符号同步原理
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gardner插值算法位同步研究
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QAM和PSK中载波相位和符号定时的面向判决联合跟踪环
LPF
d dt
抽样器
ˆ cos(2 f c t )
抽样器
r (t )
Re( I n )
Re( I n )
VCO
+
VCC
Im( I n )
/2
ˆ sin(2 f c t )
d dt
+
抽样器
抽样器
Im( I n )
r (t ) g (t nT ) dt ; x n ( )
r (t ) w (t nT ) dt
* T0
载波和符号定时的联合估计
• ML估计
A ( ) jB ( J n x n ( )
* *
( , ) ( , )
LPF
• 谢谢，下面是对位同步的仿真
位同步
理论部分
基于gardener的插值滤波 符号同步与载波的联合估计
Gardener插值
• Gardner 算法是一种非面向判决的定时误差 检测算法，独立于载波相位估计，只需要 每个符号两个采样点即可实现误差检测 • Gardner 算法有两个特点：① 每个符号只需 要两个采样点，且以码元速率输出误差信 号；② 估计算法是独立于载波相位的，即 可以在载波相位同步之前，进行定时误差 估计.
4点3次拉格朗日插值公式
载波和符号定时的联合估计
• 多个参数的联合ML估计优于各自参数的ML估计 • 设等效低通信号 s ( t ; , ) e j I g ( t nT ) j J w ( t nT ) n l n
数字电视地面广播中的符号同步控制
均 衡 器 估 出 并 校 正 掉 ；若 估 出 的 符 号 同步 起 始 位 置 位 于 保 护 间 隔 外 而 在 数 据 段 内 ，则 当 前 采 样 的
ＯＦ ＤＭ 符 号 就 会 包 含 其 他 一 些 ＯＦ Ｍ 符 号 的 采 样 点 ，这 样 就 会 引 入 符 号 间 干 扰 Ｉ Ｉ Ｄ Ｓ 。仅 由 符号 定 时偏
Ｖ ｏ１ Ｎ Ｏ ．２Ｏ ．４
ＮＯ Ｖ． ２ ００２
文 章 编 号 ：１ ７ — ８ ６ （ ０ ２ ０ — ０ ７ ０ ６ １５ ９ ２ ０ ） ４０ １ － ６
数 字 电 视 地 面 广 播 中 的符 号 同 步 控 制
艾 渤 ， 葛 建 华 ，赵 妍 妮 ， 陈 宇
（ 安 电 子 科 技 大 学 综 合 业 务 网 国 家 重 点 实 验 室 ，陕 西 西 安 ７ ０ ７ ） 西 １ ０ １
同步 就 是 确 定 时 域 ＯＦ ＤＭ 符 号 的 起 始 位 置 ，从 而 定 出实 现 Ｆ Ｔ 的窗 位 置 ，这 是 下 一 步 Ｆ Ｔ 后进 行 采 Ｆ Ｆ
样 钟 和 频 偏 正 确 估 计 的 前 提 。若 估 计 出 的 符 号 同 步 起 始 位 置 位 于 循 环 扩 展 的 保 护 间 隔 内 ，则 每 个 ＯＦ ＤＭ 符 号 内 的 Ｆ Ｔ 输 出子 载 波 信 号 会 以不 同 相 角 旋 转 ，该 相 角 与 符 号 定 时 偏 移 成 比例 且 可 由信 道 Ｆ
一
种 多 载 波 调 制 方 式 ，基 本 思 想 是 把 高 速 率 的信 源信 息 流 通 过 串并 变 换 ，变换 成 低 速 率 的 Ⅳ 路 并 行 数 频 分 复 用 是 结 合 了信 道 编 码 的 正交 频 分 复 用 ，采 用 正 交 多载 波 窄 带 复 用 的 传 输 方 式 ，用 减 少 和 消 除 码 间 串扰 （ｎ ｅ— ｙ ｏ ｎ ｅｆｒｎ ｅ Ｓ ）的影 响来 克 服 信 道 频 率 选 择 性 衰 落 ， 有 效 对 抗 多 径 并 且 支 持 Ｉ ｔｒＳ ｍｂ ｌ ｔｒｅｅ ｃ ，Ｉ Ｉ Ｉ 能 固 定 、便 携 以 及 移 动 接 收 。 本 文 主 要 研 究 基 于 多 载 波 Ｂ — （ ｒ ａ — ａ ｄ Ｄ ｇｔｌＢ ｏ ｄ ａｔ ｇ ＤＢ Ｔ Ｂ ｏ ｄ Ｂ ｎ ｉｉ ｒａ ｃ ｓｉ — ａ ｎ
