帧同步 ppt
通信原理教学课件PPT同步原理_OK
其功率谱为：
Ps ( f )
2021/8/25
1
f
第6章 数字基带传输T系统
26
频谱：
S( f )
导频
1
f
T
在基带信号的频谱的第一个零点插入导频： f=1/T 即插入一个频率为f=1/T的正弦波。
该导频在接收端可由中心频率为f=1/T的窄带滤波 器（NBPF）提取出来，NBPF输出为一正弦波。
第6章 数字基带传输系统
7
框图：
m(t)
SBF
cos ct 90相移
发送端
uo(t)
－sin c t
插入 导频
分析：
（1）插入导频： sinct
uo '(t)
v(t)
BPF
m'(t)
LPF
NBPF
90相移
接收端
sin(ct 90) cosct cos(ct 90) sinct
（2）发送端输出信号： uo (t) m(t)cosct sinct
1 2
m(ˆt
)
sin16 ct
（4）此方案的缺点： ① 相位含糊性：二分频器的输出电压有相差180的两 种可能相位，即其输出电压的相位决定于分频器的随 机初始状态。 克服方法：信息不直接加载在相位上，而加载在前后码 元相位差上，即采用差分编码，如2DPSK。
② 错误锁定：平方后的接收电压中有可能存在其他的离 散频率分量，使锁相环锁定在错误的频率上。
压控振荡
M分频
锁相环第6章 数字基带传输系统
窄带滤波
载频 输出
18
13.2.3 载波同步的性能 相位误差
当实现相干解调时，载波同步系统所提取的载波存 在相位误差。
帧同步原理
帧同步原理
帧同步技术是一种在多址式局域网（LAN）中用来确保正确的数
据传输的一种技术；它通过在数据包和帧中植入同步信息来实现。
帧
同步是通过在数据帧之间交换同步信息来实现同步的一种技术，这种
信息通常在数据帧首部或尾部，而且它通常具有某种特性，可以用来
标识它们。
帧同步技术用来确保数据发送和接收者正确地检测数据帧，使用
特殊校验码（CRC）或者错误检测码（EDC）。
CRC和EDC都是帧同步技术检测错误的基本方法，允许它们确定帧中存在的错误。
帧同步技术的主要目的是确保正确的数据传输，即要正确检测错
误数据，了解正确数据，以及能够快速和有效地处理数据帧，而这都
是通过在两个发送和接收系统之间协商确定一种帧同步方案来实现的。
帧同步不仅只用于检测错误和数据传输，而且还包括担任信息路由的
作用，通过在数据帧中插入或删除字节来实现数据流控制，以及在不
同一帧之间做定向信息处理来实现网络的可靠性和安全性。
总而言之，帧同步是一种用来保证正确但有效的数据传输的技术，包括确定特定同步方案来实现安全性，可靠性，数据传输和流量控制，以及检测和防止错误数据传输。
帧同步原理和方法
帧同步原理和方法帧同步是指在通信中的发送端和接收端采用同一频率，采用对应的时钟和数据单位，对数据进行同步传输的过程。
帧同步是现代通信和网络传输技术中的重要环节，其重要性在于通信中的的信息传输需要同步，并且需要保持实时性和稳定性。
本文将介绍帧同步的原理和方法。
帧同步的原理是在通信中确定帧起始和帧结束的位置，从而保证通信在时序上的同步。
具体来说，帧同步需要两个步骤：(1) 帧定界：确定帧的开始和结束位置帧定界可以通过多种方法实现，其中常见的方法是在帧开头和结尾添加特殊的控制字符，如起始字符和终止字符。
当收到起始字符时，接收端知道下一个字符是数据的开始，当接收到终止字符时，接收端知道这个帧已经接收完成，可以准备接收下一个帧。
帧同步的方法通常包括同步信号和同步字。
同步信号是一种比特序列，用于标识帧开始的位置，同步字则是一种位于特定位置的比特序列，用于标识帧的结束位置。
同步信号和同步字的选取与指定是帧同步的关键，不同的同步方法会采用不同的同步信号和同步字。
帧同步方法按通信介质可分为物理层和协议层两种类型。
(1) 物理层帧同步物理层帧同步是指在通信介质层面采用特定的同步信号和同步字对数据进行同步传输。
物理层帧同步的实现基于通信介质特性和传输环境的物理参数，可以根据传输介质的不同采用不同的帧同步方案。
例如，在RS-232串行通信中，物理层帧同步可以通过起始位、停止位和奇偶校验位实现；而在以太网中，物理层帧同步则是使用“前导码”实现帧起始的定界，使用FCS（帧检验序列）校验帧的完整性。
协议层帧同步是指在通信协议层面上采用特定的同步信号和同步字对数据进行同步传输。
协议层帧同步通常由协议规范和软件实现共同组成，可以灵活地对通信数据进行格式化和解析，并对帧同步信号的选取和发送进行优化。
协议层帧同步比物理层帧同步更加智能化，但需要更多的计算资源和软件支持。
例如，在CAN总线通信中，协议层帧同步通过对CAN数据包的解析实现帧同步。
