越来越广泛的应用。而群同步一般都采用外同步法。
同步本身虽然不包含所要传送的信息，但只有收发设备之间建立了同步后才能开始传送信息，所以同步是进行信息传输的必要和前提。同步性能的好坏又将直接影响着通信系统的性能。如果出现同步误差或失去同步就会导致通信系统性能下降或通信中断。因此，同步系统应具有比信息传输系统更高的可靠性和更好的质量指标，如同步误差小，相位抖动小以及同步建立时间短，保持时间长等。
提取载波的方法一般问为两类：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，接收端就由导频提出载波，这类方法称为插入导频法；另一类是不专门发送导频，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
有些信号（如抑制载波的双边带信号等）虽然本身不包含载波分量，但对该信号进行某些非线性变换以后，就可以直接从中提取出载波分量来，这就是直接法提取同步载波的基本原理。下面介绍几种直接提取载波的方法。
1．平方变换法和平方环法 将一个不含直流分量的已调信号经过一个平方律部件得到一个m2(t) 包含直流分量的信号，同时还包含有2ωc频率的分量。在使其通过一个2fc窄带滤波器滤出其频率分量。再进行二分频，就获得所需的载波。平方环法是将平方变换法中的2fc 用一个由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成的锁相器，由于锁相器具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆性能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，因此，平方环法提取滤波应用较为广泛。
2．同相正交环法 是利用锁相环提取载波的另一种常用方法。加于两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器的输出信号和它的正交信号。因此通常称这种环路为同相正交环，有时也称这种环路为科斯塔斯环。
实现位同步的方法和载波同步的方法类似，也分为插入导频法和直接法，这两类方法有时也分别称为同步法和自同步发。
插入导频法：为了得到码元同步的定时信号，首先要确定接收到的信息数据流中是否包含有位定时的频率分量。如果存在此分量，就可以利用滤波器从信息数据流中把位定时信息提取出来。
若基带信号为随机的二进制不归零码序列，这种信号本身不包含位同步信号，为了获得位同步信号需在基带信号中插入位同步的导频信号，或者对该基带信号进行某种码型变换以得到位同步信息。插入导频法的另一种形式是使数字信号的包络按位同步信号的某种波形变化。例如PSK信号和FSK信号都是包络不变的等幅波，因此，可将位导频信号调制在它们的包络上，而接收端只要用普通的包络检波器就可恢复位同步信号。
直接法：根据基带信号的谱分析可以知道，对于不归零的随机二进制序列，不能直接从其中滤出位同步信号。但是，若对该信号进行某种变换，例如，变成单极性归零脉冲后，则该序列中就有 的位同步信号分量，经一个窄带滤波器，可滤出此信号分量，再将它通过一移相器调整相位后，就可以形成位同步脉冲。这种方法的方框图如图7-11所示。它的特点是先形成含有位同步信息的信号，再用滤波器将其滤出。而单极性归零脉冲序列，由于其包含 的位同步信号分量，一般作为提取位同步信号的中间变换过程。
在数字通信中，我们所传输的信息总是有一个个“句”组成，然而“句”则是由一个个的字组成，“字”则是由一个个的码元组成，也就是说，我们的群同步就是要给出所发信息的开头的结尾时刻，群同步有时也称为帧同步。为了实现群同步，可以在数字信息流中插入一些特殊码字作为每个群的头尾标记，这些特殊的码字应该在信息码元序列中不会出现，或者是偶然可能出现，但不会重复出现，此时只要将这个特殊码字连发几次，收端就能识别出来，接收端根据这些特殊码字的位置就可以实现群同步。
当在通信网内实现数字信息的交换与复接时，建立一个网同步系统是非常重要的，用于实现低速数字流之间，高速数字流之间的同步通信。实现网同步的方法主要有两大类：一类是建立同步网，也就是使网内各站的时钟彼此同步，各站时钟的频率和相位都相同，而建立这种同步网的主要方法有主同步和相互同步两种；另一类是异步复接，也称为独立时钟法，这是各支路参与复接的数字流是非同步的，它们有各自独立的时钟，但各支路数字流的速率偏差在一定容许的范围之内，在复接设备里对支路数字流进行调整和处理之后，使它们变成相互同步的数字流，因而就完成了变异步为同步的作用。
参考文献：
[1] （美）林舒（Lin，S.），（美）科斯特洛（Costello，D.J.）著，晏坚等译 差错控制编码（第2版），机械工业出版社- 2007年06月
[2] 樊昌信，徐炳祥等，通信原理，国防工业出版社-1990年9月
时间:
2009-11-13 14:13
作者:
tomtuo
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时间:
2009-11-13 14:14
作者:
tomtuo
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2009-11-13 14:15
作者:
tomtuo
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2009-11-13 14:16
作者:
tomtuo
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2009-11-13 14:17
作者:
tomtuo
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时间:
2009-11-13 15:11
作者:
wuminhao
标题:
回复 8# 的帖子
哇塞，你就是我的神啊！！！！
时间:
2009-11-13 16:52
作者:
freemanhjr
神！！
顶！！
时间:
2009-11-13 23:47
作者:
xhy133
神
时间:
2009-11-16 14:07
作者:
tomtuo
固顶一下 欢迎大家补充讨论！
时间:
2009-11-16 19:37
作者:
wuminhao
还有其他的没，越多越好。
时间:
2009-11-20 22:03
作者:
try_123
同步包括载频同步，帧同步，位同步，网元同步
时间:
2009-11-21 12:33
作者:
onlywang2005
非常感谢。：）
时间:
2009-11-28 09:37
作者:
jimmy4533
太感谢了
时间:
2010-1-30 20:15
作者:
heshuyi
好东东啊,非常感谢
时间:
2010-3-2 15:58
作者:
gxslwan
副斑竹发得太好了！！
时间:
2010-8-18 06:45
作者:
tippi郢
厉害啊，版主
时间:
2010-9-16 00:13
作者:
liuwei973
好东西啊，一定要顶~
时间:
2011-6-20 12:09
作者:
491421655
标题:
为什么我下载不下来
谢谢啊
时间:
2015-1-8 23:32
作者:
wolaizitianfu
非常好，正好需要
时间:
2015-4-8 17:20
作者:
darwinday
这个回复很全啊
时间:
2015-6-18 13:19
作者:
theseawh
tomtuo 发表于 2009-11-13 14:17
大大的顶！
时间:
2015-6-18 13:34
作者:
theseawh
为什么下载不了
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