一种数据辅助的OFDM符号定时同步算法
离符号定时估计正确位 置 ±Ｎ ４（ 为 Ｏ Ｄ 符号 长度 ） ／ Ｎ ＦＭ 采样
点处具有较大的旁瓣 ， 严重影响 了系统的符号定时偏移估计性
Ｏ Ｄ 是一种多载波传输技术 ， Ｆ Ｍ） 因具有频谱利用率 高和抗 频率
选择性衰落强等优点 ， 并且能实现高质量 、 高速率 的数据传输而 备受关注 ， 被广泛应用于宽带无线数字通信系统中 ， 同时也成为 ４ Ｇ的核心技术 。因此 ，Ｆ Ｍ通信技术有很好 的应用前 景。 ＯＤ ＯＤ Ｆ Ｍ系统的一个关键是对 同步偏差 的敏 感性 ， 包括 符号
Ｗ ＡＮ Ｄｉ ｇ ＩＰ ｎ —ｅ Ｇ ｎ ，Ｌ ｅ ｇ ｆｉ
（ｃｏｌｆＥｅｔ ｎｃ＆ Ｉ ｏｍａｉ Ｎ ｒ ｗｓ ｒ ｏ ｔ ｈｉ ｌＵ ｉ ｒｔ， ｉ’ｎ７０ ２ Ｃ ｉ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｌ ｒ ｉ ｃｏ ｎ ｒ ｔｎ， ｏｔ ｅｅ ｆ ｏ ｈ ｔｎＰ ｌ ｅ ｎｃ ｎｖ ｓｙ Ｘ ａ １ １９， ｈｎ ｙｃ ａ ｅｉ ａ
王 顶 ， 鹏 飞 李
（ 西北 工业 大学 电子信 息 学院 ， 西安 ７０ ２ ） １１９
摘
要 ：针 对正 交频 分复 用 系统 的 同步偏 差敏 感性 ， 出了一种 新 的符号定 时 同步 算法 。该算 法通过 新 设计 的 提
训练序 列结 构 ， 得到新 的符 号定 时偏 移估计 函数 表达 式 。仿 真 结果表 明 ， 算 法有 效地 克服 了 Ｓｈ ｉ 、 ｉ 该 ｃｍｄ Ｍ ｎ ｌ ｎ和 Ｐｒ 算 法 中的符 号定 时缺 陷 ， 且在低信 噪 比下 能实现更 准确的 同步 ； ａ ｋ 并 另外 ， 法在 同等条件 下符 号 定时偏 移 该算
ｄ ｆｃ ｎ Ｓ ｈ ｄ ’ ｅｅ ｔｉ ｃ ｍｉ ｌ Ｓ．Ｍｉ ｎ’ ｎｄ Ｐａｋ’ ｔ ｄｓ ｎ ｓ ａ ｒ Ｓ ｍｅｈｏ ．Ｔｈｅｐｒｐｏ ｅ ｌｏ ｉｈ ｈａ ｒ ｃ ｕ ａｅ ｓ ｎｃ ｒ ｎ ｚｔｏ ｎ ｌｗ ｉｎａ ｏ ｓ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｓａ ｍｏｅ ａ ｃ ｒ ｔ ｙ ｈ ｏ ｉａｉｎ ｉ ｏ ｓｇ ｌ
一种适用于正交振幅调制(QAM)信号的符号定时同步算法
均功 率和 两边 的次最 大平 均功 率通过 简单 的算 术运 算估 计 出定时误 差 ， 该 方 法 虽然 可 以较 准 确 地估 计
出定 时误 差和最 佳 采 样 时刻 ， 但 是 还 需 要 应 用 其他 算法 求 出信号最 佳 采样 时刻 的值 ， 运 算 复杂度 较高 。
符 号定 时 同步技 术是 数字 传输 系统 中 的一 个重
（ １ ）
式（ １ ） 中， ｆ Ｄ （ ｆ ）为 幅度衰 减 因子 ， 代 表 信 道对 信 号 幅 度 的影 响 ； Ｃ 为 发送 信 号 ， 实 部 代 表 同 相支 路 发 送 的符号 ， 虚部 代 表正 交 支 路 发 送 的 符 号 ； ｇ （ ）是 发
送 端基 带成 型滤 波器 、 信道 和 接 收 端 匹 配滤 波 器 的 总响应 ；Ｔ 为 符 号 周 期 ； ￡ （ ￡ ） Ｔ为信 号定 时误 差 ；
