现代通信原理复习摘要

数字基带传输系统：

1. 未经过调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始，称为数字基带信号。

2. 表示信息码元的单个脉冲波形并非一定是矩形的，根据实际需要和信道情况，还可以是高斯脉冲、升余弦脉冲

等其他形式。数字基带信号可表示为： 3.

s(t)?n????ag(t?nT)，式中ans?n为第n个码元所对应的电平值（0，+1或者-1，+1等）；Ts为码元持续时间；

g(t)为某种脉冲波形。

4. 由于数字基带信号是一个随机脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只能用功率谱来描述它的频谱特性。

5. 二进制的基带信号的带宽主要依赖于单个码元波形的频谱函数。时间波形的占空比越小，占用的频带越宽。若

以频谱的第一个零点计算，NRZ（??Ts）基带信号的带宽B?1??fs；RZ（??Ts2）基带信号的带宽为

Bs?1??2fs，其中fs?1Ts是位定时信号的频率，在数值上与码元速率RB相等。

6. 单极性基带信号是否存在离散谱取决于矩形脉冲的占空比。单极性NRZ信号中没有定时分量，RZ信号中存在

信号分量，可直接提取它。“0”“1”等概率的双极性信号没有离散谱，也就是说没有直流分量和定时分量。 7. 基带信号传输码码型的选择考虑以下原则：

1) 不含直流分量，且低频分量尽量少。

2) 应含有丰富的定时信息，以便从接收码中直接提取定是信号。 3) 功率谱主瓣宽度窄，以节省传输带宽。 4) 能适应信息源的变化。 5) 具有内在的检错能力。

6) 编译码简单，以降低通信延迟和成本。

8. 有效性和可靠性是通信系统的两个重要指标。在模拟通信系统中，有效性用带宽衡量，可靠性用输出信噪比衡量；在数字通信系统中，有效性用码元速率、信息速率和频带利用率表示。可靠性用误码率衡量。 9. 信息速率Rb是每秒发送的比特数；码元速率RB是每秒发送的码元个数。

Rb?RBlog2M(b/s)。在讨论效率时，信息速率更为重要，而码元速率决定了发送信号所需的带宽。

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数字频带传输系统：

1. 采用数字键控的方法来实现数字调制称为键控法。基本的数字调制方式：ASK、FSK和PSK（DPSK）。 2. 2ASK信号的时间波形随二进制信号s(t)通断变化，所以又称为通断键控信号（OOK信号）。 3. 二进制符号序列：s(t)?4.

?nang(t?nTs)。其中g(t)???10?t?Ts。

?0othere2ASK(t)??ang(t?nTs)cos?ct

n5. 2ASK调制器原理框图：

6. 2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。连续谱g(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱由载波分

量确定。

7. 2ASK信号的传输的带宽是码元速率RB的2倍。 8. 2ASK信号的功率谱密度表达式：P2ASK(f)?率谱Ps(f)的线性搬移，属于线性调制。

9. 对2ASK信号的解调可以采用非相干解调法（包络检波法）和相干解调法（同步检测法）。

10. ASK信号的频谱是基带信号频谱的简单搬移，带宽是原基带信号的两倍。

11. ASK信号的频带利用率：

（1） 对于具有理想的无码间串扰系统：??（2） 对于滚降系数为?的基带调制信号：

i.

1[Ps(f?fc)?Ps(f?fc)]，2ASK信号的功率谱是基带信号功4RsBpassband?Rs2Bbaseband?2Bbaseband?1(BaudHz)

2Bbaseband??RsBpassband?Rs2Bbassband?2Bbassband(1??)1?(BandHz)

2Bbassband1??（3） 对于OOK信号，如果只考虑主瓣：

（4）

??RsBpassband1Ts1??(BandHz)

221Ts12. 2FSK实现方案：（1）采用变容二极管模拟调频实现。（2）采用开关电路，通过键控法实现。 13. 2FSK功率谱密度表达式：P2FSK?11[Ps1(f?f1)?Ps1(f?f1)]?[Ps2(f?f2)?Ps2(f?f2)]。相位不连续的442FSK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成。连续谱由两个中心位于f1和f2的处的双边谱叠加而成，离散谱位于两个载频f1和f2处。

