数字通信原理 第4章

说明：
（1）30个话路时隙：TS1~TS15 ； TS17~TS31 （2）帧同步时隙：TS0 偶帧TS0：发送帧同步码，0011011 奇帧TS0：发送帧失步对告；
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（3）信令与复帧同步时隙：TS16
对于PCM30/32路系统，有下列数据： 帧周期：125微秒，帧长度328=256bit
T 125 s 路时隙： t 3.91s
数字系统的同步是指收发两端的设备在指 定的时间协调一致的工作，也称为定时。 位同步就是码元同步。
收端和发端要有时钟信号进行统一控制， 这项任务由定时系统来完成。由定时系统产生 各种定时脉冲，对整个过程进行统一指挥和统 一控制，以保证收端和发端按照相同的时间规 律正常地工作。
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4.1.4 时分多路复用系统中的帧同步 1、帧同步的概念 数字信号序列常以字或帧的方式来传输。 为了在接收端能够辨认出每一帧的起始位置， 在发端必须提供每帧的起始标志。
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帧同步的目的是要求收端与发端相应的话 路在时间上要对准，就是要从收到的信码流中 分辨出哪8位是一个样值的码子，以便正确的解 码；还要能分辨出这8位码是哪一个话路的，以 便正确分路。
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2、帧同步电路的工作原理
PCM系统为了完成帧同步功能，在接收端还需 要两种装置：一是同步识别标志；二是调整装置。 同步识别标志用来识别接收的PCM信号序列中的同 步标志码位置；调整装置的作用就是当收发同步标 志码位置不对应时，对收端进行调整以使其两者位 置相对应。这些装置统成为帧同步电路。 首先介绍最简单的逐步移位同步方式，其原理框图 如图：
第四章
时分多路复用及PCM30/32路系统
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 2、时分多路复用的概念：利用各路信号在 信道上占有不同的时间间隔的特征来区分各路 信号。
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4.1.2、PCM时分多路通信系统的构成 以3路信号复用为例：
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抽样 和路 PAM信号
1路 低通 m1(t) 2路 低通 m2(t) 3路 ST2(t) ST1(t) 保持 量化 编码
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定时系统包括发端定时和收端定时两种： 1、发端定时系统； (1)时钟脉冲； （2）位脉冲； （3）路脉冲； （4）路时隙和复帧脉冲；
2、收端定时时钟提取：
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4.2.3 PCM30/32路帧同步系统
位同步解决 了收端时钟与接收信码流之间的同频、 同相问题。这样就可使收到的信码获得正确的判决。除 此之外还要完成正确的分路。为此，接收端要完成以下 的功能： a.要能从收到的信码中，分辨出哪8位是一个抽样值 所编的码字，以便能正确解码； b.还要能分辨出每一个码字是属于哪一路，以便正 确分路。 采用帧同步方法可以解决以上问题。
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3、对帧同步系统的要求以及有关问题的讨论： 要求：(1)同步性能稳定，具有一定的抗干扰能力； （2）同步识别效果好； （3）捕捉时间短； （4）构成系统的电路简单。
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（1）帧同步码的选择
（2）帧同步码的插入方式： a. 分散式插入： b.集中式插入：
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（3）帧同步码的识别检出方式： a. 逐位比较方式： b.码型检出方式： （4）同步捕捉方式： a. 逐步移位捕捉方式 b. 复位式同步方式
码
{1 1 A1 1 1 1 1 1}
③第N+2帧（偶）有帧同步码{1 0 0 1 1 0 1 1}
则判帧同步系统进入同步状态，这时帧同步系统 已完成同步恢复。
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3、帧同步系统的工作原理
（1）帧同步系统的工作流程图 图中 A表示帧同步状态；B表示前方保护 状态；C表示捕捉状态；D表示后方保护状态。 图中Ps为帧同步码标志；Pc为收端产生的比较 标志。 说明如下：
c
n
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tB 位时隙：
tc 3.91 0.448 s l 8
数码率：f
B

1 l nl 8000 32 8 2048 kbit / s t B tc T
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信令与复帧同步时隙：TS16 信令：每一路话音信号都有相应的信令信号。 信令信号的特点： 信令信号频率很低，其抽样频率取500Hz。
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A 否 否 Pc=Ps? Pc=Ps? Pc=Ps? C 强制置位或移位操作 否 否 否
捕捉到PS?
