2013-第4章 时分多路复用及PCM30-32路系统解读

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。

PCM30/32路定时系统
由定时系统提供给抽样、分路、编码、解码、标志信号系统以及汇总、分离等部件的准确的指令脉冲，以保证整体各部件能在规定的时间内准确、协调地工作.定时系统产生数字通信系统中所需要的各种定时脉冲，这些脉冲主要有：
a. 供抽样与分路用的抽样脉冲（也称为路脉冲）；
b. 供编码与解码用的位脉冲；
c. 供标志信号用的复帧脉冲等。

定时系统包括发端定时和收端定时两种，前者为主动式，后者为从属式。

从属式的意思是收端定时系统的时钟是从PCM信码流中提取出来的，其本身并没有时钟源。

下面分别进行介绍。

发端定时系统
PCM30/32路系统发端定时系统。

（1）时钟脉冲
（2）位脉冲
（3）路脉冲
（4）路时隙与复帧脉冲
收端定时钟提取。

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。

30/32路PCM系统1. 30/32路PCM系统的结构30/32路PCM系统的结构如下图。

30/32路PCM系统的话路容量为30路，同步码及告警码占1路，标志信号占1路，共32路（或称32个信道）。

（1）发送支路。

每条话路的话音模拟信号经2/4线转换用的混合电路的1、2端送入发送支路，由低通滤波器限制话音信号频带的上限为3.4 kHz，再由模/数（A/D）变换电路完成取样、量化和编码，编成单极性的8位PCM信号；然后经汇总电路把各话路的话音信号、同步码（或告警码）和信令码插入不同时隙，即按不同时隙进行时分合路，组成PCM信号群；最后由码型变换电路将其变换成适宜于传输的码型送往传输线。

（2）接收支路。

在接收端，首先将接收到的PCM信号群的双极性码进行整形再生；然后经过码型反变换电路恢复成原始编码的码型；经分离电路将各话路的话音信号、同步码（或告警码）和信令码进行分路；分离出来的各话音信号经各自的数/模(D/A)变换电路完成解码，使之恢复成PAM信号；最后经过低通滤波器恢复为每条话路的话音模拟信号。

2. 30/32路PCM系统的帧结构帧结构就是在一帧（或取样周期）内的时间分配关系，它包括时隙、码位、同步与标志信号的分配关系。

图2-9为30/32路PCM系统的帧结构，图中最上部的F0，Fl，…表示帧顺序，由F0～F15共16个帧组成一个复帧；每一帧有32个时隙；每一个时隙有8位码组。

TS1～TS15和TS17～TS31共30个时隙为话路信息时隙，用于传送30个话路的话音信号，一个时隙传输一路话音信号。

TS1为第1路话音信号的时隙，用来传输第1路话音信号；TS17为第16路话音信号的时隙，用来传输第16路话音信号；TS31为第30路话音信号的时隙，用来传输第30路话音信号；TS0为帧同步时隙，用于实现发送端和接收端的起始位同步；TS16为标志信号时隙，用来传送复帧同步码和各个话路的标志信号（中继话路的占用空闲信号等，从而使两个交换机能够相互配合，自动完成电话接续任务）。