第2章 数字通信技术基础精要.ppt

* 通信网基础 * 提纲 模拟信号数字化 时分复用 时分复用的基本概念 PCM30/32路系统 时分复用的同步技术 数字复接技术 时分复用的基本概念 复用：为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，这种通信方式称为复用。 复用方式：时分复用、频分复用、空分复用等 时分复用：各路信号在同一信道上占有不同时间间隙的通信方式 时隙：每一路所占有的时间间隔 * * 量化编码 解码 信道 1路 2路 n路 n路 2路 1路 低通滤波 分配器 抽样(合路门) 分路门 低通重建 1 n 2 2 1 n 时分多路通信模型 发 端 收 端 分配器 K1 K2 * * PCM30/32路系统的帧结构 完成数字通信全过程，除对各个话路进行编、解码外，还必须有定时、同步等措施。在数字通信系统中，各种信号（包括加入的定时、同步等信号）都是严格按时间关系进行的。在数字通信中把这种严格的时间关系称为帧结构。 一个采样周期（125us）内，每个话路的PCM信号按时分复用方式顺序出现一次所形成的时分复用信号称为帧。 * * 图2-18 PCM30/32路系统帧结构 PCM30/32帧结构 PCM 30/32的帧周期为125us，每一帧有32时隙，每个时隙为：125/32=3.9us。其中TS0是传送帧同步信号，TS16传送信令，其他30路是话音信号。 PCM 30/32系统每个话路语言信号抽样频率为：4000×2hz，每个样值经过量化后编为8位码，每个话路的码速率为64kbit/s； PCM30/32D 总码速率为：2.048Mbit/s，一般记为2M，也称一次群速率，基群速率。 * * PCM30/32帧结构 复帧： 每一路语音信号都需要信令的支持才能进行通信，PCM 30/32系统有30个话路，因此必须传输30路信令； 一路信令信号只需要4bit，1个TS16 可以传送两路信令，15个TS16（15帧）可以传送30路信令； 信令信号每隔16帧传送一次，16帧称为1复帧。 * * 同步是数字通信的基本要求之一。如果收端和发端不能很好的同步，数字通信是无法进行的。同步包括位同步、帧同步、复帧同步和网同步。 时分复用的同步技术 位同步的基本含义是收发两端的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。 数字通信系统中消息是一串相继的信号码元序列，接收端必须知道每个码元的出现时刻，从而对码元进行判别。 同频就是要求发送端发送了多少个码元，接收端必须产生同样多的判决脉冲。 位同步 位同步示意图 帧同步的作用是实现语音信号的正确分路。接收端不仅需要正确的区分哪8路比特是一组，代表一个抽样值，而且还要正确区分出它是代表哪路话音信号的。 常用方法：同步码*** PCM帧通过TS0时隙传送同步码收端一旦识别出帧同步：便可知随后的8位码为一个码字且是第一话路的，以此类推可以正确接收每一路信号。 帧同步 复帧同步：实现信令信号的正确分路。发送端在F0帧TS16时隙的前4比特插入特殊码0000，接收端只要识别出这一码型，判断出是F0帧，以后依次为F1,F2…。 F0帧TS16时隙第6位码A2为复帧失步对告码，A2=1表示复帧失步，A2=0表示复帧同步。 复帧同步 网同步 现代通信系统往往在多点之间实现互连，从而构成通信网。为了保证在通信网中各点之间可靠通信，则必须在网内建立一个统一的时间标准，即实现网同步。 * * 提纲 模拟信号数字化 时分复用 时分复用的基本概念 时分复用的同步技术 PCM30/32路系统 数字复接技术 数字复接技术——定义 数字复接技术就是把两个或两个以上分支数字信号按时分复用方式汇接成为单一的复合数字信号的过程。具体来说，通过数字复接技术把PCM数字信号由低次群逐级合成为高次群以适应在高速线路中传输。 为什么使用数字复接代替PCM复用？ PCM复用瓶颈在PCM 30/32路系统中，将30路话音信号分别用8kHz抽样频率进行抽样，然后对每个抽样值编8位码，其数码率为30×8×8000＝1920kbit/s，若传送120路话路，其数码率将达到120×8×8000＝7680kbit/s。 平均到每个样值的编码时间仅1μs多一点，对编码电路速度及对元器件的精度 要求很高，不太容易实现。 克服瓶颈的技术——数字复接把若干个经过PCM复用的信号（如30/32路机群系统）进行时分复用以形成更多路数的数字通信，这一过程称为数字复接。 ITU－T两类数字速率和复接等级 为促进数字通信设备的通用化，ITU-T推荐了两类数字速率和复用等级，下表显示出北美，日本，欧洲和中国一次群、二次群、三次群、四次群的速率。 我国一、二、三、四次群（分别称为E1、E2、E3、E4）的速率常简