《帧和图层的使用》PPT课件
选中图层中的所有 帧
精选PPT
5
3.删除帧
在制作动画的时候，可以将不需要的帧删除后重新创建动画。针对4种帧有以下 的方法。 删除帧 删除帧的方法是：选中要删除的帧，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择 “删除帧”命令，即可删除选取的帧。 清除关键帧 清除关键帧可以将关键帧转化为普通帧，其方法是：选中要清除的关键帧，单击 鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“清除关键帧”命令。 转换为空白关键帧 转换为空白关键帧可以将当前关键帧后面的普通帧转换为空白关键帧，其方法是： 选中要转换为空白关键帧的帧，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“转换 为空白关键帧”命令。按“Delete”键也可以将关键帧转换为空白关键帧。 清除帧 清除帧可以将当前关键帧转化为空白关键帧，其方法是：选中要清除的帧，单击 鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“清除帧”命令。
精选PPT
15
精选PPT
4
创建普通帧可延长动画的播放时间。创建普通帧的方法有3种： •按快捷键“F5”键。 •在时间轴上用鼠标左右拖动关键帧可以可插入普通帧。 •在要插入帧的位置单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“插入帧”命令。
2. 选择帧
在时间轴上单击需要选择的帧格可以选中单帧，被选中的帧呈黑色显示。 •若要选择连续的多帧，可先选中第一帧，然后在按住“Shift”键的同时单击需 要选择的最后一帧。 •要选择不连续的多帧，可先选中第一帧，然后在按住“Ctrl”键的同时单击其他 需要选择的帧。 •单击图层区中的某一图层名称可以选中该图层中的所有帧。
精选PPT
6
4.复制/移动帧
一.复制帧 在制作动画时，有时会需要对一些帧进行复 制操作，其具体操作步骤如下： （1）选中要复制的帧，单击鼠标右键，在 弹出的快捷菜单中选择“复制帧”命令。 （2）用鼠标右键单击目标帧，在弹出的快 捷菜单中选择“粘贴帧”命令，即可将复制 的帧及其内容粘贴到目标帧中。 二.移动帧 方法有以下两种： •选中要移动的帧，按下鼠标左键拖到需要 放置的地方。 •选中要移动的帧，单击鼠标右键，在弹出 的快捷菜单中选择“剪切帧”命令，然后在 目标位置单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单 中选择“粘贴帧”命令。
实验六--帧同步
实验六 帧同步一、实验目的1.掌握集中插入式帧同步码识别器工作原理。
2.掌握同步保护原理。
3.掌握假同步、漏同步、捕捉态〔失步态〕、维持态〔同步态〕概念。
二、实验原理在时分复用通信系统中，为了正确地传输信息，必须在信息码流中插入一定数量的帧同步码。
帧同步码可以集中插入，也可以分散插入。
本实验系统中帧同步码为7位巴克码，集中插入到每帧的第2至第8个码元位置上。
帧同步模块的原理框图如图6-1所示。
本模块使用+5v 电压。
从总体上看，本模块可分为巴克码识别器及同步保护两部分。
巴克码识别器包括移位寄存器、相加器和判决器，图6-1中的其余部分完成同步保护功能。
移位寄存器由两片74175组成，移位时钟信号是位同步信号。
当7位巴克码全部进入移位寄存器时，U50的4321,,,Q Q Q Q 及U51的432,,Q Q Q 都为1，它们输入到相加器U52的数据输入端D0~D6,U52的输出端Y0、Y1、Y2都为1，表示输入端为7个l 。
假设100012 Y Y Y 时，表示输入端有4个l ，依此类推，012Y Y Y 的不同状态表示了U52输入端为1的个数。
判决器U53有6个输入端。
IN2、IN1、IN0分别与U52的Y2、Y1、Y0相连，L2、L1、L0与判决门限控制电压相连，L2、L1已设置为1，而L0由同步保护部分控制，可能为1也可能为0。
在帧同步模块电路中有三个发光三极管指示灯P1、P2、P3与判决门限控制电压相对应，即从左到右与L2、L1、L0一一对应，灯亮对应1，灯熄对应0。
判决电平测试点TH 就是L0信号，它与最右边的指示灯P3状态相对应。
当L2L1L0=111时门限为7 ,三个灯全亮，TH 为高电平；当L2L1L0=110时门限为6，P1和P2亮，而P3熄，TH 为低电平。
当U52输入端为l 的个数〔即U53的IN2 IN1 IN0〕大于或等于判决门限于L2L1L0，识别器就会输出一个脉冲信号。
