第4章 时分多路复用及PCM3032路系统要点

第4章 时分多路复用及PCM30/32路系统第一节 时分多路复用通信一、时分多路复用的概念利用各路信号在信道上占有不同时间间隔的特征来分开各路信号的。

二、PCM 时分多路复用通信系统的构成● PCM 时分多路复用通信的实现（以3路复用为例）（n 路复用原理类似） ●发端低通滤波器的作用 P67 ●保持的目的 P68 ●抽样门的作用——抽样、合路。

●分路门的作用——分路。

●接收低通滤波器的作用——重建或近似地恢复原模拟话音信号。

●几个概念：1帧、路时隙(n T t c =)、位时隙(l t t c B =)第二节 PCM30／32路系统一、PCM30／32路系统帧结构P73图3.9● 几个标准数据:帧周期s μ125 ，帧长度32×8＝256比特（l =8）路时隙s t c μ91.3=位时隙s t B μ488.0=数码率s kbit f B /2048=● 位同步的目的——保证收端正确识别每一位码元。

帧同步的目的——保证收发两端相应各话路要对准。

复帧同步的目的——保证收发两端各路信令码在时间上对准。

● 各时隙的作用 P73●帧同步码型及传输位置、复帧同步码型及传输位置、30路信令码的传输（标志信号的抽样频率、抽样周期）[标志信号抽样后，编4位码{abcd}] 信令码{abcd}不能同时编为0000码，否则就无法与复帧同步码区分开。

例1、计算PCM30/32路系统（8=l ）的路时隙、位时隙和数码率。

解：路时隙s s n T t c μμ91.332125=== 位时隙s sl t t c B μμ488.0891.3===数码率s kbit l n f f s B /20488328000=⨯⨯=⋅⋅=例2、计算PCM30/32路系统（8=l ）1路的速率。

解：基群的速率为s kbit /20481路的速率：s kbit /64322048=例3、PCM30/32路系统中，第25话路在哪一时隙中传输？第25路信令码的传输位置在什么地方？解：第25话路在帧结构中的传输位置为TS 26第25路信令码在帧结构中的传输位置为F 10帧TS 16后4位码二、PCM30/32路定时系统发端定时系统时钟CP 、位脉冲、路脉冲、复帧脉冲的频率及作用收端定时系统对收端时钟的要求——收端时钟与发端时钟频率完全相同，且与接收信码同频同相。

第一部分数字通信基本原理数字通信系统一信号信号可用来传输信息。

信息可用语言、文字、图象等表达，但在很多情况下，这些表达信息的语言文字不便于直接传输。

因此在近代科学技术中，常用电信号来传送各种信息，即利用一种变换设备把各种信息转换为随时间作相应变化的电流或电压进行传输。

这种随信息作相应变化的电压或电流就是电信号。

由消息转换成的电信号可分为两类：模拟信号和数字信号。

模拟信号是指时间和幅度都连续的信号。

数字信号是指时间和幅度都离散的信号。

如图1-1 电压10 0 时间a.模拟信号b.数字信号1-1 模拟信号及数字信号的模型二数字系统以数字信号的方式来传输消息的通信系统，叫数字通信系统。

典型的数字通信系统的组成如图1-2。

1-2 典型数字通信系统的组成信源即是发信者。

通常的信源指电话机、摄象机及各种数字终端设备。

信源编码的作用是对信号进行编码，去除或减少冗余度，把能量集中起来缩窄占据频带，从而提高数字传输的有效性。

例如进行模拟信号变换为数字信号的过程（A/D转换），PCM编码。

信道编码。

由于传输信道上噪声的干扰，数字信号在传输中可能会发生差错，导致信息传输质量下降。

为了在接收端自动检出错码或纠正错码，使差错控制在允许范围内，可在信源编码后的数字信号中按一定规律加一定数量的数字码（监督码），形成新的数字信号，这种新的信号间的关系形成较强的规律性，使收端可检查或纠正差错。

信道编码是将信息比特变换为适合于信道传输的数字信号，它是为了提高系统的抗干扰能力，提高数字传输的可靠性，即改善系统的误码性能。

信道和噪声：信道指传输信号的通道。

按传输媒质可分为有线信道和无线信道两类。

有线信道包括明线、同轴电缆、光缆等。

无线信道包括微波中继、卫星和各种散射等。

信道在传输中会受到各种噪声的干扰，通常把所有的噪声干扰都折合到信道中，成为一个等效噪声源。

三数字通信的主要特点A、抗干扰能力强，无噪声积累因数字信号以0、1两个数码形式传输，被噪声干扰和经衰减后的数字信号，在没恶化到不可正确判断之前，可用再生的方法恢复成原来的信号。

第4章时分多路复用及PCM30/32路系统本章着重介绍时分多路复用通信的实现方法，内容包括：（1）时分多路复用的概念（多路复用的定义、时分多路复用的基本原理以及时分多路复用中的同步概念等）。

（2）PCM30/32 路系统①PCM30/32路系统帧结构（PCM基群帧结构、话路时隙、帧同步时隙、信令与复帧同步时隙和复帧等）。

②PCM30/32路定时系统（定时系统的作用，发端定时系统构成、各类定时脉冲的用途和参数以及时序关系，收端定时系统的构成、收端定时时钟提取方法——位同步的实现）。

③PCM30/32路帧同步系统（帧同步系统的功能、工作原理和保护措施）。

4.1时分多路复用通信4.1.1时分多路复用的概念1. 多路复用的概念（1）多路复用的定义为了提高通信信道的利用率，使若干路信号沿同一信道传输而不互相干扰的通信方式称为多路复用。

