第3章电话通信系统分解
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通信系统讲义
美国AT&T公司已经在实验室中研究第四代移动通信技术，其目的是提高蜂窝电话 和其他移动设备访问互联网的速率；大约五年后，这项技术即可面世。 日本的DoCoMo移动通信公司也在进行第四代移动通信的研究，争取在2008年左右 推出4G产品。 爱立信公司宣布已开始着手研制第四代移动通信系统，其研究机构负责人表示， 第四代移动通信技术不仅可以将上网速度提高到超过 3G技术的50倍，而且届时人 类将首次实现三维图像的高质量传输。该公司预计第四代移动通信系统大约在 2010年正式投入市场。 我国对第四代移动通信技还处于探讨起步阶段，因此，对4G移动通信的研制工作 显得十分迫切。 11Leabharlann LTE标准
LTE(Long Term Evolution)长期演进项目并非是人们所认为的 4G技术，它是3G和4G之间的一个过渡技术，是3.9G的全球标 准。 目前主流的3G技术主要有TD-SCDMA、WCDMA和 CDMA2000，而前两种采用了3GPP(3rd generation partnership project)技术演进路线，即由HSDPA演进至HSPA+，进而发展 为LTE。虽然CDMA2000采用的是3GPP2路线，但由于高通对 其最终演进技术UMB研发的放弃，其最终演进方向也定格在 了LTE上。在我国，由于WIMAX和其他技术的边缘化，而 LTE自身完善的产业链、规模效应和更高的成熟度， 故而受到了大多运营商的青睐。
一、移动通信的定义 二、移动通信的分类 三、移动通信的特点 四、移动通信发展状况 五、我国移动通信发展状况
3
由于移动通信是要保持在运动状态下的实时通信，要完 成运动物体之间的通信联系，因此只能使用无线通信这种传 输手段。由于它是用于全球的表层和空间，会遇到各种恶劣 的地形、环境和天气。因此，要求通信设备必须适应严酷的 使用条件，使得它比固定通信设备难度更高，需要满足的使 用技术要求更加苛刻，因此移动通信往往综合体现整个通信 技术发展的水平。 总之，移动通信技术是一种综合技术，如基地台、移 动台的收发信机设备、移动通信交换局的程控交换机。基站 与交换局之间的联系可用有线或无线（采用微波）线路。由 于近几年来大规模集成电路（L.S.I）、微处理器、射频单片 硅及砷化镓集成电路，声表面波（SAW）器件以及数字信号 处理、程控交换技术的进步，使移动通信趋于相当完善的程 度。
PABX
电话机通话电路原理
听话电路原理
送话电路原理
送话放大器由交换机的恒 流源直接供电， 流源直接供电，在恒流原 供电方式下， 供电方式下，三极管的输 出特性曲线将变的非常密 这时MIC若有话音输 集，这时 若有话音输 入，则将引起极射电压 (Vce)的显著变化，这个变 的显著变化， 的显著变化 化的电压在恒流原端被取 出并传输到接听的对方。 出并传输到接听的对方。
DSU: Distributed Switch Unit.
Each of the Distribution switch units perform serial/parallel conversion of PCM signals to and from the device boards.
LSU: LIM Switch Unit.
TLU76: Trunk Line Unit.
•WHP-E PABX interfaces with WHPB PABX system via a redundant E1 link. •Primary E1 trunk link is via sub-se fiber optical cable. •In case of Fiber optical transmission failure, PABX system will automatically switch over to microwave backup E1 trunk link.
It contains speech and control memories from time switch, and a microprocessor that controls internal functions of the switch. It maintains contact with the communication processor.
