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2-2第二章 PCM、数字交换及程控交换机组成


在保证小信号时的量化间隔相同的条件下, 7位非线 性编码与11位线性编码等效。
A律13折编码
8位码的安排
第1位码C1的数值“1”或“0”分别表示信号的正、负极性, 称为极性码。 第2至第4位码C2C3C4为段落码,代表8个段落的起点电平。 第5至第8位码C5C6C7 C8为段内码,这4位码的16种可能状态 用来分别代表每一段落内的16个均匀划分的量化级。
A律13折编码
注意:
•在13折线编码方法中,虽然各段内的16个量化级(将PAM信号的幅 度变化范围划分为若干个小间隔,每个小间隔叫做一量化级)是均匀 的,但因段落长度不等,故不同段落间的量化级是非均匀的。 •第一、二段最短,只有归一化的1/128,再将它等分16小段,每一 小段长度为1/2048,这是它最小的量化级间隔,它仅有输入信号归一 化值得1/2048,记为 ,代表一个量化单位;第八段最长,每一小段 归一化长度为1/32 ,包含64个最小量化间隔,记为64个量化单位。
1、数字交换-PCM -编码
A律13折线段落码编码方法
1、数字交换-PCM -编码
2、时分多路复用
同一信号的相邻两个样值 间都有一定的时间间隔, 在这个时间间隔中插入其 他路样值,就能以时间分 割的方式实现多路复用。 概念: 时分多路复用就是在一条 每个话路在一帧中所占用的 同一话路抽样两次的时间 信道的传输时间内,将若 时间称为时隙。用TS(Time 间隔或所有话路抽样一次 干离散信号的脉冲序列, Slot)表示。 的时间称为帧长。 经过分组、压缩、循环排 序,成为时间上互不重叠 的多路信号一并传输的方 式。
量化分类:
(1)均匀量化 (2)非均匀量化
1、数字交换-PCM -均匀量化
1、数字交换-PCM -均匀量化
1、数字交换-PCM
量化误差:量化后的信号和抽样信号的差值。量化误 差在接收端表现为噪声,称为量化噪声。 量化级数越 多误差越小,相应的二进制码位数越多,要求传输速 率越高,频带越宽。 为使量化噪声尽可能小而所需码 位数又不太多,通常采用非均匀量化的方法进行量化。 非均匀量化根据幅度的不同区间来确定量化间隔,幅 度小的区间量化间隔取得小,幅度大的区间量化间隔 取得大。
脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)3步骤
采样 量化
编码时,在图中采 用8个量化级,每个 采样值用3位二进制 数表示。
编码
1、数字交换-PCM
抽样:ห้องสมุดไป่ตู้是对模拟信号进行周期性扫描,把时间上连续的信号变成时
间上离散的信号,抽样必须遵循奈奎斯特抽样定理。该模拟信号经过 抽样后还应当包含原信号中所有信息,也就是说能无失真的恢复原模 拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
2、时分多路复用
正常工作条件:两开关必须同频同相(转速、起始位 置相同)。 术语:收、发端保持同步。
1、时分复用
模拟话音经防混低通滤波器限制带(300~3400Hz),然后以 每秒8000次(8kHz)的频率将其抽样、量化,编码成二进制 数码。抽样频率fs为8000Hz,抽样周期(间隔)为125 μs。 我们将125 μs定义为一个帧长,为了时分复用将125 μs 分为32个时隙,即每个时隙为125 μs/32= 3.9μs 每个抽样脉冲用8bit编码,即8位二进制脉冲作为一个码组, 一次放入各个时隙。 为保证通信的正常进行,每帧的起始时刻有帧定时信号决定, 收端也应有相应的帧定时信号,收发两端的帧定时信号必须 同频同相,即实现帧同步。
1、数字交换-PCM
脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)技术 把模拟信号数字化的3个步骤如下:

