7.1概述同步：是指收发双方在时间上步调一致，故又称定时。在数字通信中，按照同步的功用分为：载波同步在相干解调时，接收端需要提供一个与接收信号中的调制载波同频同相的相干载波。这个载波的获取称为载波提取或载波同步。因此，载波同步是实现相干解调的先决条件。位同步位同步又称码元同步。在数字通信系统中，任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决。群同步群同步包含字同步、路同步，有时也称帧同步。群同步的功用是将接收的码元分组。如PCM30/32电话系统，各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。为了使接收端能正确分离各路信号，在发送端必须提供每帧的起止标记，在接收端检测并获取这一标志的过程，称为帧同步。网同步在有多个用户的通信网内，为保证各用户之间可靠地通信和数据交换，全网必须有一个统一的时间标准时钟。7.2载波同步方法当己调信号频谱中有载频离散谱成分且载频附近的连续谱幅度很小时，可用窄带带通滤波器或锁相环来提取相干载波（若载频附近的连续谱较强，则提取的相干载波中有较大的相位抖动）。下面介绍当不满足此条件时，如何提取相干载波。方法通常有：插入导频法和直接提取法。7.2.1插入导频法(外同步法)1时域插入由图可见，不仅有载波导频，还有位同步、帧同步信息。2频域插入主要用于：接收信号频谱中没有离散载波分量且在载频附近频谱幅度很小的情况，如：DSB-SC、SSB、FM立体声广播；含有载波分量，但很难从一条信号的频谱中将它分离出来，如：VSB。特别是SSB信号，必须用插入导频法提取载波。插入导频法的发端方框图、收端方框图及插入导频后DSB信号频谱如下图所示：例：2PSK信号。在发送端：插入正交导频m(t)频谱中的最高频率为fm在接收端：用窄带滤波器滤出导频分量，并将其移相/2，变成sin0t，然后用它和接收信号相乘。设接收信号仍用s0(t)表示，则此乘积为滤除20频率分量，就可以恢复出原调制信号m(t)。若不用正交导频，接收端输出将增加直流分量。原理方框图7.2.2直接提取法对于没有载波分量的信号，通过非线性变换的方法提取载波分量，如：2PSK信号。平方法原理对于没有载波分量的信号，例如2PSK信号，设接收信号为s(t)：式中，m(t)为调制信号，它无直流分量。将此接收信号平方后，得到用窄带滤波器将上式中2f0分量滤出，经过二分频，就得出载频f0的分量。原理方框图如下：存在问题：二分频电路的初始状态是随机的，使分频输出的初始相位有两种可能状态：0和,即相位是模糊的用锁相环代替窄带滤波器的方案原理方框图优点：输出信号具有更好的稳定性，并且不必须有连续的输入信号。科斯塔斯环法－同相正交环法原理方框图原理设：接收信号仍为抑制载波的双边带信号s(t)，本地载波电压为式中，为信号和本地载波的相位差。输入信号s(t)和本地载波相乘后得到经过低通滤波后，它们分别为：和上面这两个电压再相乘后得到上式中，是本地载波相位与接收信号载波相位之差。vg经过环路滤波器后加到压控振荡器上，控制其振荡频率。当=0时，vg=0，这时振荡器的控制电压也等于0。结论：此压控振荡器的输出电压va就是从接收信号中提取的载波，可以用来进行相干接收。e点电压ve就是解调输出电压，因为它近似等于m(t)/2。优缺点：不需要用平方电路，它在频率很高时较难实现。若要求得到最佳性能，则需要两路低通滤波器的性能完全一致，这对于模拟电路来说较难做到，但是若用数字电路则不难做到。仍存在相位模糊问题。从多进制信号中提取载频以QPSK信号为例，说明平方法的原理。设：一个QPSK信号的表示式为式中，对其平方后，得到对于先验等概率的QPSK信号，上式中的“”号表示其中的20分量的平均功率等于零，即其频谱中没有20的分量。因此，需要滤除其中的直流分量后，再次平方，得到上式中含有4f0的分量。将它滤出并4分频，即可得到载频f0分量。QPSK信号提取载频的科斯塔斯环原理方框图7.2.3载波同步性能及相位误差对解调性能的影响载波同步系统的性能载波同步系统的性能指标主要有效率、精度、同步建立时间和同步保持时间。载波同步追求的是高效率、高精度、同步建立时间快，保持时间长。高效率指为了获得载波信号而尽量少消耗发送功率。在这方面，直接法由于不需要专门发送导频，因而效率高，而插入导频法由于插入导频要消耗一部分发送功率，因而效率要低一些。