第六章 載波和符號(hào)同步

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1、第六章載波和符號(hào)同步主要內(nèi)容：信號(hào)參數(shù)估計(jì)載波相位估計(jì)符號(hào)定時(shí)估計(jì)基本概念：傳播延時(shí)載波符號(hào)同步參數(shù)估計(jì)似然函數(shù)面向判決/非面向判決定時(shí)估計(jì)環(huán)/相位環(huán)/判決環(huán)一.同步（數(shù)字通信中，接收、發(fā)射是異地）1.同步種類（1）接收端需要產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)同頻、同相的本地載波，本地載波的頻率和相位信息來(lái)自接收信號(hào)（從接收信號(hào)中提取<導(dǎo)頻信號(hào)>），本地載波和接收信號(hào)載頻的同步問(wèn)題稱為載波同步。（2）接收數(shù)字信號(hào)，判決時(shí)刻對(duì)碼元的取值進(jìn)行判決，接收機(jī)必須知道準(zhǔn)確的判決時(shí)刻。<方法一>從接收碼元的起止時(shí)刻導(dǎo)出，判決時(shí)刻與碼元起止時(shí)刻同步碼元同步→位同步（3）接收機(jī)碼

2、元分組→消息（ASCCI碼）群同步(7位)→字同步→幀同步（4）通信網(wǎng)內(nèi)站點(diǎn)同步→網(wǎng)同步（衛(wèi)星通信）2.載波同步（1）在發(fā)射端的發(fā)送信號(hào)中插入專門(mén)的導(dǎo)頻信號(hào)——插入導(dǎo)頻（導(dǎo)頻信號(hào)是一個(gè)或幾個(gè)特定頻率的未經(jīng)調(diào)制的正弦波，在接收端提出導(dǎo)頻，利用此導(dǎo)頻的頻率和相位來(lái)決定本地產(chǎn)生的載波頻率和相位）（2）在接收端設(shè)法從有用信號(hào)中直接提取載波，而不需傳送專門(mén)的導(dǎo)頻A.平方法設(shè)接收信號(hào)為為調(diào)制信號(hào)，無(wú)直流分量中無(wú)載波分量平方包含了兩倍載頻分量。用窄帶濾波器濾出，并經(jīng)二分頻，就可得出載頻分量。B.科斯塔斯環(huán)法——同步正交環(huán)法信號(hào)發(fā)射信號(hào)：本地載波：接收信號(hào)和本地載

3、波相乘低通濾波相乘是本地鎖相環(huán)中的本地載波相位與接收信號(hào)載波相位之差。3.位同步碼元同步——外同步法，自同步法自同步法——開(kāi)環(huán)同步，閉環(huán)同步開(kāi)環(huán)同步：同步電路直接從輸入碼流中提取發(fā)送碼流的時(shí)鐘。閉環(huán)同步：用比較本地時(shí)鐘和輸入信號(hào)的方法，將本地時(shí)鐘鎖定在輸入信號(hào)上。4.群同步兩類：（1）在發(fā)射端利用特殊的碼元規(guī)律使碼元本身自帶分組信息。（2）在發(fā)送碼元序列中插入用于群同步的若干特殊碼元（群同步碼）（集中插入群同步碼組，分散插入群同步序列）5.網(wǎng)同步通信網(wǎng)的時(shí)鐘同步，解決網(wǎng)中各站的載波同步，位同步和群同步等問(wèn)題。發(fā)射機(jī)同步開(kāi)環(huán)法：不依靠中心站處接收信號(hào)

4、參量的任何測(cè)度。閉環(huán)法：依靠準(zhǔn)確的，可預(yù)測(cè)的鏈路參數(shù)。二.信號(hào)參數(shù)估計(jì)1.接收機(jī)輸入信號(hào)的數(shù)學(xué)模型①信號(hào)延遲②高斯噪聲：傳播延遲：等效低通信號(hào)很大，的誤差引起的誤差很大。必須估計(jì)兩個(gè)參數(shù)和估計(jì)：參數(shù)向量最大似然(ML)準(zhǔn)則最大后驗(yàn)概率(MAP)準(zhǔn)則未知的確定向量建模成隨機(jī)模型先驗(yàn)概率密度N個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正交函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)正交展開(kāi)式隨機(jī)變量的聯(lián)合PDF可表示為的ML估計(jì)值就是使最大MAP后驗(yàn)概率密度函數(shù)2.似然函數(shù)加性白噪聲：最大化，即：即：三.載波相位估計(jì)相位，以代替（時(shí)間段）與無(wú)關(guān)能量函數(shù)=常值對(duì)數(shù)似然函數(shù)與無(wú)關(guān)的常數(shù)四.最大似然定時(shí)估計(jì)1.鎖相環(huán)2.面向判

5、決法3.非面向判決法1.時(shí)延的ML估計(jì)值與載波相位估計(jì)一樣：求的ML估計(jì)值（最優(yōu)值）的必要條件：五.載波相位和符號(hào)定時(shí)的聯(lián)合估計(jì)和為兩個(gè)信息序列。對(duì)于和面向判決ML估計(jì)，求和的ML估計(jì)值的必要條件：