第7章通信系统中的同步
第七章同步数字体系(SDH)
AUPTR还可用于频率调整．以便实现网络各支路同步工作。
这10个比特就是指针值。指针值是用二进制来表示的。亦即用 l0个比特的0、1码构成的二进制数值，来表示十进制的0～782 个编号。再深一步说，就是用上面所述的10比持来表示VC-4第 一个字节在o～782中的位置。
四、指针的频率调整作用
1、当VC帧速率＜AUG帧速率时: 图7—14中的5个I比持反转，通知接收端表示要作正码速调整(加
(C-4)十(VC-4POH)=VC-4 (VC-4) 十(AU-4PTR)＝AU-4 (AU-4)＝(AUG) 最后形成 STM-1
(1)下图画出了两帧，(一帧的时间是125μs，故两帧是250μs (2)对照帧结构图7－2可知，图中左侧第四行的位置就是指针区。 (3)图右侧是两帧STM—1的净负荷区，为了表明净负荷区中某点的 位置，根据行、列来画线打出格子。从第四行向右、向下进行位置 编号。每三格编一个号。例如的000，111，222，－－。
二、PDH的固有缺点
1、存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在 困难。
2、无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容。 3、 4、网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带
5
三、SDH网的基本特点
优点： 1）SDH网络是由一系列SDH网元（NE）组成的，它是一个可在
光纤 或微波、卫星上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 2）具有全世界SDH)传输网中的信号是以同步传输模块(STM)
《5G移动通信系统》第7章 5G组网
Option 3x
EPC
5GC
LTE
NR
Option 7x
EPC
5GC
eLTE
NR
Option 3x和Option 7x的部署方式
➢ Option 3x是将用户面数据分为两个部分，将4G基 站不能传输的部分数据使用5G基站进行传输，而 剩下的数据仍然使用4G基站进行传输，两者的控 制面命令仍然由4G基站进行传输。
《5G移动通信系统》第7章
5G网络部署总体方案
张月霞
5G网络部署总体方案
2
7.1 5G组网策略 7.2 5G覆盖策略 7.3 5G 室分/微覆盖方案 7.4 5G天馈方案
7.1 5G组网策略
3
自2010年以来，4G网络在全球部署，4G网络在商用后有效支撑了移动数据业务的飞速 发展。当前，移动网络进入了一个新的发展阶段，还需要满足数据流量的数千倍增长、 千亿级的设备连接和更多样化的业务需求。为了进一步满足新业务及连接大数据的发展 要求，需要建设和部署5G网络，5G网络的组网将沿用传统网络架构，主要由无线接入 网（Radio Access Network，RAN）和核心网（Core Network，CN）组成。其中，无线 接入网的作用是为用户提供无线接入功能。核心网的作用是为用户提供互联网接入服务 和相应的管理功能等。下面将对5G组网策略重点介绍。
EPC
5GC
LTE
NR
eLTE
NR
NR
eLTE
NR
实线：用户面 虚线：控制面 其含义为传输用户的实际数 据和传输控制信令。
10种SA网络的部署方式
7.1.1 5G SA网络部署方式
5
Option 1 4G网络的部署方案，由 4G 的 核 心 网 （ Evolved Packet Core ， EPC ） 和 4G的基站组成，其组网 方式与5G网络完全独立。
通信原理考试
通信原理考试第一章 绪论 1、信号是消息的载体。
2、模拟通信系统传输质量的度量准则主要是信噪比；数字通信系统传输质量的度量准则主要是错误判决的概率。
3、在数字通信系统中，可以采用纠错编码等差错控制技术，从而大大提高系统的抗干扰性。
4、5、衡量一个通信系统性能优劣的基本因素是有效性和可靠性。
有效性是指信道传输信息的速度快慢，可靠性则是指信道传输信息的准确程度。
6、模拟通信系统中用带宽衡量系统性能的有效性，用信噪比衡量系统性能的可靠性；数字通信系统的有效性用传输传输速率(或码元传输速率或者信息传输速率)衡量，可靠性用差错率(或误码率及误信率)衡量7.香农公式：)/1(log 2N S B C +=8.噪声按照来源分人为噪声和自然噪声两大类，其中自然噪声中的热噪声来自一切电阻性元器件中电子的热运动，热噪声无处不在，不可避免地存在于一切电子设备中。