采样:以采样频率把模拟信号的值采出。 量化:采用一定的量化级,使连续模拟信号变为时间轴上的 离散值。 编码:将离散值变成一定位数的二进制码。
1、数字交换-PCM
1.模拟数据的编码
1、数字交换-PCM -非均匀量化
A律13折编码?
在非均匀量化中,采用输入信号幅度和量化输出的数据之间 定义了两种对应关系,分别为A律压扩算法和和μ律压扩算 法两种方式,美国和日本采用μ律特性,我国采用A律特性。
1、数字交换-PCM -非均匀量化
图中横坐标x在0至1区间中分为不均匀的8段。1/2至1间的线段称为第8段; 1/4至1/2间的线段称为第7段;1/8至1/4间的线段称为第6段;依此类推,直 到0至1/128间的线段称为第1段。图中纵坐标y 则均匀地划分作8段。将与这8 段相应的座标点(x, y)相连,就得到了一条折线。由图可见,除第1和2段外, 其他各段折线的斜率都不相同。在下表中列出了这些斜率:折线段 号 1 2 3 4 5 6 7 8 斜 率 16 16 8 4 2 1 1/2 1/4因为语音信号为交流信号, 所以,上述的压缩特性只是实用的压缩特性曲线的一半。在第3象限还有对 原点奇对称的另一半曲线,如下图所示:在此图中,第1象限中的第1和第2 段折线斜率相同,所以构成 一条直线。同样,在第3象限中 的第1和第2段折 线斜率也相同,并且和第1象限中的斜率相同。所以,这4段折线 构成了一 条直线。因此,共有13段折线,故称13折线压缩特性。
时隙交换过程:P30
数字交换网络基本电路
1、T型接线器
可以完成同一PCM线不同时隙的交换。
2、S型接线器
可以完成不同PCM线相同时隙的交换。
3、空时结合交换单元
是T型和S型的结合,大多数程控交换机的数字 交换网络采用。
T接线器
T接线器由话音存储器和控制存储器组成。话音存储器(SM)用 于寄存经过PCM 编码处理的话音信息,每个单元存放一个时隙 的内容。控制存储器(CM)用于寄存话音信息在SM 中的单元号, 如果某话音信息存放于SM 的2 号单元中,那么在CM 的单元中 就应写入“2”。通过在CM 中存放地址,从而控制话音信号的 写入或读出。一个SM 的单元号占用CM 的一个单元,所以 CM 的单元数和SM 的单元数相等。 T 接线器的工作方式分为输出控制方式和输入控制方式两种。 如果SM 的写入信号受定时脉冲控制,而读出信号受CM控制, 则称为输出控制方式,即SM 是“顺序写入,控制读出”。反 之,如果SM 的写入信号受CM 控制,而读出信号受定时脉冲控 制,则称其为输入控制方式,即SM 是“控制写入,顺序读 出”。
2、 PCM30/32帧结构
反映帧长、时隙、码位的位置关系的时间图就是帧结构。 30/32PCM端机帧结构示意图
2、 PCM30/32帧结构
4、数字交换
数字交换,进行交换的每个话路(用户)在一条公共的导 线上占有一个指定的时隙,其信息(二进制编码的数字信 号)在这个时隙内传送,多个话路的时隙按一定次序排列, 沿这条公共导线传送。
量化:将样值信号PAM在幅度上进行离散化,即把幅度上的无穷多个
取值的PAM信号用有限个幅度值来代替。 将PAM信号的幅度变化范围划分为若干个小间隔,每个小间隔叫做 一量化级。当样值落在某一量化级内时,用这个量化级的中间值或者 最小值和最大值来代替,该值称为量化值,对应的量化方法称为四舍 五入法、或舍去法和补足法。
第四讲 数字程控交换

脉冲编码调制PCM
主要 内容

时分复用PCM30/32 数字交换

1、PCM-脉冲编码调制
数字程控交换系统,其交换网络信号为数字信号,连接的线路 是时分复用的PCM线路。 数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样,量化和编 码产生的,称为PCM。简单来说就是模数转换。 利用脉冲序列对连续信号进行抽样产生的信号称为脉冲幅度 调制(PAM)信号,这一过程的实质是把连续信号转换为脉 冲序列,而每个脉冲的幅度与各抽样点信号的幅度成正比。 实际的数字通信系统中,除直接传送PAM信号外,还有多种 传输方式,其最广泛的调制方式为PCM
谢谢!
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软件分系统
构成:
(1)运行软件 操作系统 应用程序 (2)支援程序 (3)数据
程控交换机的终端设备
(一)电话机:
完成话音与电信号之间的转换
(1)叉簧开关 (2)振铃电路 (3)极性保护电路 (4)拨号电路 (5)通话电路 (6)送话器和受话器
(二)传真机:
实现文字、图表和图像的通信
作业
1. 电话交换中人工交换的接续过程。并阐述。 2. 有哪三种数据交换技术?其方法原理各是什么?有哪些不 同? 3. PCM脉冲编码调制包括哪三个步骤?各部分功能? 4. 时隙交换如何实现? 5. 数字交换的网络的基本电路有哪些,其功能是什么? 6. 程控交换机的控制方式有哪些?
A律13折编码
假设:
以非均匀量化时的最小量化间隔1/2048作为均匀量 化的量化间隔
从13折线的第一段到第八段所包含的均匀量化 级数共有2048个均匀量化级
非均匀量化只有128(16*8)个量化级。加上 负极性的128个量化级,共256个量化级 均匀量化需要编11位码,而非均匀量化只需要 编7位码,
程控交换机控制方式
• 程控交换机控制方式
(1)集中控制; 交换机全部控制工作由一 台处理机来承担 (2)分级控制; 配备中央处理机和若干区域 处理器 (3)全分散控制; 取消中央处理机,分配微处 理机
分级控制程控数字交换机
分级控制程控数字交换机结构:
(1)数字交换网络 (2)用户级话路设备 (3)数字中继 (4)模拟中继 (5)信号设备 (6)用户处理机 (7)呼叫处理机 (8)管理维护处理机
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