第4章 时分多路复用及PCM3032路系统要点

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4.1 时分多路复用通信概念
4.1.1 时分多路复用概念
1. 多路复用的概念 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。 时分多路复用方式用于数字通信，例如PCM 通信。 频分多路复用方式用于模拟通信，例如载 波通信。
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4.1 时分多路复用通信概念
2、 时分多路复用概念
概念：利用多路信号在 信道上占用不同时间间 隔的特征来分开各路信 号，每路占用的时间间 隔称为路时隙，简称时 隙。
时分复用示意图
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时分复用系统示意图
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。
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工作原理
图中SA1和SA2为电子转换开关，它们在同步系统的控制 下以同起点、同速度顺序同步旋转，以保证收、发两端同 步工作。
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位同步
在数据通信中最基本的同步方式就是"位同步"(bit synchronization)或比特同步。比特是数据传输的 最小单位。位同步（比特同步）是指接收端时钟 已经调整到和发送端时钟完全一样，因此接收端 收到比特流后，就能够在每一位的中间位置进行 判决（如下图所示）。位同步（比特同步）的目 的是为了将发送端发送的每一个比特都正确地接 收下来。这就要在正确的时刻（通常就是在每一 位的中间位置）对收到的电平根据事先已约定好 的规则进行判决。例如，电平若超过一定数值则 为1，否则为0。
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4.1.2 PCM时分多路通信系统的组成
以3路复用为例，说明PCM时分多路通信系统的组成。
低通
抽样
滤波
合路
m1(t)
m1s(t)
1
LP1
分路 m1s(t)
低通 滤波
LP1
m'1(t)
量
2
m2(t) sT1(tm) 2s(t) LP2
保 持
化 信道 解
编
码
sT1(t) m2s(t) LP2
m'2(t)
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位同步示意图
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要真正恢复数字信号必须进行整形判决，这就要求本地码元 定时与发送端定时脉冲的重复频率相等，而且判决时刻必须在 最佳点以保证对输入信号的最佳取样进行判决。如图所示
发端 10 1 1 01
(a)
信道
收端
发端 10 1 10 1 (b)
信道
0011
11
×
×
收端
1 011 01
在发端，开关的旋转接点接于某路信源时，就相当于取出 某路信源信号的离散时间的幅度数值。
旋转接点按顺序旋转，就相当于按顺序取出各路信源信号 在离散时间的幅度数值并合成，然后经模/数变换电路变 为数字信号，再与同步信号合成即可送给信道传输。在接 收端，首先分出同步信号，再进行数/模变换后即可由旋 转开关分别送给相应的信息接收者。
t
t
c=a-b
t
d
c
0
t
0
t
Tb
(b)
(b)
图8-10 微分整流滤波法方框图及各点波形
图8-11 包络检波法提取位定时信号
(a)方框图；(b)各点波形。
(a)方框图；(b)波形图。
位同步系统的性能指标
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1.相位误差(精度) 相位误差是指在码元建立后，接收端提取的位同步脉冲与接收到的码元
(脉冲)之间出现的相位误差。 2.同步建立时间
码
3
m3(t) sT2(t)m3s(t) LP2
sT2(t) m3s(t) LP2
m'3(t)
sT3(t)
sT3(t)
3路PCM时分复用系统组成
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工作原理：
1．抗干扰，低通滤波，截止3.4kHz。 2．采样周期T=125µs,fs=8000Hz,ST为抽样脉冲，各路
依次错开，各路抽样信号在时间上分开，实现多路 复用。
图 判决时刻的选取 (a)判决时刻选取不合适；(b)判决时刻选取适当
外同步法
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1插入位定时导频法
图8-8为导频插入频谱，其中图8-8(a)表示双极性不
归零的基带信号插入导频的位置是fb=1/T(T为码元周
期)；图8-8(b)表示经波形相关编码之后，基带信号中
插入导频的位置为fb*1/2。
导频提取的原理如
几个基本概念：
➢ 帧：重复出现的数字图案；帧周期就是各路信号的
抽样周期，tF=T重复出现的数字图样
➢ 路 时 隙 ： 合 路 PAM 信 号 每 个 样 值 所 允 许 的 时 间 ，
tC=T/N ➢ 位时隙：一个码元占用的时间，tB=tC/l
s∑(t)
位
路 路路 路
同
同
步1 2 3步1 2 3
码
码百度文库
s(f)
图 8-9 所 示 ， 图 8-9 中
s(f)
利用锁相环的跟踪和 窄带的特性来提取信 号，而移相电路目的 是为了抵消提取出的 导频信号经窄带滤波
0
fb
2fb
(a)
f 0
fb/2
fb
(b)
f 3fb/2
接收信号 解调
图 导频插入频谱
数字基带信号
相减 数字信号
器、限幅器和锁相环 引起的相移。
窄带滤波
限幅
锁相环
移相
图 插入导频的提取
位同步信号
自同步法
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信号 放大 a 微分 b
限幅
整流
输入
窄带 滤波
c移 相
(a)
11 0 1 00 1 0 a
0
b
0 c 0
脉冲 形成
d 位同步 信号输出
2PSK
包络检波
SPSK (t)
t 0
a t
0
b t
0
窄带滤波
(a)
脉冲形成 位定时脉冲
包络信号 直流分量
3．编码需要时间，为了保证编码精度，展宽多路抽 样值到整个时隙，将和路信号PAM送保持单元。
4．经过量化成为PCM信号，一路PCM信号（码字）占 用一个路时隙。
5．解码还原和路PAM信号，有量化误差，一路码字到 齐后开始解码，有延迟。
6.分路、低通滤波重新恢复各路原始话音信号。
➢ 推广N路：PCM30/32路系统、PCM24路系统。 9/51
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第4章 时分多路复用及PCM30/32路系统
4.1 时分多路复用通信 4.2 PCM30/32路系统
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本章主要内容
数字通信在实现多路通信时是采用的时分 制多路方式，如何实现时分制多路通信是 非常重要的。本章对时分多路复用的基本 概念、PCM30/32路系统的帧结构及帧同步 系统的工作原理、PCM30/32路的系统构成 进行了说明。
帧
帧
…
t
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4.1.3 时分多路复用系统中的位同步
1. 帧同步的概念 ➢ 数字通信的同步：也称为定时，包括位同步和
帧同步。 ➢ 位同步（码元同步、时钟同步）：是指收发两
端时钟频率相等，相位一致。 说明：位同步相当于开关旋转速度相同保证收 发两端设在指定时间协调一致地工作，能正确 区分，接收每一路信号。