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： 例：考查DSB-SC信号 s(t)=A(t)cos(2gt+φ) 接收机参考载波 c(t)cos(2+) 解调器： c0a0=40eos0-+340co41+0- 低通滤波器输出： y0=7A)cos(0-) 相位误差中- 的影响： 以因子cos(-) 降低信号电压 ●以因子cos(-)降低信号功率 10°→功率损失0.13dB 2 30°→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(2ft+)-B(t)sin(2+) 接收机解调的正交载波：c.()=cos(2t+) c(t)=-sin(2t+) 解调：（经低通滤波器处理后） 同相支路 y,()=A(t)cos()-B()sin( 正交支路 ()=B()cos)sin( 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c0$(中一)，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
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)=Res,(t)e 信号经过高斯噪声信道，并产生x的延迟。 接收信号 r(t)=s(t-t)+n(t) =Re[s,(t-r)e+]e 传播延迟引起的载波相位 0=-2πft 实际中，中除了受x的影响外，还要受到其他因素的影响！ 为了解调和相干检测，必须估计两个参数：T, 将接收信号表示为： (t)=s(t,,T)+n(t) ,令0代表向量{中，} 则： s(t,p,t)→s(t,0) 5
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！