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14. 2FSK信号的带宽为：B2FSK??f?2B，其中?f?f1?f2，B是基带脉冲信号的带宽B?1。 Ts15. e2FSK(t)??????ag(t?nT)cos?t?ag(t?nT)?ns?1s?cos?2t。 ??n?n??n?16. 2FSK信号的解调方法有模拟鉴频法和数字检测法，有非相干解调方法和相干解调方法。过零检测法：信号通

过检测过零点数从而得到频率的变化输入信号经过限幅后产生矩形波，经过微分、整流、波形整形，形成与频率变化相关的矩形脉冲波，经过低通滤波器滤除高次谐波，便恢复出与原数字信号对应的基带数字信号。 17. 2FSK原理框图： 18. e2PSK(t)???1?其中：，选择双极性 ag(t?nT)cos?ta???ns?cn?n???1?19. 2PSK原理框图。

20. 2PSK信号的解调通常采用相干解调。 21. 数字调制的主要目的：

（1） 使数字信号适合在带通信道中传输并易于实现。

（2） 能通过频分复用将数字信息（基带信号）安排在不同的频段传输，提高频带利用率。

22. 2PSK信号的频谱特性与2ASK十分相似，带宽也是基带信号带宽的2倍。区别仅仅在于当P=1/2时，其频谱

中无离散谱，此时2PSK相当于抑制载波的双边带信号。因此可以看作双极性信号调制下的调幅信号。

23. 2PSK相干解调时，由于载波恢复中相位有0,?模糊性，导致解调过程出现反向工作现象，恢复出的1和0倒

置，从而使2PSK难以应用。

24. 24.2DPSK是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，又称相对相移键控。

25. 25.2DPSK信号的产生方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把绝对码表示成相对码，然后再对相

对码进行绝对调相。

26. 对于同一调制，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率。在抗高斯白噪声方面，相干

2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。在相同的信噪比r下，相干解调的2PSK系统的误码率最好。

27. 目前用的最多的数字调制方式是相干2DPSK和非相干2FSK。2DPSK主要用于高速数据传输，而非相干2FSK

则用于中低速数据传输中，特别是在衰落信道中传输数据，它有着广泛的应用。

多进制数字调制

1. M—进制数；k—每个码元携带的比特数；Rb—比特速率；

RS—码元速率；TS—码元间隔；Tb—比特间隔；W—系统带宽

RbRS?,log2M2. 对于MASK、MPSK和MQSK：

M?2k,k?log2M

Rs?W(1??)

3. 频带利用率：

a) ??RbRslog2M1??log2M(bits/s/Hz)对于同样的Rs，M越大，频带利用率越大。 WW1??b) 当Rb不变时，M增大，Rs降低，所需带宽减少。若信号幅度不变，噪声容限下降，误码上升。 c) M增大时，要保持相同的噪声容限，要提高信号功率。

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4. 正交信号空间

N个归一化函数构成的函数集：f1(t),f2(t),fN(t)若满足：

?

????0m?n fn(t)fm(t)dt???1m?nN则可构成一个N维的正交信号空间，该空间中的每一信号可表示为：

s?t???n?1snfn?t?

其中sn??s?t?f?t?dt

??n?5. 信号的能量与系数的关系：

?Es????2 s(t)dt??sk2k?1N6. 正交信号空间两信号的互相关系数：

?mk?1EmEk????sm(t)sk(t)dt=smsk EmEk7. 两信号间的欧式距离：

dmk????????sm?t??sk?t???dt2?12?Em?Ek?2EmEk?mk??12

若每个信号的能量相等，则有

Ek?Em?E?dmk???2E?1??mk???

12dmk?sm?sk???i?1?smi?ski??