9.噪声按性质分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声。
10.由于在一般的通信系统的工作频率范围内热噪声的频谱是均匀分布的，好像白光的频谱在可见的频谱范围内均匀分布那样，所以热噪声又常称为白噪声。
11.公式概率与信息量关系:)(log x p I a -= 二进制信息量:)(log 2x p I -=M MI M 22log /11log :-=-=进制每一码元信息量 离散独立非等概率的信息量: (1)平均信息量----信源熵)(log )()(21i Mi i x p x p x H ∑=-=比特/符号(2)总的信息量)(log )()(21i Mi i x p x p m x mH I ∑=-==(3)平均信息速率非等概率（也适用于等概率）()()b B R H x R = =⨯平均信息速率信源熵码元速率等概率2log b B R R M =【例1】已知彩色电视图象由1000000个象素组成。
设每个象素有64种彩色度。
每种彩色有16个亮度等级。
如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计独立，（1）试计算每秒传送100个画面所需的信息量；（2）如果接收机信噪比为30dB ，为了传送彩色图象所需信道带宽为多少？ ［正确答案］1）bit 109)1664(log 1010026=⨯⨯⨯2log ;()b B b B R R M R R ==⨯【评注】等概率信息速率非等概率也适用于等概率平均信息量2）B=C/(log2(1+S/N)=109/log2(1000)=108(Hz)2log (1/)C B S N =+【评注】香农公式：信道容量(即信道最大信息速率)【例2】 设某信息源的输出由A,B,C,D,E 五个符号组成，出现的概率分别为1/3, 1/4, 1/4, 1/12, 1/12。
第7章 通信网络及应用
《通信技术基础》
第7章 通信网络及应用
1）DCl的职能主要是汇接所在省的省际长途来去话话务，
以及所在本地网的长途终端话务；
2）DC２职能主要是汇接所在本地网的长途终端来去话务。 (3)本地网 本地电话网简称本地网，是在同一长途编号区范围内， 由若干个端局，或由若干个端局和汇接局及局间中继线、用
户线和话机终端等组成的电话网 。
《通信技术基础》
第7章 通信网络及应用
(2)智能网的结构 (3)智能网与现有通信网的关系
7.2.2数据通信（计算机通信）网
1、数据通信网概念及分类 数据通信网传送和交流的主要是数据信息，其终端主要 是机器而不是人，当终端是服务器和计算机时，人们常称为 “计算机网” 。 （1）按网络拓扑结构分类 在数据通信中，骨干网一般采用网状网或树型网，本地 网中可采用星型网。
用TCP/TP协议来进行互连的。我们这里谈到的IP网是使用了 TCP/IP协议的网络。统称为IP网。它是一个面向无连接的网
络 。典型的IP网络结构如下图7.19所示。它主要由路由器，
接入服务器和各种数据交换机组成。
《通信技术基础》
第7章 通信网络及应用
7.19 典型IP网络结构图
《通信技术基础》
第7章 通信网络及应用
扩大的本地网类型有两种： ①特大和大城市本地网 ②中等城市本地网
《通信技术基础》
第7章 通信网络及应用
2)本地网的交换中心及职能
3)本地网的网络结构： ①网型网； ②二级网
二级本地电话网可分为去话汇接、来话汇接、来去话汇接等 4)本地网中远端模块 2、综合业务数字网（ISDN） IDN是数字传输与数字交换的综合 ，IDN实现从本地交换
用网
通讯原理期末总结
第一章绪论1.通信的目的是传递消息中所包含的信息。
消息是信息的物理表现，信息是消息的内涵。
2.与模拟通信相比，数字通信具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合在一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。
缺点是占用带宽较大，同步要求高。
3.信息量是对消息发生的概率（不确定度）的度量。
一个二进制码元含有1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时，信息的熵有最大值。
4.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，可靠性用误码率表示。
