通讯基础知识 1、计算机基础知识 2、数字信号 3、抽样、量化、编码、译码和时分复用 4、PCM基群格式 5、时分数字交换 6、时分数字程控交换机的组成 计算机基础知识 PC.. ..! 数字信号 什么是数字信号？什么是模拟信号？ 一般来说，数字信号必须满足在时间和信号幅值上是离散的，相反模拟信号在幅值上是连续的。 数字化模型 抽样、量化、编码、译码和时分复用 取样（Sampling）是将时间和幅度都连续的模拟信号变换成时间离散的幅度连续的另一种模拟信号（脉冲幅度调制PAM信号），为了使取样后的PAM 信号能在接收端完全无失真地恢复为原始信号，取样周期应该满足如下所述的奈奎斯特定理（Nyquist Theorem）： 一个频带受限于BHz的信号可以唯一地用周期为的样值系列确定,只要fs≥2B。 话音信号频率范围为300-3400Hz，国际统一规定取样频率为8KHz。 采样波形 量化就是对取样后的PAM信号的幅值转换成数字的过程。量化产生量化噪声，分均匀量化和非均匀量化。 均匀量化：由于对量化范围内的大小信号均采用相等的量化阶距进行量化，造成大信号的信噪比SNR（信号功率与量化噪声功率之比）有富俗，而小信号的SNR又嫌不足（ SNR值越大，音质越好）。 为了提高小信号的SNR，采用非均匀量化，即对大小信号分别采用不等的量化阶距，对小信号采用小的量化阶距，对大信号采用大的量化阶距，从而使大小信号具有基本相同的SNR。 非均匀量化的实现: 是使信号S(t)经过一个具有非线性特性的压缩器进行变换，使其小信号扩张，而大信号被压缩, 从而得到压缩了的信号,再通过一个均匀量化器量化，这就等效于对取样后的信号进行非均匀量化。在收端，量化后的信号经过具有与压缩器相反特性的扩张器，使得小信号得以压缩而大信号则被扩张， 从而还原出原来的PAM信号。 常用的压缩特性有A律（欧洲和中国采用）和律（北美和日本采用）对数压缩。 实现上述连续压扩特性需无穷多个量化级, 实际上无法加以实现, 为此通常采用数字电路分段进行压扩。这样，不仅实现容易, 而且成本低。 A律压缩采用的就是十三折线法，一象限分8段（在时间轴以1/2递减规律分成8大段，分段点是1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128；幅度轴分8均匀段），1-8段斜率分别为1/4、1/2、1、2、4、8、16、16，7、8段斜率一样；一、三象限对称，故共13折线段。 编码就是把量化的幅度信号变成二进制数据的过程，中国采用A律13折线压缩编码，规则如下: 信号样值有正有负, 要用一位码来表示，这一位码叫极性码。正极性以比特“1”表示，负极性以比特“0”表示。 13折线压缩律在第一象限有8大段，每一段斜率不同，故需要用3位码表示8个不同的段落，这3位叫段落码，它们也表示各段的起始电平。 在每段落内再均匀分为16个小段，这4位叫段内码。由于各段长度均不同，均分后各段内的小段的长度也不等。 D1D2D3D4D5D6D7D8 极性码段落码段内码 取样、量化、编码后的波形 取样速率8KHz，每路信号编码后速率64KHz 译码为了从数字信号恢复原模拟信号，需要对数字信号进行译码和滤波。 译码是编码的逆过程，即将接收的PCM编码信号转换成与发端一样的量化信号。这可以根据码组中的段落码所对应的量化阶距值及四位段内码所对应的段序号值，求出对应的原量化值（绝对值）。 译码器是一个积分过程，其充电速度快放电速度慢，其输出是一个非平滑的模拟信号，用低通滤波器对其滤波，滤除其高频分量，可使其平滑成模拟信号。 尽管模拟信号的数字化及其逆过程经过很多步骤但实现起来很简单。随着大规模集成技术的发展，一片芯片可完成上述功能。这类芯片有Intel2914、TP3067和MC145567等。 时分复用（TDM）是多路信号按一定规律分时占用1条信号线 。复用器给每个用户分配一个固定的时间段（称为时隙），无论何时，每个用户只能在分配给它的时隙内发送信息，用户无信息发送时，他们的时隙就会处于空闲状态，别人也不能加以利用。TDM 采用固定帧长结构，它根据时隙在帧内的相对位置来识别用户信道，要求时隙周期地出现，因此需要有同步信号来进行时隙定位。 D1(t) D2(t) D3(t) D4(t) DM(t) 四路时分数字信号复用示意图 四路信号复用 同步 时钟 PCM基群格式 PCM基群系统 是数字复接的最基本的系统,它由30话路组成。构成的基群帧结构包含32个时隙，通常将TS0作为帧同步时隙。 中国一号信令：TS1-15、TS17-31为话路时隙，TS16作为本基群线路信号时隙，30个话路只有8bit线路信号,这显然是不够的。为此采用复帧结构，即由16个单帧组成一个复帧（Multi-frame）这样安排就可以保证在2ms时间内为每个话路分配到4个信息比特，即信令速率为2Kb/s, 这就是30/32PCM 复帧结构中的随路信令的线路信号速率。 中国七号信令：可从TS1-31时隙中任选1个时隙为信令时隙，其它时隙为话路时隙。