第13章同步原理
思考题
13-1 何谓载波同步？为什么需要解决载波同步问题？ 答：（1）载波同步又称载波恢复，即在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频同相的本地振荡，供给解调器作相干解调用。 （2）需要解决载波同步问题的原因：当接收信号中包含离散的载频分量时，在接收端需要从信号中分离出信号载波作为本地相干载波；这样分离出的本地相干载波频率必然和接收信号载波频率相同，但是为了使相位也相同，可能需要对分离出的载波相位作适当调整。若接收信号中没有离散载频分量，则接收端需要用较复杂的方法从信号中提取载波。因此，在这些接收设备中需要有载波同步电路，以提供相干解调所需的相干载波。
13-2 插入导频法载波同步有什么优缺点？
答：插入导频法载波同步的优缺点：
（1）优点：建立同步的时间快。售检票系统
（2）缺点：占用了通信系统的频率资源和功率资源。
13-3 哪些类信号频谱中没有离散载频分量？
答：信号频谱中没有离散载频分量的信号频谱：先验概率相等的2PSK信号频谱中没有
载频分量。
13-4 能否从没有离散载频分量的信号中提取出载频？若能，试从物理概念上作解释。
答：能从没有离散载频分量的信号中提取出载频。设此信号可以表示为
，式中：m（t）＝±1。
当m（t）取＋1和－1的概率相等时，此信号的频谱中无角频率ωc的离散分量。将上式平方，得
此式中已经将m2（t）＝1的关系代入。由此式可见平方后的接收信号中包含2倍载频的频率分量。所以将此2倍频分量用窄带滤波器滤出后再作二分频，即可得出所需载频。
13-5 试对QPSK信号，画出用平方环法提取载波的原理方框图。
答：对QPSK信号，用平方环法提取载波的原理方框图如图13-1所示。
图13-1 QPSK平方环载波提取框图
13-6 什么是相位模糊问题？在用什么方法提取载波时会出现相位模糊？
答：（1）相位模糊问题是由于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，这就导致分频得出的载频存在相位含糊性。
（2）用平方环和科斯塔斯环会出现相位模糊。
13-7 解决相位模糊对于信号传输影响的主要途径是什么？
答：解决相位模糊对于信号传输影响的主要途径是采用2DPSK代替2PSK，降低环路滤波器的带宽。
13-8 一个采用非相干解调的数字通信系统是否必须有载波同步和码元同步？ 电热恒温鼓风干燥机
答：采用非相干解调的数字通信系统不一定要提取载波，所以可以不需要载波同步，而如果没有码元同步，则接收端无法判决，使误码率大大增加。
13-9 码元同步分为几类？
答：码元同步分类：
（1）外同步法，它在发送码元序列中附加码元同步用的辅助信息来达到同步目的，常用的外同步法是于发送信号中插入频率为码元速率（1／T）或码元速率的倍数的同步信号。在接收端利用一个窄带滤波器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。
（2）自同步法，又分为
路障灯①开环码元同步法，在这种同步方法中，将解调后的基带接收码元先通过某种非线性变换，再送入一个窄带滤波电路，从而滤出码元速率的离散频率分量。
②闭环码元同步法，将接收信号和本地产生的码元定时信号相比较，使本地产生的定时信号和接收码元波形的转变点保持同步，闭环可以有效降低同步跟踪误差。
13-10 何谓外同步法？外同步法有何优缺点？
答：（1）外同步法是指在发送码元序列中附加码元同步用的辅助信息，以达到提取码元同步信息目的的方法。
（2）外同步法的优缺点：
①优点：设备较简单。
②缺点：需要占用一定的频带宽带和发送功率。纸绳手挽
13-11 何谓自同步法？自同步法又分为几种？
答：（1）自同步法是指不需要辅助同步信息，直接从中提取码元定时信息的方法。
（2）自同步法又分为开环码元同步法和闭环码元同步法。
13-12 开环法码元同步有何优缺点？试从物理概念上解释信噪比对其性能的影响。
自制锅盖天线答：（1）开环法码元同步的优缺点：
①优点：不需要辅助同步信息，可以得到最强的码元速率分量。
②缺点：由于噪声的存在，提取的码元同步信息会有误差，且误差是一个随机量。
（2）表达式
式中：为同步误差时间的均值；T为码元持续时间；E b为码元能量；n0为单边噪声功率谱密度，K为一常数。因此，只要接收信噪比大，上述方案能保证足够准确的码元同步。
13-13 闭环法码元同步有何优缺点？
答：闭环法码元同步的优缺点：
（1）优点：不需要辅助同步信息，节省带宽，且更准确。
（2）缺点：同步跟踪误差的平均值不等于零。
13-14 何谓同步？同步有几种方法？
答：（1）同步是指在数字通信系统中保持信息码元的同步，使接收端能在所接收到的数字信号序列中出一帧的开头和结尾，从而能正确解码的方法。
（2）同步分为集中插入法和分散插入法。
13-15 何谓起止式同步？它有何优缺点？
答：（1）起止式同步是在信息码元前加一个等于一个码元宽度T的低电平“起脉冲”，然后在结束时加一个宽度至少为1.5Ｔ的高电平“止脉冲”的同步方法。
（2）起止式同步的优缺点：
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①优点：同步方式简单，易于实现。
②缺点：增加起、止信号，效率低，不适用于高速率传输信号。
13-16 试比较集中插入法和分散插入法的优缺点。
答：（1）集中插入法的优缺点：
①优点：能够容易地立即捕获同步码，并快速建立同步。
②缺点：占用频带资源，有可能将信息码组误认为是同步码组，且要求同步码的自相关特性曲线具有尖锐的单峰。
（2）分散插入法的优缺点：
①优点：对于信息码元序列的连贯性影响较小，不会使信息码元组之间分离过大。
②缺点：需要较长的同步建立时间。
13-17 试述巴克码的定义。
答：定义
（13-
1）凡是满足式（13-1）的码组，就称为巴克码。
13-18 为什么要用巴克码作为同步码？
答：用巴克码作为同步码的原因：码组的自相关函数仅在R（0）处出现峰值，其他处的R（j）值均很小，则可以用求自相关函数的方法寻峰值，从而发现此码组并确定其位置。即它有尖锐的相关函数，易于捕获。
13-19 同步有哪些主要性能指标？
答：同步的主要性能指标有假同步概率P f和漏同步概率P l。
（1）假同步是指同步系统当捕捉时将错误的同步位置当作正确的同步位置捕捉到；
（2）漏同步是指同步系统将正确的同步位置漏过而没有捕捉到。
13-20 何谓网同步？网同步有几种方法实现？
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