文章 针对传 统最 大平 均功 率算法 在 实际应 用 中 的局 限性 ， 在文 献［ ６ ， ７ ］ 的基 础 上 ， 提 出一 种 由改进 的Ｃ Ｉ Ｃ插 值滤 波 器 和最 大平 均 功 率 算 法 构 成 的 联合 估计 算法 。不 仅能 够适 用于低 信 噪 比和低采 样
率 的条件 ， 而且 在 改进估 计性 能 的同时 ， 保证 了较 低 的计 算 复杂度 。
能满 足高 速 率 的数 据 传 输 。Ｍｕ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ＆Ｍｕ ｌ ｌ ｅ ｒ算 法
估 计定 时误 差时 每个 符 号 仅 需一 个 点 ， 但 它 对 信 号 的载 波相位 太敏感 ， 环 路结 构会 变得很 复杂 。Ｇａ ｒ ｄ — ｎ ｅ ｒ 算 法一般 采 用 闭环结 构 ， 同步 时 间较 长 ， 不 易 收 敛， 且 定时 误 差 波 动 较 大 ， 不 适 用 于 突 发 信 号 的 解
一种OFDM系统中的符号定时同步方法
ｒ ｒ１ ， ｒ２ １ ］ ＝［（ ） …，（Ｎ＋ ）
的， 因此 存在 如下 的特征 ：
ｒ
方 法归 结 为 两类 ： １ （ ）依 靠 Ｏ Ｄ 固有 的结构 ， ＦＭ 比 可 以注 意到 ， 合 ，和结 合 Ｉ中的元 素 是对 应 相 同 集 被 称为 循 环 前 缀 同步 法 （ ｙｌ ｒｆ ａｅ ｙ ． Ｃ ｃｃＰｅｘＢ ｓｄＳｎ ｉ ｉ
第３ ５卷 （０ ７ 第 ２期 ２０ ）
计算机与数字工程
ｌｌ ２
就会持续 到 下一个 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ符 号 ， 引起 ＩＩ 星座 图 Ｃ和
的分散 ， 导致 系统 性能 急剧下 降 。
， ｄ … ， Ｌ一１ ＝｛ ， ｄ＋ ｝ ， ＝｛ Ⅳ， ｄ＋ …ｄ＋ Ｌ一１ Ⅳ＋ ｝ 其 中集 合 Ｉ 是第 ｉ 多载 波符 号循环 前缀 的保 护间 个
图 ２ ａ 是 在 Ｄ Ｂ Ｔ标 准下 ， 用 １ ８有 用 （） Ｖ 选 ／ 到最佳的采样时间， 因为每个 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ符号都是 由很 延时 ４ 个采样点得出的结果 ， ０ 其 多 子载 波组 成 Ｊ 由 于 Ｏ Ｄ 系 统 采 用 循 环前 缀 信号的循环前缀 ， 。 ＦＭ Ｑ Ｍ， ＦＭ （ Ｐ 的缘故 ， ｃ ｃ） 当 Ｐ的长度大于信道的附加 时延扩 中的调制方 式 是 ４ Ａ 一 共 ３个 Ｏ Ｄ 符 号 。图 （） 这种情况下 ，Ｆ Ｆ Ｔ运算窗 口 展 ． 的时候 ， ｒ 则在 Ｃ Ｐ中将存 在 一个 范 围 ， 这 里 ２ ｂ 是延时到数据 区， 在
用率。但是 Ｏ Ｄ 对同步误差十分敏感 ， ＦＭ 特别是符号 同步误差 。传统 的 Ｍ Ｅ算法虽对符号定时估计很有效 ， Ｌ 但在 ＩＩ Ｓ 干扰
情况下性能不高。针 对 Ｍ Ｅ Ｌ 算法 的不足 ， 提出了一个基于新的算法。同时通过 Ｍ ｔｂ的模拟 仿真表明 ， ａａ ｌ 在信噪 比较 高时 ，
OFDM中用循环前缀实现符号定界同步算法
Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｏ ｏ ａ Ｆｅｕｎｙ Ｄ ｖ ｉ ｌｐｅｉ （ Ｆ ｙ ｗｏｄ ：Ｏ ｔ ｇｎ ｌ ｒ ｅ ｃ ｉｉｏ Ｍｕ ｉ ｘｎ Ｏ ＤＭ）ｓｓ ｍ；ｙｌ ｒｆ ； ｎｈｏ ｏｓａ ｏｉｍ；ｅ ｕｎｙ ｄｖ ｔ ｎ ｈ ｑ ｓｎ ｔｌ ｇ ｙｔ ｃｃｉ ｐｅ ｘｓ ｃｒｎ ｕ ｌ ｒｈ ｆ ｑ ｅｃ ｅｉｉ ｅ ｃ ｉ ｙ ｇ ｔ ｒ ａｏ
●
互正 交 ， 它们 的频谱相 互重叠 ， 因而具有 较高 的频 谱利 用率 。 Ｏ ＤＭ技术 一般应用在无 线系统的数据传输 中 。由于无 线信 Ｆ