同步原理PPT课件(通信原理)
m = 0 只有1个（ ）码组
m = 1 有 码组
类推，可被判为同步码组的组合数为
假同步概率
28
平均建立时间ts
设漏同步和假同步都不发生，在最不利 的情况下，实现群同步最多需要一群的 时间。
设每群的码元数为N，每码元时间为T， 则一群的时间为NT，出现一次漏同步或 假同步大致要多花费NT的时间才能建立 起群同步，故，平均建立时间为 ts = NT（1 + P1 + P2）
m12
≈ 3 m-1
≈ 扣 相位推后1/m周期（除360°/m）
≈ m1 2 4m1
≈ 附 相位提前1/m周期加
b路
c位同步 m
d 超前
e分频器输出 2
f 滞后
g分频器输出
位同步脉冲的相位调整
19
11.4 群同步（帧同步） 给出帧的开头和结尾的标记
起止式同步法
被传输的单位是字符，每个字符可由5~8 位码元组成，每个字符前面加一位起始 位，用“0”代表，在字符后加1.5位停止 位，用“1”代表，不发信号时，一直发 送停止位。
j=1
j = 2，3，…7 R(j)分别为-1, 0, -1, 0, -1, 0
当j为负值时的自相关函数值, 与正值对 称,自相关函数在j = 0 时出现尖锐单峰。
22
R（j） 7
-7 -5 -3 -1 1 3 5 -1
7j
23
“1”存入移存 器
1端→ +1 0端→-1
判决
“0”存入移存 器
1端→ -1 0端→+1
同相正交环法(Costas环)
输入
V3
×
LPF
输出 V1 VCO
90°相移
通信原理教学课件同步原理
04
同步原理的应用
在数字通信中的应用
数字通信中，同步原理是实现信号正确传输的关键。数字信 号在传输过程中，需要通过位同步、帧同步等方式确保接收 端正确解调信号，避免误码和数据丢失。
数字通信中的同步原理包括载波同步、位同步、帧同步等， 这些同步方式能够确保数字信号在传输过程中保持稳定，提 高通信质量。
在卫星通信中的应用
卫星通信中，由于信号传输距离远、传输环境复杂，同步 原理显得尤为重要。卫星通信系统需要建立稳定的载波同 步和位同步，以保证信号在长距离传输中不发生偏移和失 真。
卫星通信中的同步技术还包括定时同步和频率同步，这些 同步方式能够确保信号在卫星转发器中正确处理，提高信 号的抗干扰能力和传输可靠性。
05
同步原理的发展趋势和未来展望
同步技术的发展趋势
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的不断发展，同步原理将更加依赖于新型的 信号处理和传输技术，以实现更高效、更可靠的数据传输。
云计算和大数据技术
云计算和大数据技术的广泛应用，将为同步原理提供更强大的数据 处理和分析能力，进一步提高同步的准确性和实时性。
在移动通信中的应用
移动通信中，由于用户终端位置不断变化，信号传输环境复杂多变，因此需要建 立更加稳定的同步系统。移动通信中的同步技术包括时间同步和频率同步，能够 确保信号在复杂的无线环境中稳定传输。
移动通信中的同步原理还涉及到多径效应和信号衰落等问题，需要通过先进的信 号处理技术来克服这些挑战，提高移动通信的可靠性和稳定性。
位同步
01
02
03
04
位同步也称为码元同步，是数 字通信系统中的重要组成部分
。
位同步的目的是使接收端的时 钟频率与发送端的时钟频率保 持一致，以便正确解调出信号
实验六 帧同步提取实验
6
2、误码环境下的帧同步性能测试 用示波器同时观测复接模块帧同步指示测试点 TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波 形。观测时用TPB07同步，调整示波器使观测信 号同步。
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的 E_SEL0、E_SEL1短路器插入，使传输信道中加 入错码，此时信道误码率Pe≈1×10—1。观测接 收帧同步信号是否与发端同步，记录测试结果。
5
实验内容
1.帧同步过程观察
用示波器同时观测复接模块帧同步指示测试点 TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波形。 观测时用TPB07同步，调整示波器使观测信号同步。
将解复接模块内的输入数据选择跳线开关KB01的 短路器拔除，使传输信道中断，观测解复接模块帧
同步失步情况。反复插入和拔除KB01的短路器， 观测同步和失步状态，记录测试结果。
设置复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0、E_SEL0在不同 状态，改变传输信道误码率，定性观测解复接模块内的开关信号指示发光 二极管指示灯（DB01～DB08）的变化态，记录测试结果。
