1.2　同步技术的实现方法

1.2.1　两种不同的实现原理

从同步技术的实现方法来讲，一方面是指理论上的设计原理及方法，另一方面是指具体的实现平台或实现手段。当然，实现的原理是基础，因此首先对从原理上划分的实现方法进行简单介绍。

按同步技术的实现方法来划分，通信系统中的同步技术主要有外同步法和自同步法两种。

1. 外同步法

外同步法是指由发送端发送专门的同步信号（常称为导频信号），接收端把这个导频提取信号出来作为同步信号的方法。由于导频信号本身并不包含所要传输的信息，因此对导频信号的频率和功率有限制，要求导频信号尽可能小地影响信息的传输，且便于提取同步信号。外同步法主要在载波同步及位同步系统中应用。

在采用外同步法的载波同步系统中，对导频信号有如下要求：①为避免载波信号与导频信号的相互干扰，要在载波信号频谱为零的位置插入导频信号；②采用正交插入，避免对载波信号解调产生影响；③尽可能插入便于提取的导频信号，具体分为正交插入法、双导频插入法和时域插入法。前两种方法是根据载波信号频谱是否为零进行选择，如果为零，则在载波频率处插入单导频信号；如果不为零，则在载波信号频谱外插入与载波有简单数值关系的双导频信号。时域插入法是指在某些固定时隙传输导频信号，其他时隙传输信息。正交插入法和双导频插入法插入的导频信号在时间上是连续的，时域插入法插入的导频信号在时间上是断续的；正交插入法需要进行正交调制，其他方法不需要进行正交调制。由于时域插入法在一帧内仅用很小的时隙传送导频信号，通常需要采用锁相环来提取载波信号[3]。

位同步的外同步法有位定时导频法和包络调制法。采用位定时导频方法时，插入的导频信号必须在基带信号频谱的零点插入，且用反相来消除对采样判决的影响；包络调制主要用于2PSK或2FSK等恒包络调制方式，在发送端对恒包络调制附加调制频率为数据传输速率的幅度调制，接收端通过包络解调还原出位同步信号。

根据帧同步及伪码同步的实现原理，这两种同步技术可以看成外同步法。与载波同步、位同步不同的是，实现帧同步时，收、发两端事先对帧同步码组及伪码码组进行了约定，接收端通常采用相关算法进行同步码组检测，或者直接通过比较判决的方法实现同步。

2. 自同步法

自同步法是指发送端不发送专门的同步信号，接收端设法从接收到的信号中提取同步信号的方法。这种方法效率高，但接收端设备相对外同步法而言较为复杂。

自同步法的典型应用是从抑制载波的调制信号中恢复出载波信号，常用的方法有平方变换法、平方环法、同相正交环法等。自同步法的基本思想是通过对接收信号进行非线性处理，得到与所需载波信号具有固定频率、相位关系的信号，然后通过锁相环提取出该信号，进而经过分频、移相等处理得到与载波同频同相的信号。

位同步的自同步法主要有滤波法、包络陷落法和锁相环法等。滤波法针对不含位同步信号的基带波形，进行微分和全波整流后变成归零单极性脉冲后，即可提取出位同步信号。包络陷落法是一种对带限信号进行包络检波的波形变换方法，带限信号相邻码元的相位变换点附近有幅度的平滑陷落，通过包络检波和滤波就可提取位同步信号。在锁相环法中，为了解决位同步信号的抖动问题，需要在鉴相器后加数字滤波器，随着可编程集成电路的发展，锁相环法也成为提取位同步信号的常用方法。