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数字通信系统中的同步技术研究

来源:论文联盟  作者:马吉山 [字体: ]

数字通信系统中的同步技术研究

对于数字通信系统来讲,数字信息就是一串相继的码元序列,它不可避免会受到噪音、码间干扰的影响,而为了获取可靠、客观的信息数据,就必须在解调器的匹配滤波器的输出端以符号速率对信号进行采样。但是,在实际工作中,接收机即要知道采集的频率,还要确定一个定时相位对信号进行采集,这恰恰是数字通信系统中较为重要的“位同步”问题。
  作为一线的工作人员,必须要认识到同步系统性能的重要性,它的性能与通信系统的性能有非常直接的影响,具体来讲同步系统性能的底,通信系统性能就必定会低,甚至导致通信系统不能正确的工作。简单来讲,对于同步通信系统来讲,“同步”是进行信息输出的前提,而“位同步”不仅是帧同步的基础,还是网同步的基础,因此为了赋予信息传输更高的可靠性,就必须要求同步系统具有更高的可靠性。
  1 数字位同步系统的结构
  对于接收机来讲,实现“位同步”的方式可以分为两类,分别为采用时钟的相位和数字信号处理两种方法。实践中,一般会通过反馈环控制采用时钟的相位来实现同步,除此之外,就是采样时钟独立工作,采用数字信号处理方法,直接从位同步的采样信号中获取精准、正确的采样时刻的信号值。采用时钟的相位来实现同步,这类方法广泛地运用到了传统的接收机中,但是在新时期背景下,数字集成电路技术的发展已经趋于成熟,导致“数字信号处理方法”越来越受到关注,甚至隐隐有超越“时钟相位实现同步”法的趋势。本文由论文联盟http://www.LWlm.cOM收集整理客观来讲,“数字信号处理方法”也较为适应全数字解调接收系统的实现。笔者根据自己多年的工作经验,将数字位同步系统的结构形成了图1.
  2 位同步对数字通信系统的影响
  位同步作为数字通信系统中重要的组成部分,它对于通信系统的性能具有一定的决定性的作用。实践中,往往会采用“”表示位同步的相位误差,并有(表示分辨器的粪便次数),但是有时也会选择时间差“”来表式位同步的相位误差,并有(T表示每码元的周期)。
  设解调器输出的基带数字信号如图2(a)所示,并假设采用匹配滤波器法检测,即对基带信号进行积分、取样和判决。若位同步脉冲有相位误差,则脉冲的取样时刻就会偏离信号能量的最大点。
  通过图2可以看出,如若相邻码元相同时,码元同步误差并不会对采样点积分能量值造成影响,采样的结果仍旧是整个码元的能力。反之,如若相邻码元间出现变化时,位同步偏差会使积分能量与码元的实际能量并不相等,而需要将前一个码元的影响进行叠加,无疑是衰减了采样时刻的积分能量。认真观看图2(c)可以发现,当相邻码元值发生变化时,在一个码元周围内的前2的时间内,采集信号的积分为“0”,而采集点的值,实质上只是()时间内的积分值,导致这种现象出现的原因,归根就地就是码元定时误差的存在。简单来讲,积分能量与时间成正比,因此如若没有码元定时误差的存在,采样值的积分能量为“”,那么采样点此时的积分能量减小应该为。对于2PSK接受系统来讲,有相位误差时的误码率公式应该变为:
  式子中“E”是一比特的信号能量。
  通过对比,当时,理想状态下与码元定时存在误差时的误码率曲线,如图3,
  通过图3可以发现,码元定时误差的存在对系统的性能有一定的影响,它会导致系统的性能降低。如若相同信噪比的情况下,理想状态下要比存在定时误差时的误码率小太多。
  3 结语
  综上所述,同步系统性能对于通信系统性能有直接的影响,可以说同步系统性能的高低直接影响通信系统性能的好坏,甚至对于通信系统能否正常工作都有很大的影响。对于同步通信系统来讲,“同步”是进行信息传输的前提,而同步不仅是帧同步的基础,还是网同步的基础,因此为了确保信息传输的可靠性,就必须要构建一个可靠性强的同步系统。所以,作为一线的工作人员,必须要认识到同步系统性能的重要性,它的性能与通信系统的性能有非常直接的影响,具体来讲同步系统性能的底,通信系统性能就必定会低,甚至导致通信系统不能正确的工作。

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