思考：从发光二极管指示灯（DB01～DB08）能定性的观测到误码和失步 状态吗？
9
7
பைடு நூலகம்
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的 E_SEL1短路器插入、E_SEL0拔除，减小传输信 道中误码（Pe≈1.6×10—2）。观测接收帧同步 信号是否与发端同步，记录测试结果。
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的 E_SEL0短路器插入、E_SEL1拔除，进一步减小 传输信道中误码（Pe≈4×10—3）。观测接收帧 同步信号是否与发端同步，记录测试结果。
帧同步提取系统实验
1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六小组
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
小组分工情况
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
目 录 / contents
3
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
01 02 03 04
帧同步的定义
帧同步系统的要求 帧同步的方法 帧同步系统的性能
1 帧同步的定义
4
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
15
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
这是PCM30/32基群的帧结构分配图。在两个相邻抽 样值间隔中，分成32个时隙，其中30个时隙用来传送30路 电话，一个时隙即TS0用来传送帧同步码，另一个时隙即 TS16用来传送标志性号码。
PCM30/32路帧同步系统
16
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
巴克码
9
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
巴克码是一种具有特殊规律的二进制码组，它是一个非周 期序列，每个码元可能取值+1或者-1。它的局部自相关函 数为：
c j xi xi j i 1
l i
l 0或 1 0
j0 0 jl j l
3.2 集中插入同步法
8
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
帧同步码
信息码 帧
集中插入方式
要求： 定义：将帧同步码以集中的的形式插入到信息码流中， ①在接受端进行同步传输时出现伪同步的可能性 通常集中插入在一帧的开始。在接收端只要检测出同步 尽量小； 码的位置，就可以识别出帧的开头。从而确定各路信息 ②码组具有尖锐的自相关函数； 码组的位置。这种方法的优点是能较迅速的建立帧同步。 ③识别器要尽量简单。
这是PCM30/32路帧同步系统框图。此电路由五部分组成， 即移位寄存器和识别门组成的同步检出；前后方保护计数器完 成前方保护时间和后方保护时间计数，并通过R-S触发器发出 同步及失步指令，以及定时系统的起止信号S；收定时系统产 生接收端运用的各类定时脉冲。
3.3 分散插入同步法
17
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
巴克码
10
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
由局部自相关函数计算可得C（j）与j的关系曲线：
自相关函数在j=0时具有尖锐的单峰特性
巴克码
11
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
目前已找到的所有巴克码组为：
码长 2 3 4 5 7 11 13 ++ ++﹣ + + +﹣ , + +﹣ + + + +﹣ + + + + ﹣﹣ +﹣ + + + + +﹣﹣+ +﹣ + ﹣ + +1,-1表示法 二进制表示法 11 110 1110, 1101 11101 1110010
A B C
起止式同步法
集中插入同步法
分散插入同步法
3.1 起止式同步法
7
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