（2）多路复用的方法多路复用的方法中用得最多的有两大类：频分多路复用和时分多路复用。

•频分多路复用（FDM）:频分复用是按频率区分各路信号，多用于模拟通信系统中。

•时分多路复用（TDM ）:时分复用是按时间区分各路信号，主要用于数字通信系统，例如PCM通信。

2. 时分多路复用原理（1）时分多路复用的基本原理时分多路复用是利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路信号的。

具体来说，将时间分成为均匀的时间间隔，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开的目的。

可以用图4-1说明PCM通信系统时分多路复用原理。

图中：①发端低通滤波器将语音信号频带严格限制在3400H Z以内。

②电子开关SA （称为分配器或称为合路门）有两个作用：•电子开关SA1每旋转一周就依次对各路信号进行一次抽样，抽样间隔为T , 这样就达到了对每一路信号每隔T秒时间抽样一次的目的；•电子开关SA同时还完成复用合路的作用。

图4-1 PCM通信系统时分多路复用原理示意图SA采集到的信号如图4-2所示。

第1章概述一、模拟信号与数字信号的特点模拟信号——幅度取值是连续的连续信号离散信号数字信号——幅度取值是离散的二进码多进码连续信号离散信号●数字信号与模拟信号的区别是根据幅度取值上是否离散而定的。

●离散信号与连续信号的区别是根据时间取值上是否离散而定的。

二、模拟通信与数字通信●根据传输信道上传输信号的形式不同，通信可分为模拟通信——以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用实现多路通信）。

数字通信——以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实现多路通信）。

●数字通信传输的主要对象是模拟话音信号等，而信道上传输的一般是二进制的数字信号。

所要解决的首要问题模拟信号的数字化，即模／数变换（A/D变换）三、数字通信的构成●话音信号的基带传输系统模型四、数字通信的特点1、抗干扰能力强，无噪声积累对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值（通常取二个幅值），在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号。

由于无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输。

2、便于加密处理3、采用时分复用实现多路通信4、设备便于集成化、小型化5、占用频带较宽五、数字通信系统的主要性能指标● 有效性指标 P7·信息传输速率——定义、公式l n f f s B ⋅⋅=、物理意义 ·符号传输速率——定义、公式（BB t N 1=）、关系：M N R B b 2log = ·频带利用率——是真正用来衡量数字通信系统传输效率的指标（有效性）频带宽度符号传输速率=η Hz Bd /频带宽度信息传输速率=η Hz s bit //● 可靠性指标 P8·误码率——定义 ·信号抖动例1、设信号码元时间长度为s 7106-⨯，当（1）采用4电平传输时，求信息传输速率和符号传输速率。

（2）若系统的带宽为2000kHz ,求频带利用率为多少Hz s bit //。

《数字通信》第4章时分多路复用及PCM30/32路系统(2)复习时分多路复用利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路信号 发端和收端的高速开关k1和k2必须严格同频同相位同步位同步就是码元同步，需要做到每位码对齐相当于k1,k2同频帧同步帧同步就是为了保证收端与发端相应的话路在时间上对准相当于k1,k2同相复习 PCM30/32路系统帧结构复习 PCM30/32路定时系统内容1.PCM30/32路帧同步系统2.PCM30/32路系统的构成1.PCM30/32路帧同步系统位同步已解决的问题：解决收端时钟与接收信码之间的同频问题，得到了一连串无头无尾的信码流。

帧同步系统需要解决的问题：从收到的信码流中分辨出哪8位码是属于同一个抽样值的码字 分辨出每一个码字（8位码）属于哪一路，以便正确分路。

帧同步实现方法：集中插入帧同步码帧同步码选择为：0011011将帧同步码集中插入在偶帧TS0的第2位-第8位收段接收并识别出帧同步码后，即可判断出后续的8位码为一个码字，且为第一个话路信码，以此类推，便可正确接收每一路信号，从而实现帧同步。

前方保护：目的：防止假失步过程：当连续m次检测不到帧同步码后，才判断为系统真正失步，并立即进入捕捉状态，开始捕捉同步码。

ITU-T规定：m=3或4前方保护时间：从第一个帧同步码丢失起，到帧同步系统进入捕捉状态位置的这段时间，叫做前方保护时间。

(-1)sT m T =前后方保护：目的：防止伪失步 同步捕捉方式：逐步移位捕捉方式 过程：只有当连续捕捉到n次帧同步码后，才判断为系统真正恢复到了同步状态。

ITU-T规定：n=2 后方保护时间：从捕捉到第一个真正的同步码到系统进入同步状态的这段时间。

(-1)sT n T =后前后保护时间记忆：我不会轻易放你走，会经过三番四次的挽留。

一旦你最终选择离开，如果将来还想回来，我将需要再（二）次考虑你的请求。

后方保护：伪同步可能带来的影响：需要经过前方保护才能重新开始捕捉，因而使同步恢复时间拉长在捕捉过程中，如果捕捉到的帧同步码组具有以下规律，则判断帧同步系统进入帧同步状态：第N 帧（偶帧）有帧同步码{0011011}；第N+1帧（奇帧）无帧同步码，而有奇帧标志码{1A111111}；第N+2帧（偶帧）有帧同步码{0011011}如果在第N+1帧或第N+2帧检测失败，则需要重新进行捕捉。