通信系統(tǒng)中載波同步技術原理應用與研究畢業(yè)論文.doc

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1、西北工業(yè)大學明德學院本科生畢業(yè)設計34西北工業(yè)大學明德學院本科生畢業(yè)設計通信系統(tǒng)中載波同步技術原理應用與研究畢業(yè)論文目錄摘要IABSTRACTII目錄III第一章緒論11.1選題的意義11.2載波同步的研究背景21.3論文內容安排3第二章同步的概念42.1同步的分類42.1.1載波同步42.1.2位同步42.1.3群同步52.1.4網同步52.2載波同步性能指標52.2.1精度5第三章載波同步原理93.1直接法（自同步法）93.2同相正交環(huán)法（科斯塔斯環(huán)）103.3插入導頻法123.4時域插入導頻法1634西北工業(yè)大學明德學院本科生畢業(yè)設計第四章載波同步應用

2、實例184.1馬達控制中的載波同步184.2BPSK載波同步194.3BPSK信號載波同步方法194.3.1非線性變換——濾波法194.3.2同相正交環(huán)204.3.3逆調制環(huán)214.3.4判決反饋環(huán)224.4彩色副載波同步23第五章全文總結275.1通信發(fā)展的未來前景27參考文獻29致謝30畢業(yè)設計小結3234西北工業(yè)大學明德學院本科生畢業(yè)設計34西北工業(yè)大學明德學院本科生畢業(yè)設計第一章緒論1.1選題的意義從上個世紀70年代開始，隨著計算機技術，微電子技術，自動控制技術等的發(fā)展，通信技術發(fā)生了很大的變化，從模擬通信系統(tǒng)到數字通信系統(tǒng)，從固定通信到移動通信，新

3、的通信體制及標準不斷提出，通信業(yè)務范圍不斷擴大。在現代通信中，由于數據業(yè)務量的增加，為在有限的頻帶內傳輸更多容量的數字信息，一些更為復雜的通信技術被采用。在模擬通信時代，模擬器件的非理想特性對系統(tǒng)性能有很大影響，如模擬濾波器的相位失真，放大器和混頻器的非線性等。而且模擬通信系統(tǒng)結構復雜，體積大，功耗大，調試不變，易出故障，兼容性很差。在模擬通信階段，人們對載波和位時鐘恢復算法的研究工作主要集中于經典的以鎖相環(huán)路PLL為基礎的遞歸反饋式結構。鎖相環(huán)路捕獲時間長，其可靠性較差。而且對于較復雜的高效的一些通信技術，鎖相環(huán)的設計很困難，系統(tǒng)構成相當復雜，這種技術的使

4、用受到了限制，所所有這些弊端都說明模擬通信系統(tǒng)已經不適合現代通信的要求。同步是通信系統(tǒng)中一個重要的實際問題，當采用同步解調或相干檢測時，接收端需要提供一個與發(fā)射端調制載波同頻同相的相干載波，這個相干載波的獲取就成為載波同步。通信是在兩點之間進行時，完成了載波同步，位同步和群同步之后，接收端不僅獲取了相干載波，而且通信雙方的時標關系也解決了，接收端就能以較低的錯誤概率恢復出數字信息。然而，隨著數字通信的發(fā)展，特別是計算機通信的發(fā)展，多個用戶相互通信而組成了數字通信網，34西北工業(yè)大學明德學院本科生畢業(yè)設計為了保證通信網內各用戶之間可靠地進行數據交換，還必須實現

5、數字通信系統(tǒng)中一個重要的單元——載波同步（又叫做載波恢復）的方法。它主要是進行兩個方面的工作，一個是補償信號在傳輸過程中所造成的頻偏損害，另一個是跟蹤相位，因此載波恢復包括載波相位偏移的估計和載波頻率偏移的估計以及對它們的補償。發(fā)射機和接收機之間的載波同步，是進行信息傳輸的一個極其重要的問題，對通信系統(tǒng)性能的優(yōu)劣有著很大的影響。1.2載波同步的研究背景同步是通信領域中一個重要的技術問題，同步性能的優(yōu)劣將直接決定整個通信系統(tǒng)的性能?？梢哉f，在通信系統(tǒng)中，同步是進行信息傳輸的前提。隨著現代通信與網絡技術的飛速發(fā)展，同步的重要性更加突出，許多先進的通信技術與系統(tǒng)都

6、要求精確地實現載波同步，位同步與幀同步，否則系統(tǒng)的優(yōu)越性能將無法得到保證。在通信系統(tǒng)中，數據序列都是經過一定的方式映射，被發(fā)射機調制到一定的頻率通過信道發(fā)送出去，接收機接收到的數據其參數受到發(fā)送機，接收機和信道的影響，接收機要在對這些參數準確估計的基礎上依靠判決裝置恢復發(fā)送數據。同步技術就是對這些參數實現準確的估計和校正。微電子技術、數字信號處理技術、計算機技術與通信技術的相互滲透與協調發(fā)展，是數字通信技術發(fā)展的強大動力，數字信號和數字系統(tǒng)得天獨厚的內在品質是數字通信方式逐步取代模擬通信方式的根本原因。數字信號容易被產生保存和在傳輸過程中再生，具有很強的抗噪

7、聲能力。信道對各種形式的數據具有透明性，千差萬別的模擬信號均可以轉換成數字信號在同一信道中傳輸，使得通信系統(tǒng)具有更強的通用性和更靈活的網絡互連性。數字信號的這些特點是模擬信號無法比擬的。當接收端采用相干解調時，接收端需要一個與發(fā)射端調制載波同頻同相的相干載波，這個相干載波的獲取就稱為載波同步，因此子阿伯同步是同步的一個重要分支，是實現相干解調的基礎。在中頻數字接收機中，數字下變頻的本地振蕩信號是一個固定頻率的自由振蕩信號，它不可能和輸入信號的載波頻率完全相等，必然產生一個頻偏；相位噪聲也會引起載波相位和頻率偏差；同時運動中的物體進行通信時出現的多普勒效應，也

8、會使接受信號的頻率發(fā)生變化，對通信系統(tǒng)產生惡劣的影響