??根据信号的欧式距离，可判断系统的噪声容限。

8. 统计判决的基本方法

1) 假定M个可能发送的信号和其先验概率P(Si)。

似然函数

N2122) 假定可以确定信道的转移概率和后验概率：转移概率：P(r|si)，后验概率：P(si|r)。

3) 收到接受信号r后，根据先验概率、信道转移概率或后验概率可得到统计判决的准则。 4) 根据判决准则可确定判决门限/判决域。

最大后验概率准则MAP

最大似然准则ML 5) 计算差错概率。

9. 在数字通信系统中，最直观最合理的准则是：最小误差准则。 10. 最大似然判决法/准则（ML）

设发送信号空间为：?S??S|si?t?,接收信号为：r?t??si?t??nW?t?,si??S??i?1,2,...,M,0?t?TS?；

i?1,2,...,M,0?t?TS。nW?t?为高斯白噪声，若选择满足

??argmaxP?si?p?r|si?的si作为发送码元信号的判决，可使差错概率最小。 s先验概率，转移概率

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若收到r ,且已知p?r|si?,i?1,2,...,M，则可根据上式实现信号的最佳接收。若发送的各码元先验等概，

si??S???argmaxp?r|si?。 则ML准则可以简化为：s11. 最大后验概率准则（MAP）

P?si?p?r|si??p?r?p?si|r?,P?si?p?r|si?p?si|r??p?r?si??S?si??S?i?1,2,...,M则

与

ML

准

则

等

价

地

有

：

??argmaxp?si|r? argmaxP?si?p?r|si??argmaxp?si|r?，最大后验准则为：ssi??S?

12. M进制确定信号的最佳接收：

??argmaxprsi?s??argminri?si，其中：等价为：ssi??S?si??S???ri??ri1,ri2,...,riN?si??si1,si2,...,siN?

13. M进制振幅键控

信号表示形式：

si?t??aigT?t?cos?Ct,14. 若信号波形gT(t)为矩形脉冲。则有：

i?1,2,...,M,0?t?TS

?EgTs0?t?Ts?2gT(t)??Ts，其中Eg??gT(t)dt为信号的能量。MASK信号分布在

0??0others一维的空间内，其归一化基函数为：f1?t??

15. MASK信号的矢量表示：

2gT?t?cos?Ct Egsi??si?i?1,2,（信号空间表示？） ,M，信号的归一化基函数表示为：

si(t)?sif1(t)si??si(t)f1(t)dt??0TsTsEg20aif1(t)f1(t)dt?|am?an|

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Eg2ai

也可以直接从实

际意义上理解

信号矢量之间的欧式距离：dmn?sm?sn?

Eg2

16.

17. MPSK信号表达式：

2??i?1???si?t??gT?t?cos??Ct??,M??18. 8PSK调制器的原理图

i?1,2,...,M0?t?TS

19. MPSK信号可以展开为：

si?t??gT?t?aiCcos?Ct?gT?t?aiSsin?Ct2?aiC?cos?i?1?,M2?aiS?sin?i?1?,Mi?1,2,...,M 0?t?TS20. MPSK信号的每个符号的能量相同：

ES??si2?t?dt?0TS1TS21gtdt?Eg,T???022i?1,2,...,M

21. 若调制信号为矩形脉冲，gT(t)可记为：

?2Es0?t?Ts? gT(t)??Ts?0others?MPSK信号又可以表示为：

si?t??

2ESaiCcos?Ct?aiSsin?Ct,TS??0?t?TS

MPSK信号分布在二维空间内，其归一化正交基函数为：

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f1?t??2cos?Ct Ts2sin?Ct Tsf2?t???则：si(t)?si1f1(t)?si2f2(t)，可得到：si1?ESaiC,si2?ESaiS

22. MPSK信号相邻矢量（符号）间的最小距离：

dmin?2?sisin2?M??2ESsin 2M23. 理想情况下，接收后的相位差为0。

?r1,r2???r?arctan?i?argmin?i??rs?i????r2r1，?i为MPSK发送信号的相位集。

??i,i?1,2,...,M?24. 存在相位误差??n，但不会造成误判的条件为：

?2?M2?M?????n????????n? 22MM25. 误码特性曲线：

M进制正交幅度调制MQAM 1. MQAM信号的表达式:

si?t??aiCgT?t?cos?Ct?aiSgT?t?sin?Cti?1,2,...,M,

0?t?TS

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2. MQAM信号的矢量表达式：

si?t??si1f1?t??si2f2?t?i?1,2,...,M,f1?t??f2?t???TS0?t?TS2gT?t?cos?Ct,Eg2gT?t?sin?Ct,Eg0?t?TS0?t?TS，

si1??si?t?f1?t?dti?1,2,...,M0si2??si?t?f2?t?dti?1,2,...,M0TS?则MQAM信号的矢量表示为：si??si1,si2???aiC??Eg2,aiSEg??,2??i?1,2,...,M