第3章-通信子网
• 介质访问控制技术：令牌环硬件在所有计算机中协调来保证许 介质访问控制技术：
可按顺序传送给每一个计算机， 令牌”的特殊的报文。 可按顺序传送给每一个计算机，其中使用一种 “令牌”的特殊的报文。 在任何时刻，环上只有一个令牌。为了发送数据， 在任何时刻，环上只有一个令牌。为了发送数据，计算机必须等待令牌到 然后传输一帧，再向下一台计算机传输令牌。 来，然后传输一帧，再向下一台计算机传输令牌。当没有计算机要发送数 据时，令牌以高速在环上循环。 据时，令牌以高速在环上循环。
比特率 = 波特率 * log 2K
只有当每个信号事件仅代表一个2进位的情况下， 只有当每个信号事件仅代表一个 进位的情况下，波特率才相当于比特 进位的情况下 采用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。 率；采用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。
4
3-2-2
信道复用
三种信道连接方式： 点到点连接、共享信 道、信道复用。 信道复用的目的：让不同的计算机接到相 同的信道上，共享信道资源。 信道复用技术的基本原则：
7
3-3
局域网（LAN）技术
3-3-1 局域网的基本概念
局域网就是一个通信系统， 局域网就是一个通信系统，它在一定的地理区域内可使 多个相互独立的设备在同一共享的介质上以一定的速率进 行通信，以便共享资源和交换信息。 行通信，以便共享资源和交换信息。
这些设备包括网络设备、计算机、终端、外设、传感器、电话机等。 这些设备包括网络设备、计算机、终端、外设、传感器、电话机等。 设备包括网络设备
发送数据之前必须等待许可。一旦它得到许可， 发送数据之前必须等待许可。一旦它得到许可，发送计算机完全控制令牌 许可 当发送计算机传输帧时，比特流从发送计算机向下一个计算机传送， 环。当发送计算机传输帧时，比特流从发送计算机向下一个计算机传送， 再向下一台传送，直至比特流完全在整个环上发送并传回发送计算机。其 再向下一台传送，直至比特流完全在整个环上发送并传回发送计算机。 目的站点转发比特流的同时复制一个副本。 中，目的站点转发比特流的同时复制一个副本。
第3章时分多路复用及PCM3032路系统
图3-16 帧同步系统工作流程图
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。
4．帧同步码型与长度
在选择帧同步码组结构时，要考虑 由于信息码而产生伪同步码的概率越小 越好。
如果增加帧同步码组的码位数，可
3.2.1 PCM30/32路系统帧结构
PCM30/32系统的帧周期是125 s，
每一帧由32个时隙组成，每个时隙对应1 个样值，1个样值编8位码。
图3-10 PCM30/32路系统帧结构
1．30个话路时隙：TS1∽ TS15 ，TS17∽TS 31
TS1∽ TS15 分别传送第1∽15路（ CH1 ∽ CH15 ）话音信号，TS ∽ 17 TS 31 分别传送 第16∽30路（ CH16 ∽CH 30）话音信号。
为了提高通信信道的利用率，使信 号沿同一信道传输而不互相干扰，这种 通信方式称为多路复用。
目前多路复用方法中用得最多的有 两大类：频分多路复用（FDM）和时分 多路复用（TDM）。
频分多路复用方式用于模拟通信； 时分多路通信方式用于数字通信，例如 PCM通信。
2．时分多路复用的概念
所谓时分多路复用（即时分制）是 利用各路信号在信道上占有不同的时间 间隔的特征来分开各路信号的。
因此用户的话音信号需要经过2/4线 变换的差动变量器，经1 2端送入PCM 系统的发送端。
差动变量器1 2端与4 1端的传输 衰减要求越小越好，但4 2端的衰减要 求越大越好，以防止通路振鸣。
话音信号再经过放大（调节话音电
平）、低通滤波（限制话音频带，防止 折叠噪声的产生）、抽样和路及编码。
其抽样周期为 1 125s 16 16T (T 125s)， 而且信令信号抽50样0 后只编4位码。
《通信系统》课件
通信系统安全技术和加密方法
通信系统安全技术和加密方法是确保通信过程保密性、完整性和可用性的重要手段。
安全技术
包括防火墙、入侵检测等技 术，可以保护通信系统不受 非法侵入。
加密方法
如DES、RSA等对称和非对称 加密算法，可以保护通信内 容不被窃取或篡改。
数字证书
数字证书是公钥加密技术的 一种应用，可以用于身份认 证、数据加密等。
3 基本原理
卫星通信是将地面站发出的电信号转发到另一个地面站或用户的一种无线通信方式。
通信系统网络协议和拓扑结构
通信系统的网络协议和拓扑结构是保证通信系统稳定、安全和高效的重要保障。
网络协议
TCP/IP、HTTP、FTP等协议实现了互联网的通信和文 件传输。
拓扑结构
包括星型、总线型、环形、网状等不同的结构。
通信系统性能评估和优化方法
通信系统的性能评估和优化方法是确保通信质量和有效性的重要手段。
性能评估
包括信道误码率、抗干扰能力等 参数的测量和评估。
优化方法
包括信号处理技术、信道编码技 术等优化手段，可以提高通信系 统性能。
频谱分析
频谱分析能够帮助我们了解系统 频谱特性，为系统性能优化提供 帮助。
通信系统故障诊断和维护技术
1 5G通信技术
更高的速率、更低的延迟、更好的覆盖，将带来更多的业务应用。
2 物联网技术
将实现万物互联，推动通信系统向大数据、人工智能等方向发展。
3 智能制造和工业控制
将推动通信系统向工业互联网、智能制造等方向发展。
如AM、FM等模拟调制和QPSK、QAM等数字调制。
3
信道分配技术
如TDMA、CDMA等技术，可以有效地提高信道利用率。
《计算机网络技术基础》第三章
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
图3-3 OSI参考模型的结构
OSI参考模型中，划分层（子模块）要遵循以下原则： （1）各层（子模块）具有相对的独立性，保持层间交互的信息最少。 （2）单向调用：各层（子模块）只能引用其下层提供的服务。 （3）增值服务：在使用下层服务的基础上，各层完成特定的通信功能。
用户写信人邮政局运输部门用户收信人邮政局运输部门用户间约定信件格式和内容邮局间约定邮政编码等运输部门间约定到站地点费用等用户邮局约定信封格式及邮票邮局运输部门约定到站地点时间等用户子系统邮局子系统运输部门子系统甲地乙地图31邮政通信系统分层模型31网络体系结构概述从图31中可以看出邮政系统中的各种约定都是为了将信件从写信人送到收信人而设计的也就是说它们是因信息的流动而产生的
计算机网络技术基础
.