道 的多径效 应 ， 从而 使符号 间产生 干扰 。为了消 除符号 间干 扰 （Ｓ ） 于是在符号 问插 入保护间 隔。插入保 护间隔 的一般 ＩＩ ，
摘
要： 在对 Ｏ ＤＭ 系统 中由于多径 时延 效应 带来的ＩＩ Ｃ 分析的基础上 ， 绍 了循环 前缀的基 本原 理， 出了利用循环前缀 Ｆ ｓ 和Ｉ １ 介 提
实现 消除 Ｏ Ｄ 系统 中存在 的 ＩＩ ＩＩ ＦＭ ｓ和 Ｃ 的符 号定界 同步算法； 分析 了算法的实现 过程和相 关理论 ， 出了算法的近似表 达式和 得
＜ ｚ
（） １
其 中ｆ 是最 大多径 时延扩 展 ， 当抽样满 足式 （ ） ， １时 由于前 一
个符号的干扰只 会存于【， 】 ， 没有 ＩＬ同时 ， ０ 时 才 Ｓ 由于
Ｏ ＤＭ延 时副本 内所包含 的子 载波的 周期个数也 为整数 ， Ｆ 所 以时延信 号就 不会在解 调过 程中产生 ＩＩ Ｃ。
ＯＦ ＤＭ ． ｍｐ ｔｒ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｐ ｉａ ｉｎ 。 ０ １ ４ （ ９ ： ４ — ４ ． Ｃｏ ｕ ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｓ ２ １ 。 ７ ２ ） １ ６ １ ８ ｃ ｏ
同步 原理
非线性变换用平方律器件 实现。
图7－1 平方变换法提取载波原理框图
第7章 同步原理
此方法广泛用于DSB信号的载波同步信号提取。设DSB 信号为SDSB=f(t)cosω0t,若 调制信号f(t)是不含直流的模拟基带 信号,则DSB信号里不含载波分量,利用平方律器件 将该信号 经过非线性变换后,得到
图7－6 插入导频法的接收端原理框图
第7章 同步原理
如果不考虑信道失真及噪声干扰,则接收端收到的信号 与发送端的完全相同。此信号 分为两路:一路通过带通滤波 器滤除带外噪声;另一路通过中心频率为ω0 的窄带滤波器, 获得导频Asinω0t,再 将 其 进 行 π/2 相 移,就 能 得 到 与 调 制 载 波 同 频 同 相 的 相 干 载 波 cosω0t。两路信号相乘后 再通过低通滤波器即可获得原始信号。
第7章 同步原理 2.平方环法 在实际中,由于存在信道噪声,进入接收机的信号并不是
单一的信号,因此利用平方 变换法提取出来的载波也不纯。 为了改善平方变换法的性能,可以将图7－1中的窄带滤波 器 用锁相环代替,构成平方环法,其基本原理框图如图7－2所示。
图7－2 平方环法提取载波原理框图
第7章 同步原理
第7章 同步原理
7.2.2 插入导频法 在某些载波系统中,已调信号中不含有载波分量或者含
有载波分量但很难分离出来, 如 DSB、VSB、SSB和2DPSK。 为了获取载波同步信息,也可以采用插入导频的方法。
DSB信号的插入导频频谱示意图如图7 4所示。为了便 于接收已调信号时提取导频 信息,应使插入的导频与已调信 号的频谱成分尽量分离。这时可以将导频的插入位置选取 在已调信号频谱为零的位置,而且插入的导频并不是加入调 制器的载波,而是将该载波移 π/2相的“正交载波”。
图7－1 平方变换法提取载波原理框图
第7章 同步原理
此方法广泛用于DSB信号的载波同步信号提取。设DSB 信号为SDSB=f(t)cosω0t,若 调制信号f(t)是不含直流的模拟基带 信号,则DSB信号里不含载波分量,利用平方律器件 将该信号 经过非线性变换后,得到
图7－6 插入导频法的接收端原理框图
第7章 同步原理