是 B 是 是
是
是监视码？
是 Pc=Ps? 是
第N帧 B D 第N+1帧 第N+2帧
图3.15 帧同步系统工作流程图
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（2）帧同步系统方框图及其工作原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、帧同步码型与长度
5、帧同步系统性能的近似分析
PAM信号 解码 信 道
分路
低通 重建 m’1(t)
m’2(t)
低通
m3(t) ST3(t) m’3(t)
图3.3 PCM时分多路复用通信系统的构成
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帧：抽样时个路信号每轮一次抽样的总时间， 也就是一个抽样周期。
路时隙：和路的PAM信号每个样值所允许的 时间间隔。
位时隙：1位码元占用的时间。
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4.1.3 时分多路复用系统中的位同步
1 125s 16 16T (T 125s) 抽样周期= 500
编码：只编4位码（实际一般只需要3位码），所以 对每个话路的信令码，每隔16帧传一次。 结论：每一帧的TS16传送两个话路信令码，这样 15个帧（F1∽F15）的TS16可以轮流传送30个话路的 信令码。
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复帧——16个帧构成一个复帧（F0～ F15）。 F0帧的TS16传送复帧同步码和复帧失步告 警码。 复帧同步码：位于F0帧的TS16时隙中的前 四位，码型为{0000}， 复帧失步对告码：位于第6位A2 复帧同步时，A2=0码， 复帧失步时，A2=1码。 第5，7，8位用于传送其他信息，不使用时 固定为“1”码。
从捕捉到第一个真正的同步码到系统进入同步状 态这段时间称为后方保护时间： T （n 1)T
后 s
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ITU-T的建议规定 n=2。即帧同步系统进入捕 捉状态后在捕捉过程中，如果捕捉到的帧同步码组具 有以下规律： ①第N帧（偶帧）有帧同步码{1 0 0 1 1 0 1 1}
②第N+1帧（奇帧）无帧同步码，而有对端告警
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4.2.2 PCM30/32路定时系统
在PCM方式中，信号的处理和传输都是在 规定的时间内进行的。为使整个PCM系统正常 稳定的工作，需要设置一个“指挥部”，由他 来指挥系统各部件的工作。定 时系统就是完成 这项工作的。
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定时系统产生数字通信系统中所需要的各 种定时脉冲，这些脉冲有： a.供抽样与分路用的抽样脉冲（路脉冲）； b.供编码和解码用的位脉冲； c.供标志信号用的复帧脉冲等；
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1、PCM30/32路系统帧同步的实现方法： 采用集中插入方式，在偶帧TS0的第2~第8位。 2、前后方保护 （1）前方保护：为了防止假失步； 一旦出现帧失步，并不立即进行调整。从第一 个帧同步码丢失起到帧同步系统进入捕捉状态 为止的这段时间称为前方保护时间：
T前 （m 1)Ts
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（2）后方保护：为了防止伪同步。
（1）平均失步时间
（2）误失步平均时间间隔
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4.2.4 PCM30/32路系统的构成 （P85)
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工作过程： · 用户的话音信号的发与收是采用二线制传输，
· 端机的发送支路与接收支路是分开的，即发与 收是采用四线制传输的。
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4.2
PCM 30/32路系统
4.2.1 PCM30/32路系统帧结构
根据ITU的建议，话音信号抽样采用8kHz， 抽样周期125微秒，在125微秒内各路抽样值所 编成的PCM信码流顺序传送一次，这些PCM信 码所对应的各个数字时隙有次序的组合称为一 帧，PCM的帧周期就是125微秒。
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