03
.
第3章
网络体系 结构
章节导读
计算机网络是一个庞大的、多样化的复杂 系统，涉及多种通信介质、多厂商和异种机互 连、高级人机接口等各种复杂的技术问题。要 使这样一个系统高效、可靠地运转，网络中的 各个部分都必须遵守一套合理而严谨的网络标 准。这套网络标准就称之为网络体系结构。
.
3.2 OSI参考模型
世界上第一个网络体系结构是1974年由IBM公司提出的“系统网络体系结构 （System Network Architecture，SNA）”。此后，许多公司纷纷推出了各自的网 络体系结构。虽然这些体系结构都采用了分层技术，但层次的划分、功能的分配 及采用的技术均不相同。随着信息技术的发展，不同结构的计算机网络互联已成 为迫切需要解决的问题。
.
3.2 OSI参考模型
机械特性：规定了物理连接时所使用可接插连接器的形状和尺寸，连接器中引脚的数量与 排列情况等。
第三章 移动通信技术
时分双工 (TDD): 上行频带和下行频带相同
DUDDDDDD 频分双工 (FDD): 上行频带和下行频带分离 D DDDDDD
U U 上行 D 下行 未使用源自1.6 移动通信中多址技术
1、双工通信
TDD方式的主要优缺点： 方式的主要优缺点： 方式的主要优缺点 优点： 优点：每一个收发信机 在同一频率上要么作为 发送机要么作为接收机， 发送机要么作为接收机， 从而消除了单独下行和 上行频率波段的需要， 上行频率波段的需要， 这样就不需要双工器。 这样就不需要双工器。 缺点： 缺点：接收和发送之 间存在着一段潜在时间 间隔，降低频谱利用率。 间隔，降低频谱利用率。
1.6 移动通信中多址技术
频分多址(FDMA) 二、频分多址(FDMA)
频分多址(FDMA)是将给定的频谱资源划分为 是将给定的频谱资源划分为 频分多址 若干个等间隔的频道供不同的用户使用。 若干个等间隔的频道供不同的用户使用。 信码
信道 信道 N 信道 信道 信道 信道 N 信道 信道
信道 信道 3 信道 信道 信道 信道 3 信道 信道 信道 信道 2 信道 信道 信道 信道 2 信道 信道 信道 信道 1 信道 信道 信道 信道 1 信道 信道
解：
(1)一比特时长 )
Tb = 1 = 3.692 µs 270.833kbps
1.6 移动通信中多址技术
解：
(2) 一个时隙长 )
Tslot = 156.25 × Tb = 0.577 ms
(3)帧长 )
T f = 8 × Tslot = 4.615ms
(4)用户必须等待 )用户必须等待4.615ms，在一个新帧到来之后 ， 才可进行下一次发射。 才可进行下一次发射。
1.6 移动通信中多址技术
通信过程的分解过程
通信过程的分解过程通信是人类社会发展和交流的重要方式之一，通过通信可以将信息传递给他人，加强人际关系，推动经济发展等。
现在，我将为你分解一下通信过程的主要步骤和环节。
1.信息的生成和编码：通信的第一步是生成信息。
信息可以是文字、语音、图像等形式，它们代表着发送者想要传达的意思和知识。
然后，发送者需要将信息编码成一种可以传输的形式。
编码是将信息转换为一组可以被传输和存储的数字或信号的过程。
2.信息的发送和传输：接下来，编码后的信息会被发送出去。
通信可以通过不同的方式进行，例如：电报、邮件、电话、短信、电子邮件、即时通讯等。
这些方式通过电信网络或无线信号传输信息，确保信息能够跨越地域边界被接收方收到。
3.信息的接收和解码：一旦信息被接收方收到，接收方需要解码这些信息，将其转换为可以理解的形式。
解码是将编码的信息转换为原始信息的过程。
这个过程需要接收者能够识别和理解所用的编码方式，并对信息进行正确的解析。
4.信息的理解和反馈：接收方在解码后需要理解所接收到的信息的含义和目的。
这个过程在很大程度上依赖于接收方的知识、经验和上下文环境。
理解信息后，接收方可以对信息进行反馈，例如回复一条短信、回复一封邮件等方式。
反馈可以让发送者知道信息是否被正确理解和接收，同时也可以继续沟通和交流。
5.信息的保存和整理：通信过程中的信息可以被接收方保存和整理，以便以后使用。
保存和整理可以是将信息存储在电子设备中，例如计算机、手机、云存储等，也可以是以书面形式保存在文件夹中。
这样，人们可以随时回顾、查找和使用这些信息。
通信过程中涉及的环节和步骤各有不同，同时还会受到各种因素的影响，如传输介质、网络条件、语言和文化差异等。
在现代社会中，随着技术的发展和应用的普及，通信方式也变得更加多样和便捷，信息传递的速度和效率也得到了大幅提升。
尽管通信过程可能会出现一些障碍或问题，如网络中断、信息丢失等，但通信本身的意义和价值是无法替代的。
通信原理第3章图
第3章 模拟调制系统
第3章 模拟调制系统
3.1 信号的频谱搬移概述 3.2 线性调制原理 3.3 线性调制的抗噪声性能 3.4 非线性调制 3.5 模拟调制系统的性能比较 3.6 频分复用与多级调制
第3章 模拟调制系统
由于搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线 性调制 线性调制的一般模型 m(t) s m(t)
2 nc (t ) ns2 (t )
1 2
x (1 x) 1 , x 1 2
1 2
Anc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
nc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
m(t )
第3章 模拟调制系统