电平范围，每一维的电平个数，双极性。 aiC,aiS?2i?1?M,?dmin?minaiCMQAM信号的最小欧式距离:

i?1,2,...,MEg2??minEg2aiC?aiC?Eg2?aiC???2Eg?2?i?1??1?M???2i?1?M????2?Eg2?2Eg。 结合星座图，本质就是星座图上相邻两点坐标距离，即横坐标的间隔或纵坐标的间隔。 3. MQAM特点：可充分利用信号平面，增加不同符号点信号间的距离。充分利用了整个相幅平面，因此具有相对较强的抗干扰能力。 一般地，对MPSK：dMPSK,min?2sin????M?? ?对MQAM dMQAM,min?2 M?14. MQAM信号产生主要有两种方法：正交调幅法，复合相移法。

最小频移键控（Minimum Shift Keying, MSK） 1. MSK调制与2FSK相比：

a) 占用的频带宽度小，即频带利用率较高。 b) 相位连续。 c) 信号包络恒定。 d) 严格正交。

e) 带外功率谱密度下降快。 2. MSK信号的表达式

sk(t)?cos(?ct?ak?t??k)kTs2Tst?(k?1)Ts，其中?c为载波角频率，当输入码元为1 时，ak??1；当

输入码元为0时，ak??1；?k为第k个码元的初始相位，它在一个码元的宽度中保持不变。

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3. sk(t)??f1?fc?14Ts?cos(2?f1t??k)ak??1，其中，其为正交2FSK信号，则可推得：sin(2?cTs)?0即：

f?f?14Tcos(2?ft??)a??12cs2kk?Ts?n1。每个码元持续时间Ts内包含的波形数是载波周期1/4的整数倍。 4fcnm1?(N?)，其中N为正整数，m=0,1,2,3 。 4Ts4Ts进一步改写为：fc?f1?fc?4.

1m?11?(N?)4Ts4Ts1m?11?(N?)4Ts4Ts进一步可推导的：Ts?(N?f2?fc?m?1m?1)T1?(N?)T2 445. 仅当一个码元中包含整数个载波周期时，初始相位相同的相邻码元间相位才是连续的，即波形是连续的；否则，即使初始相位?k相同，波形也不连续。

6. 波形相位连续的一般条件是：前一码元末尾的总相位等于后一码元开始时的总相位。

?0kTs??k?1??0kTs??k，这就要求：

ak?1?a??kTs??k?1?k?kTs??k。写出递归条件： 2Ts2Ts当ak?ak?1时??k,k?(ak?ak?1)??2当ak?ak?1时。??k?k?,在用相干法接收时，可以假设?k的厨师相位为0，这时?k?1?0or?

?k?1??k?第k+1个码元的相位?k?1不仅和当前输入ak?1有关，还和前一码元的相位?k及ak有关。这就是说，要求MSK前后码元之间存在相关性。 7. 令：?k(t)?ak?t??k，其称为第k个码元的附加相位。在一个码元持续的时间内，它变化??2，可以画出2TsMSK信号附加相位的轨迹图。

8. MSK信号可以变换为两个正交分量：

sk(t)?pkcos式中：

?t2Tscos?ct?qksin?t2Tssin?ct(k?1)Tst?kTs

pk?cos?k??1 qk?akcos?k?akpk??1

pk,qk不可能同时改变，pk仅当k 等于奇数时才可能改变符号；qk仅当k等于偶数时才可能改变符号。

9. MSK信号的产生方式：

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差分编码器就是DPSK调制中采用的码变换器（双稳态触发器），但是令这里的双稳态触发器仅当输入为“-1”时才反转。