如果不考虑信道失真及噪声干扰,则接收端收到的信号 与发送端的完全相同。此信号 分为两路:一路通过带通滤波 器滤除带外噪声;另一路通过中心频率为ω0 的窄带滤波器, 获得导频Asinω0t,再 将 其 进 行 π/2 相 移,就 能 得 到 与 调 制 载 波 同 频 同 相 的 相 干 载 波 cosω0t。两路信号相乘后 再通过低通滤波器即可获得原始信号。
第7章 同步原理 2.平方环法 在实际中,由于存在信道噪声,进入接收机的信号并不是
单一的信号,因此利用平方 变换法提取出来的载波也不纯。 为了改善平方变换法的性能,可以将图7－1中的窄带滤波 器 用锁相环代替,构成平方环法,其基本原理框图如图7－2所示。
图7－2 平方环法提取载波原理框图
第7章 同步原理
第7章 同步原理
7.2.2 插入导频法 在某些载波系统中,已调信号中不含有载波分量或者含
有载波分量但很难分离出来, 如 DSB、VSB、SSB和2DPSK。 为了获取载波同步信息,也可以采用插入导频的方法。
DSB信号的插入导频频谱示意图如图7 4所示。为了便 于接收已调信号时提取导频 信息,应使插入的导频与已调信 号的频谱成分尽量分离。这时可以将导频的插入位置选取 在已调信号频谱为零的位置,而且插入的导频并不是加入调 制器的载波,而是将该载波移 π/2相的“正交载波”。
同步发电机电气符号
同步发电机电气符号
同步发电机是一种重要的发电设备，其电气符号用于表示其电气连接和控制。
以下是关于同步发电机电气符号的详细解释：
1. 三相同步发电机的电气符号：
同步发电机的电气符号通常由一个圆圈和一组箭头组成，表示旋转的电磁场。
在圆圈的下方，通常有一个标有"S"的箭头，表示同步发电机的定子。
2. 定子和转子的连接：
同步发电机的定子和转子之间的连接通常由两条线表示。
一条线表示定子绕组，通常标有字母"U"、"V"和"W"，分别表示三相电源的相位。
另一条线表示转子绕组，通常标有字母"D"，表示直流电源的输入。
3. 激励系统：
同步发电机的激励系统用于产生旋转的电磁场。
激励系统通常由一个电源和一个激励绕组组成。
电源通常用一个波浪线表示，激励绕组通常用一个带有箭头的线表示。
4. 发电机的输出：
同步发电机的输出通常由一个带有箭头的线表示，箭头指向发电机的输出端口。
输出端口通常连接到电力系统或负载。
5. 控制和保护装置：
同步发电机通常配备有各种控制和保护装置，用于监测和控制发电机的运行状态。
这些装置通常用特定的符号表示，如开关、保护继电器、电流互感器等。
总之，同步发电机的电气符号用于表示其电气连接和控制，包括定子和转子的连接、激励系统、输出端口以及控制和保护装置。
这些符号的正确使用和理解对于有效操作和维护同步发电机至关重要。
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符号同步原理
符号同步原理，又称为信道同步原理，是指在数字通信中，接收端的时钟与发送端的时钟进行同步，以确保发送的数字信息能够正确地被接收和解读。
在数字通信中，发送端将数字信息转换为电信号并发送给接收端。
由于信号在传输过程中可能会受到干扰、衰减等影响，接收到的信号可能会发生时钟偏移、噪声干扰等问题，导致接收端无法正确解读信号。
为解决这个问题，需要对接收端的时钟进行同步，使其与发送端的时钟保持一致。
符号同步原理包括以下几个步骤：
1.时钟恢复：接收端通过接收到的信号中提取时钟信息，恢复出接收端的时钟信号。
2.频率同步：通过接收到的信号中的频率信息，调整接收端的时钟频率，使其与发送端的时钟频率相近。
3.相位同步：通过接收到的信号中的相位信息，调整接收端的时钟相位，使其与发送端的时钟相位保持一致。
通过以上步骤，接收端的时钟能够与发送端的时钟保持同步，确保接收到的信号能够正确解读。
符号同步原理在数字通信中起着重要的作用，可以提高通信的可靠性和准确性，确保数据能够正确地传输和解读。