• 在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号 扰乱成噪声，这种现象通常称为“门限效应”： 指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定 的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的 一种现象 • 该特定的输入信噪比被称为“门限”
• SFM(t) 带通限幅器 鉴频器 低通滤波器 m(t)
调频信号的解调方框图
第3章 模拟调制系统
3.6 频分复用(FDM)
• 频分复用（Frequency Division Multiplex） 是调制技术的典型应用，它通过对多路调 制信号进行不同载频的调制，使得多路信 号的频谱在同一个传输信道的频率特性中 互不重叠，从而完成在一个信道中同时传 输多路信号的目的。
第3章 模拟调制系统
3.4非线性调制(角度调制)的原理
一、非线性调制(角度调制)的原理 • DSB、AM、SSB和VSB都是幅度调制，即把欲传 送的信号调制到载波的幅值上。而我们知道一个 正弦型信号由幅度、频率和相位（初相）三要素 构成，既然幅度可以作为调制信号的载体，那么 其它两个要素（参量）是否也可以承载调制信号 呢？ • 这就是我们将要介绍的频率调制和相位调制，统 称为角度调制，这种调制是已调信号频谱与基带 信号频谱之间存在着非线性变换关系，所以称为 非线性调制
第3章 模拟调制系统
3.1 信号的频谱搬移概述 3.2 线性调制原理 3.3 线性调制的抗噪声性能 3.4 非线性调制 3.5 模拟调制系统的性能比较 3.6 频分复用与多级调制
第3章 模拟调制系统
由于搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线 性调制 线性调制的一般模型 m(t) s m(t)
2 nc (t ) ns2 (t )
1 2
x (1 x) 1 , x 1 2
1 2
Anc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
nc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
m(t )
第3章 模拟调制系统
• 在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号 扰乱成噪声，这种现象通常称为“门限效应”： 指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定 的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的 一种现象 • 该特定的输入信噪比被称为“门限”
• SFM(t) 带通限幅器 鉴频器 低通滤波器 m(t)
调频信号的解调方框图
第3章 模拟调制系统
3.6 频分复用(FDM)
• 频分复用（Frequency Division Multiplex） 是调制技术的典型应用，它通过对多路调 制信号进行不同载频的调制，使得多路信 号的频谱在同一个传输信道的频率特性中 互不重叠，从而完成在一个信道中同时传 输多路信号的目的。
第3章 模拟调制系统
3.4非线性调制(角度调制)的原理
一、非线性调制(角度调制)的原理 • DSB、AM、SSB和VSB都是幅度调制，即把欲传 送的信号调制到载波的幅值上。而我们知道一个 正弦型信号由幅度、频率和相位（初相）三要素 构成，既然幅度可以作为调制信号的载体，那么 其它两个要素（参量）是否也可以承载调制信号 呢？ • 这就是我们将要介绍的频率调制和相位调制，统 称为角度调制，这种调制是已调信号频谱与基带 信号频谱之间存在着非线性变换关系，所以称为 非线性调制
模拟电话通信系统课件
等。
03
模拟电话通信系统的软件组 成
操作系 统
Unix操作系统
基于Unix内核的操作系统，具有较高的稳定性和安全性，广泛应 用于大型机和小型机。
Linux操作系统
基于Unix的开源操作系统，具有广泛的应用和支持，适用于各种硬 件平台。
Windows操作系统
流行的桌面和服务器操作系统，提供广泛的软件支持和易用性。
01
流行的语音识别软件，支持多种语言和领域，可用于文字输入、
命令控制等。
IBM Watson语音识别
02
基于Watson人工智能技术的语音识别软件，可应用于多种应用
和领域。
Google Speech Recognition
03
Google提供的免费语音识别服务，可集成到各种应用中，支持
多种语言。
呼叫中心软件
数字信号传输方式
数字信号传输是通过数字通信网络进行传输的， 如光纤、无线通信等。
数字信号的特点
数字信号具有离散性、抗干扰能力强等特点，能 够保证通信的可靠性和稳定性。
信号转换技术
01
模拟信号转换为数字信号
通过模拟/数字转换器（A/D转换器）将模拟信号转换为数字信号。
02
数字信号转换为模拟信号
通过数字/模拟转换器（D/A转换器）将数字信号转换为模拟信号。
1 2 3
Genesys呼叫中心软件 提供全面的呼叫中心解决方案，包括交互式语音 应答、自动呼叫分配、报告和分析等。
Oracle呼叫中心软件 基于Oracle融合应用平台的呼叫中心解决方案， 提供高效的客户服务和客户关系管理。
Avaya呼叫中心软件 提供高质量的语音通信和呼叫中心解决方案，包 括交互式语音应答、自动呼叫分配等。
03
模拟电话通信系统的软件组 成
操作系 统
Unix操作系统
基于Unix内核的操作系统，具有较高的稳定性和安全性，广泛应 用于大型机和小型机。