5.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。
码元速率小于等于信息速率。
第二章确知信号1.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。
功率信号按照其有无周期划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。
2.确知信号在频域上的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
3.确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。
自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。
互相关函数反映两个信号的相关程度，它和时间无关，只和时间差有关，并且互相关函数和两个信号相乘的前后次序有关。
第三章随机过程1.通信中的信号和噪声都可以看作随时间变化的随机过程。
2.随机过程具有时间变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：a)随机过程是无穷多个样本函数的集合；b)随机过程是一族随机变量的集合。
3.正态分布函数与Q(x)或erf(x)函数的关系在分析数字通信系统的抗干扰性能时非常有用。
4.高斯白噪声是分析信道加性噪声的理想模型，通信中的主要噪声源——热噪声就属于这类噪声。
第四章信道1.无线信道按其传播方式区分，基本上有地波、天波和视线传播三种。
2.有线信道分为有线电信道和有线光信道两大类。
3.信道的数学模型分为调制信道模型和编码信道模型两类。
调制信道模型用加性干扰和乘性干扰表示信道对于信号传输的影响。
通信原理 第07章 多路复用
式中，B1 fm f g 为一路信号占用的带宽。
图7-4 FDM的频谱结构
合并后的复用信号，原则上可以在信 道中传输，但有时为了更好地利用信道的传 输特性，还可以再进行一次调制。 解复用过程是复用过程的逆过程。在 接收端，可利用相应的带通滤波器（BPF） 来区分开各路信号的频谱。然后，再通过各 自的相干解调器便可恢复各路调制信号。解 复用器采用滤波器将复合信号分解成各个独 立信号。然后，每个信号再被送往解调器将 它们与载波信号分离。最后将传输信号送给 接收方处理。图7-5显示了解复用过程。
TDM是按照时间片的பைடு நூலகம்转来共同 使用一个公共信道，所以在对TDM系统 进行分析的时候，通常考查如下几个基 本概念。 1.帧 TDM传送信号时，将通信时间分成 一定长度的帧。每一帧又被分成若干时 间片。即一帧由若干个时间片组成。帧 中的每个时间片是预先分配给某个数据 源的，且这种关系固定不变。不论有无 数据需要发送，所有数据源的时间片都 会被占有 .
7.2 频分多路复用
频分多路复用FDM（Frequency Division Multiplexing），指的是按照 频率参量的差别来分割信号的复用方式。 FDM的基本原理是若干通信信道共用一 条传输线路的频谱。在物理信道的可用 带宽超过单个原始信号所需带宽情况下, 可将该物理信道的总带宽分割成若干个 与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子 信道,每个子信道传输一路信号。FDM将 传输频带分成N部分后，每一个部分均 可作为一个独立的传输信道使用。
3.码组交错法 码组交错法按某一码字长度（若干 比特）为单位进行复用，即每个时间片 包含某个数据源的一个码字（可能是一 个比特，一个字符或更多比特），每个 时间片传输一个码字/子帧，与比特交错 技术相比误码率较低。
第7章串口通信
收）。特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，
但数据的传送控制比并行通信复杂。
第7章串口通信
7.1.1 串行通信的基本概念
一、异步通信与同步通信
1、异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟
控制数据的发送和接收过程。 以帧作为传送单位，每一 帧由起始位、数据位、校验位和停止位组成，结构如图。
第7章串口通信
三、方式2和方式3
方式2或方式3时为11位数据的异步通信口。TXD为数据发
送引脚，RXD为数据接收引脚 。
