數字通訊基礎 同步與非同步

2021-08-29 06:53:55 字數 1567 閱讀 8885

有兩個方面的同步問題:

一方面是基礎的,即如何正確接收每一位,稱為"位同步"每一位碼元如何同步,即"位同步",要想做到位同步,需要兩端時鐘相同,而兩端時鐘總是有差別,一是時鐘設定不一樣,另一是即使時鐘設定相同,但由於兩端時鐘有誤差,這種誤差很小,在幾個碼元的時間內不會產生影響,但這種誤差是會積累的,在一定的時間後,這種誤差就會對正確接受產生影響,因此,在兩端對時完成之後,不見得就不會出錯,由於誤差的積累影響,就需要不斷的對時間進行監視和調整,有一種方法是增加一條線,專門傳輸時鐘訊號,但一是要增加投資,二是傳輸也會有差錯,所以不可靠。通常的方法是直接從訊號中提取時鐘資訊,即自同步法,要用到數字鎖相方法,即在接收訊號的跳變上公升沿產生乙個校正脈衝,再和本地端時鐘上公升沿比較,由於本地對接收訊號的取樣是在本地端時鐘上公升沿對準接收訊號的中間處,則校正脈衝和本地端時鐘上公升沿的相差小於碼元週期的一半即可,如不滿足這個條件,就把差別資訊輸入計數器,產生乙個數量資訊去控制分頻器,從而產生乙個正確的時鐘訊號。這樣每位碼元能夠正確接收。(從數字鎖相的角度看,數碼訊號的碼型很重要,nrz碼      在傳送一長串"1"或"0"時沒有跳變,不易於提取時鐘訊號,而曼徹斯**每個碼元中間有跳變,則易於提供時鐘資訊,易於同步)

另一方面是從內容上來說的,是內容的同步,資訊的同步,而上面的位同步是物理上的同步,在數字資料中,資訊是由一系列二進位制**組合表示的,實際中,通常是由若干個碼元組成乙個碼元塊,稱為乙個"字",由若干個字組成乙個資料塊,稱為"幀",資料幀可以作為資料傳輸的單位。要正確接收資訊,就要正確識別資料幀,要正確識別資料幀,需要確定幀的首尾,如果起點搞錯了,雖然正確的接收了一串**,但這段**表示的資訊不是原資料幀的資訊,接收就失敗了,所以,要正確識別幀的起點對應的碼元,再按照資料幀規定的長度接收後續碼元,才能正確接收資料幀,此即"幀同步"。幀同步的實現方法通常是在一長串資訊字前加上乙個字(或幾個),這個字稱為"同步字",是特別規定的(通常有一定的規律),接收端不斷的檢測收到的**,一旦發現同步字,就是找到了幀的起點,然後接收後面的資訊字,為正確接收資訊字的各個碼元(位),要用到位同步技術。另外,當幀的長度很短時,特殊的情況是只有乙個字元,即乙個字元組成的資料(幀),實現上有所不同,第一是不用同步字,太划不來,第二是接收資料位不用位同步技術,因為只有幾個碼元,積累誤差小,字的首尾使用起始位和停止位表示,字元與字元之間是空閒位,接收端檢測到起始位就是字元的開始,在起始位要校準時鐘。這種"幀同步"因為只有乙個字元,所以也稱"字同步",也稱"起止式同步",由於字元之間的空閒時間不等,也稱為"非同步通訊方式",而把前一種稱為"同步通訊方式"位同步是保證正確接收碼元, 是位元同步,幀同步是保證正確接收資訊,是資訊同步。僅僅只有位同步是沒有意義的,因為位同步不能讓我們直接識別資訊,只有幀同步才能接受準確資訊,而準確接收資訊的前提是每一位正確的接收,所以,位同步是幀同步的基礎,是幀同步的一部分技術。我們說的資料通訊的"同步"問題實際上就是"幀同步"。另外,我們常說的同步傳輸和非同步傳輸,是幀同步的兩種不同手段,或不同情況。(所以,一般的教材中說同步問題,就只說同步和非同步傳輸方式,實際上就是幀同步(狹義的,指同步傳輸)和字同步(指非同步傳輸),字同步是特殊的幀同步,在起點校準時鐘,其他位不須使用位同步技術,因為碼元數量少,在起點校準時鐘後,乙個字元時間內積累誤差不大).

可以想象通訊的開始過程,接受方實際上是在找"幀"的起始,這是通訊的目的,位同步是為這個目的服務的。

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