1.2　同步技術的實現方法

1.2.1　兩種不同的實現原理

從同步技術的實現方法來講，一方面是指理論上的設計原理及方法，另一方面是指具體的實現平臺或實現手段。當然，實現的原理是基礎，因此首先對從原理上劃分的實現方法進行簡單介紹。

按同步技術的實現方法來劃分，通信系統中的同步技術主要有外同步法和自同步法兩種。

1. 外同步法

外同步法是指由發送端發送專門的同步信號（常稱為導頻信號），接收端把這個導頻提取信號出來作為同步信號的方法。由于導頻信號本身并不包含所要傳輸的信息，因此對導頻信號的頻率和功率有限制，要求導頻信號盡可能小地影響信息的傳輸，且便于提取同步信號。外同步法主要在載波同步及位同步系統中應用。

在采用外同步法的載波同步系統中，對導頻信號有如下要求：①為避免載波信號與導頻信號的相互干擾，要在載波信號頻譜為零的位置插入導頻信號；②采用正交插入，避免對載波信號解調產生影響；③盡可能插入便于提取的導頻信號，具體分為正交插入法、雙導頻插入法和時域插入法。前兩種方法是根據載波信號頻譜是否為零進行選擇，如果為零，則在載波頻率處插入單導頻信號；如果不為零，則在載波信號頻譜外插入與載波有簡單數值關系的雙導頻信號。時域插入法是指在某些固定時隙傳輸導頻信號，其他時隙傳輸信息。正交插入法和雙導頻插入法插入的導頻信號在時間上是連續的，時域插入法插入的導頻信號在時間上是斷續的；正交插入法需要進行正交調制，其他方法不需要進行正交調制。由于時域插入法在一幀內僅用很小的時隙傳送導頻信號，通常需要采用鎖相環來提取載波信號[3]。

位同步的外同步法有位定時導頻法和包絡調制法。采用位定時導頻方法時，插入的導頻信號必須在基帶信號頻譜的零點插入，且用反相來消除對采樣判決的影響；包絡調制主要用于2PSK或2FSK等恒包絡調制方式，在發送端對恒包絡調制附加調制頻率為數據傳輸速率的幅度調制，接收端通過包絡解調還原出位同步信號。

根據幀同步及偽碼同步的實現原理，這兩種同步技術可以看成外同步法。與載波同步、位同步不同的是，實現幀同步時，收、發兩端事先對幀同步碼組及偽碼碼組進行了約定，接收端通常采用相關算法進行同步碼組檢測，或者直接通過比較判決的方法實現同步。

2. 自同步法

自同步法是指發送端不發送專門的同步信號，接收端設法從接收到的信號中提取同步信號的方法。這種方法效率高，但接收端設備相對外同步法而言較為復雜。

自同步法的典型應用是從抑制載波的調制信號中恢復出載波信號，常用的方法有平方變換法、平方環法、同相正交環法等。自同步法的基本思想是通過對接收信號進行非線性處理，得到與所需載波信號具有固定頻率、相位關系的信號，然后通過鎖相環提取出該信號，進而經過分頻、移相等處理得到與載波同頻同相的信號。

位同步的自同步法主要有濾波法、包絡陷落法和鎖相環法等。濾波法針對不含位同步信號的基帶波形，進行微分和全波整流后變成歸零單極性脈沖后，即可提取出位同步信號。包絡陷落法是一種對帶限信號進行包絡檢波的波形變換方法，帶限信號相鄰碼元的相位變換點附近有幅度的平滑陷落，通過包絡檢波和濾波就可提取位同步信號。在鎖相環法中，為了解決位同步信號的抖動問題，需要在鑒相器后加數字濾波器，隨著可編程集成電路的發展，鎖相環法也成為提取位同步信號的常用方法。