10. MSK信号可以采用相干解调法和非相干解调法。 11. MSK信号的最佳接收方法：

利用两个相隔一个周期T的两个匹配滤波器在两个码元周期T分别进行收到和判决。 12. 延迟判决相干解调法（采用QPSK信号的解调原理）。

接收信号分别用提取的相干载波cos?st和?sin?st，得到

sk(t)cos?st = [pkcos(?t/2T)cos?st - qksin(?t/2T) sin?st]cos?st = (1/2) pkcos(?t/2T)

sk(t)(-sin?st) = [pkcos(?t/2T)cos?st - qksin(?t/2T) sin?st](-sin?st) = (1/2)qksin(?t/2T) 经过积分判决后，得到pk,qk，再作模2乘（异或）。

13. 当用匹配滤波器分别接收每个正交分量时，MSK信号的误比特率性能和2PSK、QPSK及OQPSK等的性能一样。

若把它当作FSK信号用相干解调法在每个码元持续时间T内解调，则其性能将比2PSK信号的性能差3dB。 高斯最小频移键控GMSK

1. GMSK使信号的功率谱密度进一步集中和减小对邻道的干扰。在进行MSK调制前将举行信号脉冲通过一个高

斯型低通滤波器。

2. 高斯型低通滤波器频率特性：

H(f)?exp[?(ln2/2)(f/B)2]

优点：对邻道干扰小. 缺点：有码间串扰（ISI）.

GSM制蜂窝网中就是采用BTs=0.3的GMSK调制，为了得到更大的用户容量。

正交频分复用(OFDM) 1. 特点：

a) 为了提高频率利用率和增大传输速率，个子载波的一条信号频谱有部分重叠；

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b) 各路已调信号是严格正交的，以便接收端完全分离各路信号； c) 子信道间不需要保护频带间隔，因此能够充分利用频带； d) 每路子载波的调制是多进制调制；

e) 每路子载波的调制制度可以不同，并且可以为适应信道的变化而自适应地改变； 2. 应用：

费对称数字环路（ADSL），高清晰度电视（HDTV），信号传输，数字电视广播（DVB），无线局域网（WLAN），无线广域网（WWLAN）和下一代蜂窝网中。

3. 设在一个OFDM系统中有N个子信道，每个子信道采用的子载波为：

xk(t)?Bkcos(2?fkt??k)k?0,1,2,......,N?1

各相邻子载波的频率间隔：?f?都是正交的。

4. 设一OFDM系统中共有N路子载波。子信道码元持续时间为Ts，每路子载波均采用M进制调制，则它占用的

频带宽度为：BOFDM?k?m1，且子载频：fk?2TsTsm?0,1,2,......。在码持续时间任意两个子载波

N?1(Hz)。 TsNlog2M1N.?log2M(bs?Hz)。 TsBOFDMN?15. 频带利用率为?bOFDM?6. OFDM调制原理方框图

7. OFDM在实际应用中仍然存在不少缺陷：

a) 为了保持子信道之间的正交性，消除相邻符号之间的码间干扰(ISI)，OFDM符号之间必须加入至少为无线

信道弥散长度的循环前缀(CP)。

b) 载波同步，相位同步与符号定时的精度对移动通信系统的性能影响都很大。 c) OFDM技术主要是基于傅里叶变换，对信号经过一个矩形窗处理，它的子载波的频谱包络主瓣能量不集中，

旁瓣衰减慢，对频偏敏感，容易产生子信道间干扰。

d) 对于相同的调制条件，OFDM技术的频谱利用率不高，系统的鲁棒性较差。 复用技术

多个信息源共享一个公共信道。 1. 频分复用（FDM）

在频分复用中，信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段，每路信号占用其中一个频段，因而在接收端可以采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。 2. 时分复用（TDM）

利用各信号的抽样值在时间上相互重叠来达到在同一信道中传输多路信号的一种方法。

3. 在时分复用系统中，除了采用PCM方式编码外，还可以采用增量调制方式编码，从而构成TDM??M系

统。

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4. 与FDM相比，TDM方式主要有两个以下优点：

a) 多路信号的复接和分路都是采用数字处理方式实现的，通用性和一致性好，比FDM的模拟滤波器分录

简单、可靠。

b) 信道的非线性会在FDM系统中产生交调失真和高次谐波，一起路间串话，因此，要求信道的线性特性

好，而TDM系统对信道的非线性失真要求可降低。

5. 码分复用（CDM）

码分复用是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复接方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包络无线和有线接入。