电传报一个字由 7.5 个码元组成，每个字的开始先发一 个码元宽度的起脉冲（负值），中间 5 个码元是消息，字的 末尾是 1.5 个码元宽度的止脉冲（正值）。 接收端根据 1.5 个码元宽度的正电平转到一个码元宽度 的负电平这一特殊规律，就可以确定一个字的起始位置， 于是实现帧同步。
将同步码分散的插入到信息码元中。即每隔一定 数量的信息码元插入一个帧同步码元。
帧同步码 信息码
子帧
帧
分散插入方式
PCM24路的帧结构
18
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
上图为PCM24 路时分多路时隙的分配图，图中 b是振铃码 同步码采用 1， 0交替型，等距离的插入在每一帧的最后一 的位数，值为1 。n是PCM的编码位数，值为7 。F是帧同 个位码之后。这种插入方式的最大特点是同步码不占用信 步码的位数，值为1 。K是监视码的位数，值为0 。N是 息时隙，同步结构简单，但是同步引入时间长。 路数，值为24 。
“+”表示Xi的取值为+1， “-”表示Xi的取值为-1.
+ + +﹣﹣﹣+﹣﹣+﹣ 11100010010 1111100110101
7位巴克码的产生
12
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
上图a是串行式产生器，移位寄存器的长度等于巴克码 组的长度。7位巴克码由7级移位寄存器单元组成。各寄存器 单元的初始状态由预置线预置成巴克码组相应的数字。 图b是反馈式产生器，它只有3级移位寄存器单元和一个 模2加法器组成，同样产生7位巴克码，此结构可节省部件。
7位巴克码的识别
13
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
巴克码识别器由7位移寄存器、相加器和判决器组成。 当输入数据的“1”进入移位寄存器时，“1”端的输出电 平为+1，而“0”的输出电平为-1；反之，输入数据“0” 时，“0”端的输出电平为+1，“1”端的输出电平为-1.
7位巴克码的识别
5
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
1
帧同步的引入时间要短，设备开机后能很快的进入 同步。一旦系统失步，也能很快的恢复同步。 同步系统的工作要稳定可靠，具有较强的抗干扰能 力。 在一定的同步引入时间要求下，同步码组的长度应
2
3
最短。
3 帧同步的方法
6
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
码同步组产生误码使帧同步信息丢失，造成加失步现象，称为 漏同步。出现这种情况的可能性称为漏同步概率P漏。
2. 假同步概率P假
信息码中出现与帧同步相同的码组，把它当作帧同步码识别， 称为假同步。出现这种情况的可能性称为假同步概率P假。
3. 平均同步建立时间TS
从捕捉同步码开始，进入同步态为止这段时间的平均值，称为 帧同步建立时间。
14
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
当7位巴克码在下图中的t1时刻全部进入7位移位寄存 器时，7位移位寄存器输出端都输出+1，相加后的最大输出 +7.若判决器的判决门限电平为+6，那么就在7位巴克码的 最后一位“0”进入识别器后，识别器输出一个帧同步脉冲， 表示一帧数字信号的开头。
PCM30/32路的帧结构
帧：是由若干个码元组成的的码组。 帧同步：是指在时分多路传输系统中，各路信号 是以帧的方式进行传送的，接收端为了把各路信 号区分开来，需要有一个准确的时间标志，用以 区分各帧的起止时刻，正确的识别出各路的时间 位置，才能正确的对各路信号进行分离，帧同步 就是提取这个时间标准的过程。
2 帧同步系统的要求
PCM24路帧同步信号的提取
19
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
采用分散插入方式的PCM24路的帧同步信号的提取通 常采用逐比特移位方式。
1比特位移原理
20
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
4 帧同步系统的性能
21
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
1. 漏同步概率P漏
参考文献
22
BJTU SCHOOL OF SCIENCE
1 苗长云,沈保锁,窦靖江等.现代通信原理及应用[M].北 京：电子工业出版社，2005(:257—265)
23
帧同步
第六组报告
THANK YOU .
BJTU SCHOOL OF SCIENCE