Chapter 5载波和符号同步
Chapter 5 载波和符号同步
基本概念为什么要进行载波和符号同步？接收端为了恢复发送信息，要对解调器输出周期性抽样，但接收机对信号的传播时延未知，必须从接收信号中导出符号定时：·如果采用相干检测，接收机必须估计载波相位的偏移精确相位估计的重要性s(t)=A(t)cos(2f t+Φ)例：考查DSB-SC信号c(t) = cos(2f.t + g)接收机参考载波c(t)s()=A4(t)cos(±-)+→A(I)cos(4ft+±-)解调器：J(t) =→ A4(t)cos(μ-)低通滤波器输出：相位误差的影响：·以因子cos(Φ一）降低信号电压0-0以因子 cos(g-）降低信号功率100→功率损失0.13dB30o→功率损失1.25dB
2 基本概念 为什么要进行载波和符号同步 ? ⚫接收端为了恢复发送信息，要对解调器输出周期性抽样。 精确相位估计的重要性: 例：考查DSB-SC信号 接收机参考载波 低通滤波器输出： s(t) = A(t) cos(2f t +) c ) ˆ c(t) = cos(2f c t + ) ˆ ( ) cos(4 2 1 ) ˆ ( )cos( 2 1 c(t)s(t) = A t − + A t f c t + − ) ˆ ( )cos( 2 1 y(t) = A t − 相位误差 − ˆ 的影响： ) ˆ cos( − ) ˆ cos ( 2 − 10o→功率损失0.13dB 30o→功率损失1.25dB ⚫以因子 降低信号电压 ⚫以因子 降低信号功率 但接收机对信号的传播时延未知，必须从接收信号中导出符号定时； ⚫如果采用相干检测，接收机必须估计载波相位的偏移。 解调器：
基本概念例：QAM和M-PSK信号解调的情况发送信号：s(t)= A(t)cos(2f.t +Φ)- B(t)sin(2f t +Φ)接收机解调的正交载波：c,(t)=-sin(2f.t+g)c.(t)=cos(2ft+Φ)解调：（经低通滤波器处理后）=B(t)sin(Φ-A(t)cos(@-d)同相支路y(t)=2正交支路y(t)=B(t)cos(Φ-)=A(t)sin(Φ-Φ2结论：在QAM和M-PSK中，相位误差的影响比PAM信号严重：不仅使信号功率减少因子cos（Φ－），而且同相和正交支路之间存在着交互干扰
3 例：QAM和M-PSK信号解调的情况 发送信号： 接收机解调的正交载波： 解调：（经低通滤波器处理后） 同相支路 正交支路 s(t) = A(t) cos(2f t +) − B(t)sin(2f t +) c c ) ˆ cc (t) = cos(2f c t + ) ˆ cs (t) = −sin(2f c t + ) ˆ ( )sin( 2 1 ) ˆ ( ) cos( 2 1 yI (t) = A t − − B t − 结论： ⚫在QAM和M-PSK中，相位误差的影响比PAM信号严重； ⚫不仅使信号功率减少因子 ，而且同相和正交支路 之间存在着交互干扰。 ) ˆ cos ( 2 − ) ˆ ( )sin( 2 1 ) ˆ ( )cos( 2 1 y (t) = B t − + A t − 基本概念
5.1信号参数估计
4 5.1 信号参数估计
信号参数估计载波和符号同步中要估计的信号参数发送信号s(t) = Re [s;(t)ej2"/e)信号经过高斯噪声信道，并产生的延迟。接收信号r(t) = s(t-t)+n(t)=Re[s(t-t)e'e + z(0)]e/2tn)=-2元f.t传播延迟引起的载波相位实际中，Φ除了受的影响外，还要受到其他因素的影响！0为了解调和相干检测，必须估计两个参数：T，r(t)= s(t, Φ, t)+n(t)，令代表向量(，)将接收信号表示为：s(t, Φ, t) →s(t, 0)则：
5 2 ( ) Re ( ) j f t l s t s t e = π c 2 ( ) ( ) ( ) Re ( ) ( ) j j f t l r t s t n t s t e z t e = − + = − + π c = −2 f c 载波和符号同步中要估计的信号参数 发送信号 接收信号 传播延迟引起的载波相位 为了解调和相干检测，必须估计两个参数：τ， 信号经过高斯噪声信道，并产生 的延迟。 将接收信号表示为： , 令 代表向量 {, } s t s t ( , , ) ( , ) → r(t) = s(t, , ) + n(t) 则： 信号参数估计 实际中， 除了受 的影响外，还要受到其他因素的影响！