Linux操作系统
基于Unix的开源操作系统，具有广泛的应用和支持，适用于各种硬 件平台。
Windows操作系统
流行的桌面和服务器操作系统，提供广泛的软件支持和易用性。
01
流行的语音识别软件，支持多种语言和领域，可用于文字输入、
命令控制等。
IBM Watson语音识别
02
基于Watson人工智能技术的语音识别软件，可应用于多种应用
和领域。
Google Speech Recognition
03
Google提供的免费语音识别服务，可集成到各种应用中，支持
多种语言。
呼叫中心软件
数字信号传输方式
数字信号传输是通过数字通信网络进行传输的， 如光纤、无线通信等。
数字信号的特点
数字信号具有离散性、抗干扰能力强等特点，能 够保证通信的可靠性和稳定性。
信号转换技术
01
模拟信号转换为数字信号
通过模拟/数字转换器（A/D转换器）将模拟信号转换为数字信号。
02
数字信号转换为模拟信号
通过数字/模拟转换器（D/A转换器）将数字信号转换为模拟信号。
1 2 3
Genesys呼叫中心软件 提供全面的呼叫中心解决方案，包括交互式语音 应答、自动呼叫分配、报告和分析等。
Oracle呼叫中心软件 基于Oracle融合应用平台的呼叫中心解决方案， 提供高效的客户服务和客户关系管理。
Avaya呼叫中心软件 提供高质量的语音通信和呼叫中心解决方案，包 括交互式语音应答、自动呼叫分配等。
电话通信系统方案
电话通信系统方案简介电话通信系统是一种基于电话技术实现的通信系统，通过电话设备实现声音的传输和接收。
它是一种传统但依然重要的通信方式，被广泛应用于各种场景，包括家庭、办公室和企业等。
本文将介绍电话通信系统的架构、工作原理以及一些常见的应用场景。
架构电话通信系统主要由以下几个组成部分构成：1.电话设备：电话设备是电话通信系统的核心组成部分，它用于进行声音的传输和接收。
常见的电话设备包括有线电话、无线电话和IP电话等。
2.电话交换机：电话交换机是电话通信系统中的关键部分，它用于连接电话设备并进行呼叫的路由和控制。
电话交换机可以是传统的电信交换机，也可以是基于互联网的软交换机。
3.电话网络：电话网络是连接电话设备和电话交换机的传输媒介，它可以是传统的公共交换电话网络（PSTN），也可以是基于互联网的VoIP网络。
4.电话服务器：电话服务器用于提供一些高级功能，例如语音信箱、呼叫转接等。
它可以是基于硬件的电话服务器，也可以是软件上运行的IPPBX服务器。
工作原理电话通信系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.呼叫发起：用户通过电话设备拨号，发起呼叫请求。
2.电话交换机路由：电话交换机接收到呼叫请求后，根据路由规则将呼叫转发到目标电话设备。
3.电话设备响铃：目标电话设备接收到呼叫请求后，会发出响铃信号。
4.通话建立：目标电话设备接听呼叫后，通话正式建立，双方可以进行语音通话。
5.通话结束：通话结束时，用户可以挂断电话，释放电话线路资源。
应用场景电话通信系统广泛应用于各种场景，包括但不限于以下几个方面：1.家庭通信：电话通信系统是家庭通信的重要组成部分。
通过电话设备，家庭成员可以方便地进行语音通话，沟通交流。
2.办公室通信：电话通信系统在办公室中起到关键的作用。
员工可以通过电话设备与同事、客户进行沟通，提升工作效率。
3.企业通信：大中型企业通常会建立自己的电话通信系统，通过电话交换机和电话服务器实现内部通信和对外呼叫等功能。
通信系统的基本原理解析
通信系统的基本原理解析简介：通信系统是将信息从一个地方传递到另一个地方的技术系统。
它是现代社会的重要组成部分，我们每天都在使用不同的通信系统进行信息的传递。
本文将详细解析通信系统的基本原理，包括通信系统的组成部分、信号传递的方式、数据压缩和解压缩等内容。
一、通信系统的组成部分：1. 发送端：发送端是通信系统中的起点，它负责将要传递的信息转化为适合传输的信号，并通过传输媒介发送出去。
发送端通常包括信号源、编码器和调制器等组件。
a. 信号源：信号源是通信系统的输入部分，它可以是声音、图像、文字等形式的信息。
b. 编码器：编码器将原始信息转换为数字信号，以便在数字传输媒介上进行传输。
c. 调制器：调制器将数字信号转化为模拟信号或数字信号的载波，以便在传输媒介上进行传输。
2. 传输媒介：传输媒介是信息在通信系统中传递的介质，可以是电磁波、电信号等。
常见的传输媒介包括电缆、光纤、空气等。
3. 接收端：接收端是通信系统中的终点，它负责从传输媒介中接收信号，并将信号转化为原始的信息。
接收端通常包括解调器、译码器和信号处理器等组件。
a. 解调器：解调器从传输媒介中接收信号，并将其转化为数字信号或模拟信号。
b. 译码器：译码器将数字信号转换为原始信息，还原出发送端的信息。
c. 信号处理器：信号处理器对接收到的信息进行处理，例如去除噪声、纠错等。
二、信号传递的方式：1. 广播式传播：广播式传播是指通过无线电波将信号传递给所有接收设备的方式。
这种方式适合于将信息传递给大量的接收者，如电视和广播广告。
2. 点对点传输：点对点传输是指通过直接建立连接将信号传递给特定接收设备的方式。
这种方式适合于需要私密传输的信息，如电话通话和电子邮件。
三、数据压缩和解压缩：1. 数据压缩：数据压缩是指通过对原始数据进行编码和算法处理，以减少数据的存储和传输空间的过程。
数据压缩可以通过去除冗余信息、利用统计算法和预测算法等方式实现。
2. 数据解压缩：数据解压缩是将经过压缩处理的数据还原为原始数据的过程。
现代通信技术及应用第三章 电话通信
