同步的概念

　　同步技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中非常重要的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)數(shù)字通信系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)多種同步功能才能實(shí)現(xiàn)正確的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。其技術(shù)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)不同地域收發(fā)雙方的同步通信互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)一致的信息數(shù)據(jù)交換，因此，通信系統(tǒng)是否能夠完全的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步交換成為了衡量通信質(zhì)量的重要因素，如果通信系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)同步，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，影響通信的效果。

　　同步問(wèn)題在手機(jī)、雷達(dá)、WLAN、HDTV等都是很重要的。發(fā)送信號(hào)和接受信號(hào)是通信的最基本的兩個(gè)環(huán)節(jié)，接受信號(hào)實(shí)際上就是從噪聲、干擾與畸變中提取信號(hào)，獲取發(fā)送的信息。提取信號(hào)就是估計(jì)信號(hào)的某個(gè)或數(shù)個(gè)特征參數(shù)，如振幅、頻率、相位與時(shí)間等。同步中的主要過(guò)程就是信號(hào)參數(shù)的估值過(guò)程。

　　通信系統(tǒng)中的同步又可分為載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步幾大類(lèi)。

　　網(wǎng)同步

　　在數(shù)字通信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各站點(diǎn)為了進(jìn)行分路和并路，必須調(diào)整各個(gè)方向送來(lái)的信碼的速率和相位，使之步調(diào)一致，這種調(diào)整過(guò)程稱為網(wǎng)同步。

　　如果沒(méi)有組網(wǎng)，只是一般的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，則不存在網(wǎng)同步的問(wèn)題。

　　幀同步

　　在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信息流是由最基本的“字”和“句”組成。對(duì)于時(shí)分多路信號(hào)，要想在接收端能夠正確的分辯各路信號(hào)，作為發(fā)送端首先應(yīng)該在信息流的頭部或尾部加入一些特殊的代碼進(jìn)行區(qū)分標(biāo)記，以便接收方能夠正確分辨信息，那么，在接收端獲取并分辨這些信息流的過(guò)程我們稱之為幀同步或群同步 。

　　幀同步是為了發(fā)現(xiàn)一個(gè)幀的到來(lái)，或說(shuō)是找到一個(gè)幀的開(kāi)頭。用于將不同的幀分開(kāi)。

　　載波同步

　　在短距離的通信中我們一般采用基帶傳輸模式，長(zhǎng)距離的通信采用頻帶傳輸模式，兩種模式在發(fā)送端首先都要進(jìn)行調(diào)制，在接收端進(jìn)行解調(diào)，他們大部分都是通過(guò)相干解調(diào)進(jìn)行，只有幅度調(diào)制是通過(guò)非相干解調(diào)的，相干解調(diào)需要相干載波，即需要一個(gè)與所接收到信號(hào)中的調(diào)制載波完全同頻同相的本地載波信號(hào)，這個(gè)本地載波的獲取稱為載波同步，載波同步是實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的基礎(chǔ)。

　　載波同步有兩種方法，一個(gè)是插入輔助同步信息，即在時(shí)域或頻域插入同步信號(hào)。（注意：若在時(shí)域插入，就是訓(xùn)練序列。若在頻域插入，就是導(dǎo)頻序列。）另一個(gè)方法是直接從接收信號(hào)中提取同步信息：多次方變換+鎖相環(huán)。

　　位同步

　　位同步也稱碼元同步。

　　位同步是數(shù)字信號(hào)碼元時(shí)間對(duì)齊的過(guò)程。指數(shù)字傳輸中，從信息碼流中提取時(shí)鐘信號(hào)，并借助于時(shí)鐘信號(hào)來(lái)識(shí)別信息碼元的定時(shí)提取過(guò)程。

　　位同步是正確取樣判決的基礎(chǔ)，只有數(shù)字通信才需要，所提取的位同步信息是頻率等于碼速率的定時(shí)脈沖，相位則根據(jù)判決時(shí)信號(hào)波形決定，可能在碼元中間，也可能在碼元終止時(shí)刻或其他時(shí)刻。

　　實(shí)現(xiàn)位同步的方法主要有外同步法和自同步法兩種。

　　外同步法。外同步的方法是，發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)之前先發(fā)送同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用這一同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率，以此來(lái)達(dá)到收發(fā)雙方位同步的目的。

　　自同步法。接收方利用包含有同步信號(hào)的特殊編碼（如曼徹斯特編碼）從信號(hào)自身提取同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率，達(dá)到同步目的。

　　另一種描述

　　位同步模塊的主要作用是產(chǎn)生一個(gè)與輸入數(shù)據(jù)頻率一致的時(shí)鐘信號(hào)，保證每一位數(shù)據(jù)判決一次，且最好在信噪比最大的時(shí)刻進(jìn)行判決。目前常用的位同步技術(shù)有插入導(dǎo)頻法、非線性變換濾波法、鎖相環(huán)法和Gardner定時(shí)恢復(fù)算法。

　　幾項(xiàng)同步的順序

　　先是載波同步，再是位同步（碼元同步），然后是群同步（幀同步）。最后是網(wǎng)同步（如果存在通信網(wǎng)絡(luò)的話）。