方式2和方式3时起始位1位，数据9位（含1位附加的第9位， 发送时为SCON中的TB8，接收时为RB8），停止位1位，一 帧数据为11位。方式2的波特率固定为晶振频率的1/64或1/32， 方式3的波特率由定时器T1的溢出率决定。
第7章串口通信
二、方式1 ：8位异步通信接口
方式1是10位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚， RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中1 位起始位，8位数据位（低位在前），1位停止位。
1、方式1输出
第7章串口通信
2、方式1输入
第7章串口通信
（1）发送： CPU向发送缓冲器SBUF写入一个数据后，便启动串行 口在TXD端输出帧信息，先发送起始位“0”，接着从低位开始 依次输出8位数据，最后输出停止位。发送完一帧信息后，发 送中断标志TI置“1”，向CPU请求中断。
•（1）发送：当CPU向发送缓冲器SBUF写入一个数据后，便立即启动发送器发送。先发
送起始位“0”，接着从低位开始依次输出8位数据，再发送SCON中的TB8，最后输出停止 位。发送完一帧信息后，发送中断标志TI置“1”，向CPU请求中断。
嵌入式操作系统_第7章 ucOS-II - 任务的同步互斥通信
IO)N；SO当就T_函8SE任绪USV数e务状EmON等P态S的TeS待n。e*返dmp的允如ePv回o时许果esnt间用值t参(/超参数/为信过数ti号已mttii量emmo创eeu的ootu被u建指tt时设设针的可置置信以一为结个0号，束等量则等待表的待时明状间指任态的针务而限。的进制入，等
待时间为无限长。 调用函数成功后，函数返回值为OS_ON_ERR，否则会根据具体 错误返回OS_ERR_EVENT_TYPE、OS_SEM_OVF。
函块以8 位IO)表数，N；至函vOS赋o明TO把S_占数i8低号号优_EdS这以U成EMVO用O８ 先为值V是ESu员pOS这ENtMre无位级（M一SiNOTxo个uMTuCS个t效和（反该*te资uEre*pxet互xvpee）高转值Pa欲源Pevxete斥enevePn的，８现为(提ntneodT型dnts()y其t高位象0t从升,)p/信(/x的e他(/互/空８两而F赋互的号原任F斥事位部要斥以量时优型务型件型常用分提，为，先释信控信数然：来：升放信号级制号后O了存低的量号别S块量再该指_放８优为链指E）把信针V为位先有针表成，E号N了用级获效员量低T取避来别O_，。8TS一免存pY否位ErPv个i出放则oeE赋n。事_t现信M信C以件nUt常控的TE制数高X
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相关编码： 相关编码的作用是把(a)所示的基带信号频谱函数变 换成图(b)所示的频谱函数， 这样经过双边带调制以 后可以得到如图(c) 所示的频谱函数。
第7章通信系统中的同步
正交导频：
导频与调制载波 相位差90°
0
fc-fm
fc
fc+fm
f
注：
1、在fc附近的频谱函数很小，且没有离散谱，在fc处插 入频率为fc的导频（这里仅画出正频域）。
第7章通信系统中的同步
不同功用的同步 按照同步的功用来区分， 有载波同步、 位同步(码元同
步)、 群同步(帧同步)和网同步(通信网络中使用)等四种。 1. 载波同步（载波跟踪、载波提取）：相干解调中，在接
收端恢复出与发送端的载波在频率上同频的相干载波的过程。 载波同步是实现相干解调的先决条件。 2. 位同步(码元同步):位同步脉冲与接收码元的重复频率
a2m(t)sin2 ct a2 cosctsinct
1 2
a2m(t)
1a2m(t)cos 2
2ct
1a2 2
sin2ct
低通
1
a2m(t)
2
第7章通信系统中的同步
7.2.2 非线性变换——滤波法
1、平方变换法
x(t)cosωct 带通 ni(t)
平方律 部件
×
fc 二分频
e(t) 2fc
2fc
第7章通信系统中的同步
7.2 载波同步
载波同步的目的：
获得同频同相的相干载波。
载波同步的方法:
❖ 直接法（自同步法）
❖ 插入导频法（外同步法）
第7章通信系统中的同步
直接法
直接法举例 ❖ 平方变换法 ❖ 平方环法 ❖ 同相正交环法
第7章通信系统中的同步
7.2.1 插入导频法
1、何时用插入导频法
信息检测出来作为同步信号的方法， 称为外同步法。 2. 自同步法 发送端不发送专门的同步信息，接收端设法从收到的信号