同步复接和异步复接
从总体上说复接方法有两种：同步复接和异步复接。
– 如果被复接支路的时钟都是由同一个主振荡源所供给的，这 时的复接就是同步时钟复接 – 异步时钟复接也叫准同步复接，指的是参与复接的各支路码 流时钟不是出于同一时钟源。
3.4 数字程控交换
程控交换机是存储程序控制交换机 （Stored Program Contro1，SPC） 的简 称。 是利用电子计算机进行控制的，它把 电话交换机各种控制功能按步骤编成 程序存入存储器，利用存储器内所存 的程序来控制整个交换机工作。
散的f(t0)、 f(t1)、 f(t2)、 f(t3) · · ·
2.量化
PAM信号的幅度仍然连续！ 如何用有限的二进制位来表示这些 幅值？
?
量化
• 概念：量化就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。 • 具体方法：将幅度域连续取值的信号在幅度域上划分为若 干个分层（量化间隔），在每一个分层范围内的信号值取 某一个固定的值来表示。 • 带来问题：量化前后信号之差叫量化误差，产生量化噪声。
3.3.1程控数字交换机的组成
1．程控交换机组成 2．各组成部分功能 3．程控交换机的用户服务功能
1．程控交换机组成
是由硬件系统和软件系统组成。 程控交换机的硬件系统包括话路部分、 控制部分。程控交换系统中的硬件动作 均由软件进行控制完成。
2．各组成部分功能
（1）话路系统 （2）控制系统
（1）话路系统
复接方式
话路1: 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 话路2： 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 话路3： 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1
3-1数字电话通信过程解析
1.2 量化
概念：量化就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。 具体方法：将幅度域连续取值的信号在幅度域上划
分为若干个分层（量化间隔），在每一个分层范围
内的信号值取某一个误差，产生量
化噪声。
1.2 量化
量化分为均匀量化和非均匀量化两种 均匀量化：各量化间隔相等的量化方式
编码是把抽样并量化的量化值变换成一组（8位） 8=256 N=2 二进制码组
13折线编码
极 性 码 PCM 8位码 段落码 段内码
C1
C 2C 3C 4
C 5 C 6 C 7 C8
8×8000=64kbit/s
2. 信道及再生中继
（1）信道传输的码型变换
PCM编码器输出的信号码型不符合长距离传输，通过码型 变换转换成适合信道传输的线路码型。
1.1 抽样
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) · · ·
1.1 抽样
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。 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）低通滤波（平滑）
解码后的PAM信号送入低通滤波器，输出PAM信号的 包络线，即还原为（或称重建）为原始话音的模拟信 号，送给收端用户。
本节结束
石家庄邮电职业技术学院 电信工程系 范兴娟
非均匀量化两种特性曲线
y 1 1 y b Ⅱ y＝ 1＋ ln Ax 1＋ ln A
第3章电话通信系统解析资料
（1）用户电路 用户线进入交换局的接口电路 。
用户电路的主要功能——“BORSCHT”功能： B（Battery Feed）：馈电。为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换的额定电压 为-48V的直流，用户线上的馈电电流为18 mA～50mA。 O（Over voltage Protection）：高压和过压保护。.程控数字交换机一般采用两级保护 ：第一级是总配线架保护，第二级保护就是用户电路，通过热敏电阻和二极管实现。 R（Ringing）：振铃。由被叫侧的用户模块向被叫用户话机馈送铃流信号，同时向主 叫用户送出回铃音。 S（Supervision）：监视。通过扫描点监视用户回路通、断状态，以监测用户摘机、 挂机、拨号脉冲等用户线信号。 C（Codec Filtees）：模拟／数字变换，即A／D变换。把电话机发出模拟信号变成数 字信号送往信道传输，同时把从信道接受的数字信号反变换成模拟信号送给话机。 H（Hybird Circuit）：二线／四线变换。完成2线的模拟用户线与交换机内部4线的 PCM传输线之间的转换。 T（Test）：测试。通过软件控制用户电路中的测试转换开关，对用户可进行局内侧和 外线侧的测试。
第3章 电话通信系统
3.1电信系统的组成 3.2电话通信过程 3.3数字程控交换技术 3.3信令系统
1
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。 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B-ISDN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。