6. CDMA技术的原理基于扩频技术，将需传送的具有一定信号带宽信息数据用一个带宽远大于信号带宽的高

速伪随机码进行调制。 7. CDMA的特点

1) 所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据的传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此信道

的效率高，系统容量大；由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰。 2) 频带利用率高，系统的通信容量最大。 3) 具有软容量、软切换等一些独特优点。

8. 在CDMA中，每一个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片。使用CDMA的每一个站被指派一个唯

一的m比特码片序列。一个站如果要发送比特1，则发送它自己的每m比特码片序列，如果要发送0，则发送该码片序列的二进制反码。

9. CDMA系统给每一个站分配的码片序列不仅必须各部相同，并且还必须正交：它们的内积为0。

1m10. ST??SiTi。

mi?111. 任何一个码片向量的规格化内积都是1；码片向量的该码片反码的向量的规格化内积是-1；

扩频通信技术（Spread Spectrum）

1. 是一种信息传输方式，在发送端采用扩频码调制，使信号所占据的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在接收端采用相同的扩频码进行解调来解扩以恢复所传信息数据。 2. 扩频通信的主要特性 1) 抗干扰能力强

2) 隐蔽性好。扩频信号在很宽的频带上呗扩展了，单位频带内的功率就很小，信号被淹没在噪声里，检测

出信号的参数非常困难。

3) 可实现码分多址，大大提高频带的利用率。

4) 抗衰落、抗多径干扰。扩频系统所传送的信号的频谱已扩展很宽，频谱密度很低，传输中的小部分频谱

衰落时，不会使信号产生严重畸变。

3. 扩频码序列一般用伪随机（PN）序列，由序列逻辑电路产生，其自相关特性也白噪声相似，任何两串序列的自相关特性很小。通过扩频调制，在分配给不同用户以不同码型的情况下可以区分不同用户信号。在接收端，利用扩频编码序列之间的正交或准正交相关性，采用相关检测技术进行解扩，提取出有用信号。 4. 扩频通信按调制方式可以划分为四种类型： 1) 直接序列扩频（DSSS）。直接用高速率的扩频码序列在发送端扩展信号的频谱。 2) 跳频扩频(FHSS)。 3) 跳时扩频(THSS)。

4) 宽带线性调频扩频（Chirp Spread Spectrum 切普扩频）。 5. 调频扩频特点

1) 难以被窃听，具有保密性，难以被干扰。 2) 克服噪声干扰和多径效应。 3) 没有传统意义上的阻塞。

4) 兼容性好。可以与不调频窄带通信系统在定频上建立通信。

5) 采用快跳频和纠错编码系统用的伪随机码速率比直扩系统低得多，同步要求比直扩低。时间短，入网快。

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6) 抗远近效应。

同步原理

1. 同步是指收发双方在时间、载波信号等方面步调一致，是信息正确接收的前提，同步系统应具有比信息传输系统更高的可靠性和更好的质量指标。 2. 按照同步的功用分为：

1) 载波同步。相干解调时，接收端需要获得与发送端同频同相的相干载波。 2) 位同步（码元同步）。接收时需要知道每个码元的起止时刻，必须有准确的抽样判决时刻，在接收端产生

与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为位同步。 3) 帧（群）同步。给出每帧信号的开始结束时刻。

4) 网同步。为了保证在通信王忠各点之间可靠通信，则必须在网内建立一个统一的时间标准。 3. 按照获取和传输同步信息方式分为：

1) 外同步法。由发送端发送专门的同步信息（导频），接收端提取出该信号来作为同步信号。

2) 自同步法。发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从接收到的信号中提取同步信息的方法。是人们最

希望的同步方法，因为可以把全部功率和带宽分配给信号传输。

4. 载波同步的方法

1) 插入导频法。

2) 直接法（自同步法） 5. 何时用插入导频法

对于已调信号本身不含载波或接收端很难从已调信号的频谱中分离出载波这种情况。如DSB、SSB、VSB和2PSK（有但难以提取，p=0.5时无载波） 6. 导频插在什么位置

