现代通信技术第2版第三章 电话通信

把时间帧分成若干时隙 和各路信号占有各自时 隙传输。
起始标志
C1
C1
PCM PCM
C2
编码 解码
C2
C3
SA1
SA2标志识别
C3
（a）
发、收双方的电子开关的起始位置和旋转速率 都必须一致，否则将会造成错收，这就是PCM 系统中的同步要求。
– 收、发两端的数码率或时钟频率相同叫位同步或称 比特同步，也可通俗的理解为两电子开关旋转速率 相同；
1882年出现了共电式电话机，这种电话机不需要手摇发电机和干 电池，通话所用电源由交换机供给，这种概念一直沿用到今天。
1896年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘。1920年美国人 坎贝尔发明了消侧音电路，这样就产生了自动电话机——拨号盘 电话机。
上个世纪60年代电子学飞速发展，70年代大规模集成电路的出现， 出现了电子电话机——按键式电话机。80年代随着N-ISDN的应用 出现了数字电话机，从电话机出来的是数字话音信号。随着BISDN网络和IP骨干网络的出现，多媒体用户终端和IP电话机相继 出现。
2．信道及再生中继
（1）信道传输的码型变换
– 单极性不归零码（Non-Return Zero，NRZ）码 变换为双极性归零码（Return Zero，RZ）。
（2）再生中继
– 在信道上每隔一段距离就要对数字信号波形 进行一次“修整”，再生出与原发送信号相 同的波形，然后,再进行传输。
信道传输码型
– 信道传输包括码型变换和再生中继； – 接收端的数/模变换包括再生、解码和低通
滤波三个过程。
3.2 多路复用技术
为了提高线路利用率，使多个信号沿同 一信道传输而互不干扰的通信方式。
3.2.1频分多路复用技术FDM
把可用的带宽划分成 若干频隙和各路信号 占有各自频隙传输。
频带信号的传输
3.2.2时分多路复用技术TDM
– 收、发两端的起始位置是每隔1帧长（即每旋转一 周）核对一次的，此称帧同步。这样才能保证正确 区分收到的哪8位码是属于同一个样值的，又是属 于哪一路的信号。
3.2.3码分多路复用CDMA
码分多路复用首先为 每个用户分配一个唯 一的互为正交的地址 码，在信号传输前根 据地址码进行编码， 多个用户信号可同时 用同一个载波上传输， 在接收端进行正交解 码恢复信号。
固定电话和移动电话
3.1 电话通信过程
声音是如何变成数字信号进行传输的？
探讨
电话通信是利用电的方法传送人的语言并完成远距离 语音通信过程。一般使用的固定电话为模拟电话终端， 通过用户线连接到交换机，交换机之间中继线传输的 是数字信号。 数字通信过程包括发送端的模/数变换、信道传输和接 收端的数/模变换三部分。
话音信号的离散化处理 时间上的离散性
使连续信号f(t)变 成了离散的f(t0)、 f(t1)、 f(t2)、 f(t3) ···
警示
抽样后的信号时间上变成离散的，但仍 然是模拟信号。
设时间连续信号f（t），其最高截止频率 为fm。要从样值序列无失真地恢复原时 间连续信号，其抽样频率应选为fs≥2fm。 这就是著名的奈奎斯特抽样定理，简称 抽样定理。
模拟信号转换为数字信号设备称为模/数转换设 备。
将模拟信号转换为数字信号的方法有
– PCM脉冲编码调制（Pulse Code Modulation – 差值编码调制（Difference Pulse Code Modulation，
DPCM） – 自适应差值编码（Adaptive Difference Pulse Code
单极性不归零 双极性不归零 单极性归零
双极性归零 差分码 多极性码
低通滤波（平滑）
信号再生
再生中继器消 除遇到的问题 －－门限电平
信号衰减 噪声干扰
传输距离增加 信噪比下降
波形失真 误码产生
归纳思考
数字通信过程包括以下三个过程：
– 发送端的模/数变换包括抽样、量化和编码 三个过程；
第三章 电话通信
本章内容：
电话通信过程 多路复用 PCM30/32系统 数字复接 程控交换技术 信令系统
本章重点：
数字通信过程 多路复用技术 数字程控交换技术 PCM30/32系统
电话机的发明
1875年6月2日贝尔和沃森发明了电话，这就是原始的电磁式电话。 1877年爱迪生发明了碳精式送话器，将碳精式送话器与手柄、呼 叫设备（电铃）、手摇发电机和干电池组合起来就成为磁石式电 话机。
人的话音信号频率为300～3400Hz，考虑 防卫带的预留： fs＝8KHz，抽样周期T ＝125μs。
（2）量化
抽样后的PAM信号的幅度仍然是连续的，因此还是模拟信号。 幅值在一定范围内为无限多个值，若直接转换成二进制数字 信号表示需要无限多位二进制信号与之对应，这是不可能实 现的，为此要采用量化的办法。 量化是把信号在幅度域上连续的样值序列用近似的办法将其 变换成幅度离散的样值序列。 具体的定义是，将幅度域连续取值的信号在幅度域上划分为 若干个分级（量化间隔），在每一个分级范围内的信号值取 某一个固定的值用m(t)来表示。 量化误差
Modulation，ADPCM） – 增量调制（Delta Modulation，△M）
PCM数字通信过程
PCM
1.发送端的模/数变换
（1）抽样 （2）量化 （3）编码
模拟信号 抽样
量化
v
t
编码
00 01 11 10
数字信号 0100110…
（1）抽样
模拟信号数字化的第一步是在时间上对信号进 行离散化处理，即将时间上连续的信号处理成 时间上离散的信号，这一过程称之为抽样。 通过抽样得到一系列在时间上离散的幅值序列 称为样值序列。这些样值序列的包络线仍与原 模拟信号波形相似，我们把它称之为脉冲幅度 调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）信号。
– 这一近似过程一定会产生误差，称为量化误差。量化误差就是指量化 前后信号之差，会产生量化噪声。
均匀量化原理图
同样伏值的 噪声，对不 同功率的信 号影响是否 相同？
A律13折线
（3）编码
编码是把抽样并量化的量化值变换成一组（8位）二进制码组 对于一个数字话路来说，每秒钟抽取8000个样值，每个样值编 为8位二进制代码，则每一话路的数码率为：8×8000＝64kbit/s。