用户电路的主要功能——“BORSCHT”功能： B（Battery Feed）：馈电。为用户线提供通话和监视电流，程控数字交换的额定电压 为-48V的直流，用户线上的馈电电流为18 mA～50mA。 O（Over voltage Protection）：高压和过压保护。.程控数字交换机一般采用两级保护 ：第一级是总配线架保护，第二级保护就是用户电路，通过热敏电阻和二极管实现。 R（Ringing）：振铃。由被叫侧的用户模块向被叫用户话机馈送铃流信号，同时向主 叫用户送出回铃音。 S（Supervision）：监视。通过扫描点监视用户回路通、断状态，以监测用户摘机、 挂机、拨号脉冲等用户线信号。 C（Codec Filtees）：模拟／数字变换，即A／D变换。把电话机发出模拟信号变成数 字信号送往信道传输，同时把从信道接受的数字信号反变换成模拟信号送给话机。 H（Hybird Circuit）：二线／四线变换。完成2线的模拟用户线与交换机内部4线的 PCM传输线之间的转换。 T（Test）：测试。通过软件控制用户电路中的测试转换开关，对用户可进行局内侧和 外线侧的测试。
第3章 电话通信系统
3.1电信系统的组成 3.2电话通信过程 3.3数字程控交换技术 3.3信令系统
1
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。 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B-ISDN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。
通信系统组成及其分类
通信系统现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。
现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现，前者称为无线通信系统，后者称为有线通信系统。
以基本的点对点通信为例，通信系统的组成（通常也称为一般模型）如图 1-1 所示。
图中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。
信源输出的信号称为基带信号。
所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。
信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。
图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。
在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码、解码等。
它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。
信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。
一般由信源（发端设备）、信宿（收端设备）和信道（传输媒介）等组成，被称为通信的三要素。
分类通信系统按所用传输媒介的不同可分为两类：①利用金属导体为传输媒介，如常用的通信线缆等，这种以线缆为传输媒介的通信系统称为有线电通信系统；②利用无线电波在大气、空间、水或岩、土等传输媒介中传播而进行通信，这种通信系统称为无线电通信系统。
光通信系统也有“有线”和“无线”之分，它们所用的传输媒介分别为光学纤维和大气、空间或水。
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1．程控交换机组成
是由硬件系统和软件系统组成 程控交换机的硬件系统包括话路部分、控制部分和输入输出部分。 程控交换系统中的硬件动作均由软件进行控制完成，程控交换机的软件系统包括运行 处理所必需的在线程序和用于交换的设计、调试、软件生产和管理的支援程序两部分 。
输入输出部分
2．各组成部分功能
37
1、 电话交换的概念模型
交换机能够实现多用户之间“两两连线构通回路”
的设想，同时也节省了连接线路。
话机 （a）两部话机之间的连接 用户线 交换机 中继线 交换机 中继线 话机
话机
交换机
中继线 （c）多个交换机
交换机
（b）单个交Biblioteka 机382、 电话交换技术发展史
表3-1 各类交换机及其主要特点
终端设备
2.传输设备
传输设备是将电信号、电磁信号或光信号从一个地点
传送到另一个地点的设备，它构成电信系统的传输链 路（信道），包括无线传输设备和有线传输设备。
无线传输设备有短波、超短波、微波收发信机和传输系
统以及卫星通信系统（包括卫星和地球站设备）等；
有线传输设备有架空明线、同轴电缆、海底电缆、光缆
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 。
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) · · ·
信道
信源：是产生信息的人或机器，如声音（话筒），符号源（计算机），图像源（ 摄像机）等，将原始信息转换成基带电信号。 发送器：完成变换，使信号源的输出基带信号变成为便于传输的信号（电或光信 号）的设备。如编码、调制、放大等。 信道：是传送信号的媒介，如电缆、光纤、空间等。 接收器：完成反变换（输出基带信号）以便获得能识别消息的设备，如译码器、 解调器、放大器等。 信宿：为接收信息的人或机器。如听筒，显示屏等。将基带信号恢复为原始信号 。 交换设备：交换设备在用户群内每对用户终端间，按需提供传输信道构成临时通 信连接；并可控制信号流向及流量的集散，从而达到共用电信设施和提高设备利