1) 插在尽量少影响原始信号的频谱位置处。在此处频谱分量为0,即无原始信号。 2) 易于滤出导频。附近信号频谱分量很小。 7. 直接法

直接从接收信号中提取同步载波。

如DSB，PSK等，他们虽然本身不直接含有载波信息，但经过某种非线性变换，可以从中提取出载波和相位信息，从而恢复相干载波。

8. 在实际中，伴随信号一起进入接收机的还有加性高斯白噪声，为了改善平方变换法的性能，使恢复的相干载波

更为纯净，常采用平方环法。 平方环法提取载波 输入已调平方律载波输出环路压控鉴相器二分频部件滤波器振荡器信号9.

锁相环

10. 由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波和记忆功能，平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能,应用较为广

泛

11. 同相正交环法（科斯塔斯环，Costas）

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12. 直接法的优缺点

1) 不占用导频功率，因此信噪功率比大一些。

2) 可以防止插入导频法中导频和信号间由于滤波不好而发生的相互干扰，也可以防止信道不理想引起导频相

位误差。

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3) 有的调制系统不能用直接法（SSB）。 插入导频法的优缺点

a) 有些不能用直接法提取同步载波的调制系统只能用插入导频法（SSB)；

b) 有单独的导频信号，一方面可以提取同步载波，另一方面可以利用它作为自动增益控制；

c) 插入导频法要多消耗一部分不带信息的功率。因此，与直接法比较，在总功率相同条件下实际信噪功率比

要小一些。

载波同步系统的性能指标

1) 高效率。在获得载波信号时，尽量少消耗发送功率(直接法优于插入导频法)。 2) 高精度。（在接收端提取的载波应是相位误差尽量小的相干载波）。 3) 同步建立时间、保持时间。（建立时间ts，同步时间从无到有的过程；同步时间tc，同步信号从最高到无

的过程。要求ts短，tc长。） 位同步

若基带信号为随机的二进制不归零码序列，这种信号本身不包含位同步信号，为了获得位同步信号，需在基带信号中插入位同步的导频信号，或对基带信号进行某种码型变换以得到位同步信息。 位同步实现方法 1) 插入导频法。

2) 直接法。包含滤波法，锁相法。 导频插入方法

1) 插在基带信号频谱的零点处。尽量少影响原始信号，在此处频谱分量为0;易于滤出导频信号，导频附近信

号的频谱分量很小。 2) 利用调制的方法。（双重调制导频插入法，适用于FSK、PSK中，将位同步信号调制在它们的包络中。对已

调信号在进行附加的幅度调制，调幅用的信号就是位同步信号。接收端用包络检波器得到位同步信号。） 3) 利用独立信道传送位同步信号 直接法

直接法包含滤波法、锁相法。

1) 滤波法。将不归零的随机二进制序列变为归零脉冲，就会包含位同步分量。然后用窄带滤波器或锁相环可

提取出位同步信息。

2) 数字锁相法。利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号的相位，产生误差电压，不用于直接调整

振荡器，而是通过控制器在信号钟输出的脉冲序列中附加或扣除一个或几个脉冲，调整加到鉴相器上的位同步脉冲序列的相位达到同步的目的。 帧同步

确定每一帧信号的开头和结尾时刻。 帧同步实现方法

1) 插入同步码组法。在数字信息流中插入一些特殊码组作为头尾标记，接收端根据这些特殊码组的位置实现

帧同步。

2) 直接法。不需要外借特殊码组，利用数据码组本身之间彼此不同的特殊性来实现自同步。 插入同步码祖法，有起止式同步法，连贯式（集中）插入法。 1) 起止式同步法传输不便，效率低。

2) 连贯式插入法在每帧的开头集中插入帧同步码组，这种特殊码组具有尖锐单峰特性的局部自相关函数。

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3) 间隔式（分散）插入法。将帧同步信号分散地插入到信息码元中。选择原则是：

a) 便于接收端识别，具有特定的规律性。 b) 码型与信息码能区别开。

22. 巴克码具有很理想的局部自相关函数

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23. 网同步

为了保证在通信各点之间可靠通信，则必须在网内建立一个统一的时间标准，及实现网同步。

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