中提取同步信息的方法，称为自同步法。
第7章通信系统中的同步
分析：
(1)由于外同步法需要传输独立的同步信号，因此，要付出额 外功率和频带，在实际应用中， 二者都有采用。在载波同步 中，采用两种同步方法，而自同步法用的较多；在位同步中， 大多采用自同步法，外同步法也有采用；在群同步中，一般都 采用外同步法。
件后得
e(t)1212co2sct
第7章通信系统中的同步
2fc窄带滤波器 二分频
1 2 cos 2ct c o s ct o rc o s(w ct )
注： 由于分频起点的不确定性得到的可能是coswct也
可能是cos(wct+π)，称为相位模糊。相位模糊对模拟系
统影响不大，但对于2PSK信号可能出现“反相工作”问题，
和相位的一致。 接收端 “码元定时脉冲序列”的重复频率和相位(位置)要与
接收码元一致，以保证：① 接收端的定时脉冲重复频率和发送 端的码元速率相同;② 取样判决时刻对准最佳取样判决位置。 这个码元定时脉冲序列称为“码元同步脉冲”或“位同步脉冲”。
第7章通信系统中的同步
3. 群同步(帧同步):在数字时分多路通信系统中，各路信码 都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。在接收端为了 正确地分离各路信号，首先要识别出每帧的起始时刻，从而找出 各路时隙的位置。也就是说， 接收端必须产生与字、句和帧起 止时间相一致的定时信号。我们称获得这些定时序列的过程为帧 (字、 句、 群)同步。
2、插入的导频是将载波移相90°后的所谓“正交载波”。
第7章通信系统中的同步
第7章通信系统中的同步
插入导频法
发 端 ： s ( t ) a m ( t ) s i n c t ( a c o s c t )
收端：v(t)=s(t)asinct
[am(t)sinct acosct]asinct
因此要采用2DPSK系统。
第7章 通信系统中的同步
第7章通信系统中的同步
学习目标
1、掌握同步的基本概念。什么叫内同步？什 么叫外同步？
2、掌握载波同步的2种方法（直接提取法和 导频法）
3、什么叫位同步？掌握位同步的基本方法 4、什么群同步？掌握群帧频的基本方法
第7章通信系统中的同步
7.1 同步的概念
❖ 同步是指通信系统的收、发双方在时间上步调的一 至。 ❖同步是进行信息传输的必要和前提。 ❖ 同步性能的好坏直接影响着通信系统的性能。 ❖ 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，如同步误差小、相位抖动小以及同步 建立时间短，保持时间长等。
窄带滤波
低通 x(t)
载波提 取电路
第7章通信系统中的同步
直接法——平方变换法
频带信号
x(t)cosct
平方后
e(t) x(t)cosct2
12x2(t)12x2(t)cos2ct
对于2PSK信号，x(t)是双极性矩形脉冲，设x(t)=±1，则
x2(t)=1，这样已调信号x(t)cosωct经过非线性变换—平方律部
➢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， ➢可在适当的频率位置上，插入一个低功率的线谱 （此线谱对应的时域正弦波称为导频信号）， ➢接收端就用窄带滤波器将它取出来，经过适当处理， 得到相干载波。
第7章通信系统中的同步
2、插入导频的要求
插入导频的位置应该在信号频谱为零的位置。 对于模拟调制的信号，在载波fc附近信号频谱为0， 可以直接插入导频。 但对2PSK和2DPSK等数字调制信号，在fc附近频谱很 大，故在调制前需先对基带信号进行相关编码。 插入的导频是“正交导频”
4. 网同步 通信网也有模拟网和数字网之分。在一个数字通信网中， 往往需要把各个方向传来的信码，按它们的不同目的进行分路、 合路和交换， 为了有效地完成这些功能，必须实现网同步。
第7章通信系统中的同步
不同传输方式的同步 同步也是一种信息，按照传输同步信息方式的不同，可分
为外同步法和自同步法。 1. 外同步法 由发送端发送专门的同步信息，接收端把这个专门的同步
(2)无论采用哪种同步方式， 对正常的信息传输来说，都是必 要的，只有收发之间建立了同步才能开始传输信息。同步误差 小、相位抖动小以及同步建立时间短、保持时间长等为其主要 指标， 它是系统正常工作的前提，否则就会使数字通信设备 的抗干扰性能下降，误码增加。如果同步丢失(或失步)，将会 使整个系统无法工作。