固定电话和移动电话
3.1 电信系统构成
打电话时声音信息传递的过程。
通话是如何实现的？
探讨
电信系统是各种协调工作的电信设备集合的整体，最
简单的电信系统是只在两个用户之间建立的专线系统 ，如有5部电话要实现相互之间通话，则需要专线将5 部电话两两相连 。
当通话的电话用户越来越 多时，会出现什么问题呢？
信道传输码型
单极性不归零
双极性归零
双极性不归零
差分码
单极性归零
多极性码
3．接收端的数/模变换
（1）再生、解码
（2）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
波形失真 误码产生
传输距离增加 信噪比下降
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 ； 归纳思考 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。
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。 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。
交换设备
4.通信电源设备
整流器
以终端设备、交换设备为点，以传输设备为线，点、
线相连就构成了一个通信网，即电信系统的硬件设备 。
警 示
电信系统只有这些硬件设备也是不能很好的完成信息
的传递和交换，还需有系统的软件，类似于人的神经 系统的功能。
3.2 电话通信过程
声音是如何变成数字信号进行传输的？
第3章 电话通信系统
3.1电信系统的组成 3.2电话通信过程 3.3数字程控交换技术 3.3信令系统
1
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。 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B-ISDN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。
交换机类型 磁石式 共电式 接续方式 人工 人工 控制方式 铃流* 环路电流 ** 接线器 塞绳 塞绳 供电方式 自备 交换机提供 交换信息 模拟话音 模拟话音 年代 1878 1891
步进制
纵横制 模拟程控 程控数字
自动
自动 自动 自动
拨号脉冲
布线逻辑 存储程序 存储程序
步进接线器
纵横接线器 干簧接线器 电子接线器
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。
3.1.2电信系统的三大硬件设 备
终端设备
传输设备 交换设备
1.终端设备
将话音、文字、数据和图像信息转变为电信号、电
磁信号或光信号发出去 将接收到的电信号、电磁信号或光信号复原为原来 的话音、文字、数据或图像
电话机、电报机、移动电话机、微型计算机，数据
终端机、传真机、电视机
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。
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。
（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。
3.3.1电话交换系统概述
电话交换系统从早期人工式、机械式、电子式交换阶
段，发展成为如今以计算机程序控制为主的程控数字交 换阶段，不仅实现了数字语音通信，还能实现传真、数 据、图像通信，构成了综合业务数字通信网。 本节将首先给出电话交换的概念模型、功能模型以及 程控数字交换机的基本组成，然后就程控数字电话交换 系统的基本工作原理从硬件和软件两个方面进行说明。
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。
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 Modulation， ADPCM） 增量调制（Delta Modulation，△M）
交换机提供
交换机提供 交换机提供 交换机提供
模拟话音
模拟话音 模拟话音 数字话音等
1891
1919 1965 1970
*铃流：接线员听到主叫振铃后，人工完成接线 **用户摘机后接线员看到灯闪，人工完成接线
39
3.3.2程控数字交换机的组成
1．程控交换机组成
2．各组成部分功能 3．程控交换机的用户服务性能
3.3 数字程控交换技术
程控数字电话交换系统实际上完全是由计算机控制的
电话交换系统，由硬件和软件两大部分组成。本节将 重点说明其中数字交换的基本工作原理。 程控交换机是存储程序控制交换机（Stored Program Contro1，SPC） 的简称。是利用电子计算机进行控制 的，它把电话交换机各种控制功能按步骤编成程序存 入存储器，利用存储器内所存的程序来控制整个交换 机工作。
等传输系统。
3.交换设备
交换设备是实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或
多个终端（用户）之间的接续或非连接传输选路的设备和系统 ，是构成通信网中节点的主要设备。 交换设备根据主叫用户终端所发出的选择信号来选择被叫终端 ，使这两个或多个终端间建立连接，然后，经过交换设备连通 的路由传递信号。 交换设备包括电话交换机、电报交换机、数据交换机、移动电 话交换机、分组交换机、ATM交换机、宽带交换机等。
（1）用户电路 用户线进入交换局的接口电路 。