第章时分多路复用及PCM路系统要点
时分多路复用及PCM3032路系统
第4章 时分多路复用及PCM30/32路系统第一节 时分多路复用通信一、时分多路复用的概念利用各路信号在信道上占有不同时间间隔的特征来分开各路信号的。
二、PCM 时分多路复用通信系统的构成● PCM 时分多路复用通信的实现（以3路复用为例）（n 路复用原理类似） ●发端低通滤波器的作用 P67 ●保持的目的 P68 ●抽样门的作用——抽样、合路。
●分路门的作用——分路。
●接收低通滤波器的作用——重建或近似地恢复原模拟话音信号。
●几个概念：1帧、路时隙(n T t c =)、位时隙(l t t c B =)第二节 PCM30／32路系统一、PCM30／32路系统帧结构P73图3.9● 几个标准数据:帧周期s μ125 ，帧长度32×8＝256比特（l =8）路时隙s t c μ91.3=位时隙s t B μ488.0=数码率s kbit f B /2048=● 位同步的目的——保证收端正确识别每一位码元。
帧同步的目的——保证收发两端相应各话路要对准。
复帧同步的目的——保证收发两端各路信令码在时间上对准。
● 各时隙的作用 P73●帧同步码型及传输位置、复帧同步码型及传输位置、30路信令码的传输（标志信号的抽样频率、抽样周期）[标志信号抽样后，编4位码{abcd}] 信令码{abcd}不能同时编为0000码，否则就无法与复帧同步码区分开。
例1、计算PCM30/32路系统（8=l ）的路时隙、位时隙和数码率。
解：路时隙s s n T t c μμ91.332125=== 位时隙s sl t t c B μμ488.0891.3===数码率s kbit l n f f s B /20488328000=⨯⨯=⋅⋅=例2、计算PCM30/32路系统（8=l ）1路的速率。
解：基群的速率为s kbit /20481路的速率：s kbit /64322048=例3、PCM30/32路系统中，第25话路在哪一时隙中传输？第25路信令码的传输位置在什么地方？解：第25话路在帧结构中的传输位置为TS 26第25路信令码在帧结构中的传输位置为F 10帧TS 16后4位码二、PCM30/32路定时系统发端定时系统时钟CP 、位脉冲、路脉冲、复帧脉冲的频率及作用收端定时系统对收端时钟的要求——收端时钟与发端时钟频率完全相同，且与接收信码同频同相。
PCM系统时分多路复用
电话通信系统
一、语音信号的数字化变换
语音信号经PCM通信系统变成数字信号 1.语音信号的抽样速率为8KHz 2.语音信号的量化采用A率非均匀量化 3.语音信号的编码采用8位折叠二进制编码---在用户电路中实现 4.多路语音信号常用TDM方式进行复用
* 30/32路PCM系统的帧结构
32时隙，256bit，125us
（二）语音信号的数字化
1. 抽样：遵循抽样定理，将时间上的连续变为离散（PAM） * 抽样定理：fs(抽样速率) ≥ 2fm(信号最高频率） 语音信号：300-3400Hz fs ≥ 6800Hz 取 8000Hz 周期T = 1/8000 = 125us
思考：一信号频率范围2Hz –5KHz，若对此信号抽样， 求抽样速率和周期。
三阶高密度双极性码（HDB3）
是AMI码改进型，克服了连“0”码多时丢失定时信息的缺点，是CCITT推 荐使用的码型之一。
编码规则： 1. 先编成AMI码，检查代码连“0” 情况，若连“0”数< 4个，编码完毕 2. 若连“0”数≥ 4个
①代码中的“1”称为信码B，并用B+、B-表示 ②将连“0”按4个分组，将“0000”用“000V”取代，
模 拟 信 号
3.7
2.7
PAM
0.3
-0.3 -1.8
-2.6
2. 量化：用有限个电平来表示抽样信号，变幅度上的连续为离散
3.7 4 2.7 3
0.3 0
-0.3 0
-1.8 -2
-2.6 -3
* 均匀量化：将输入信号的取值按等距离分割，四舍五入法 * 量化误差：由量化引起的误差
* 非均匀量化：根据信号的不同区间来确定量化间隔 * 压缩与扩张技术
第5章时分多路复用及PCM30_32路系统
思考 为什么要求收端时钟与接收信码同频同相？
接收端为正确判决或识别每一个码元，要求再生判 决脉冲与接收信码频率相同、相位对准，而再生判 决脉冲是由时钟微分得到的，所以要求收端时钟与 接收信码同频、同相。
24
定时钟提取的方法 定时钟提取电路一般采用谐振槽路方式
收端采用定时钟提取的方式获得时钟，即可作到 收端时钟与发端时钟频率完全相同，且与接收信 码同频、同相，也就相当于已经实现了位同步。
由CP频率除以8 得到，频率为 256kHz。
19
发端定时脉冲时间波形
4.2 PCM30/32路系统
时钟脉冲： 提位供 脉高冲稳：定性的 时D路1钟脉～信冲D8号：，。用于编 频码用的率 、 于 抽为解各样码话和20路分48信路kH号以z 产同及时生 步 T隙S路码脉0、脉和冲T冲标的S1、志形6路帧信成 号等码 。等。 共32个，由位脉 由冲C频P率频除率以除3以2得8 得到到 ，，频频率率为为8kHz。 256kHz。
《数字通信原理》
PCM时分多路复用 通信系统的构成
时分多路复用的概念
多路复用： 为了提高信道利用率，使多路信号沿同
一信道传输而互不干扰。
时分多路复用： 是利用各路信号在信道上占有不同的时
间间隔的特征来区分各路信号。
PCM时分多路复用的示意
m1(t)
t
m2(t)
m3(t)
合路
3
PCM时分多路复用通信系统的构成
17
发端定时系统方框图
时钟频率= 二进制码元的重复频率
时钟标称频率 fcp=fB=2048kHz
时钟频率稳定度要求小于 50×10-6，即允许2048kHz 的偏差在±100Hz以内。
18
第五讲时分多路复用
塞入位置 SV 及塞入标志 SZ 在复接帧 中安排位置如图所示。图中 m 是复
Q 为每帧内每个支路含信 接支路数，
码数， K
是每帧中每个支路的非信 Ls 息比特数， 为帧长，有
Ls m(Q K )
时分多路复用(1) 16
212bit Ⅰ组 Ⅱ组 Ⅲ组 Ⅳ组
53bit
21
再生主时钟 分路定时 脉冲产生 本地同步 码产生器 校核电路 0 1 与 门
扣除脉冲
收到的信码 同步 码 检测电路
扣除电路
一致脉冲
状态双稳态
去各解 调器
图8-8 逐码移位同步
时分多路复用(1) 22
正码速调整准同步复接/分接过程会使支路 码流带来二种附加影响，即塞入抖动与塞 入误码。所谓塞入抖动是指分接后恢复的 支路信号的位置会发生抖动。它主要由于 码速调整过程中塞入调整码，在收端分接 过程中减去调整码所造成的。它是衡量正 码速调整系统的一项重要技术指标。
时分多路复用(1) 6
TDM技术存在的主要问题：
TDM对信道中时钟相位抖动及接收端与 发送端的时钟同步问题则提出了较高要 求。 所谓同步是指接收端能正确地从数据流 中识别各路序号。为此，必须在每帧内 加上标志信号（称为帧同步信号）。
时分多路复用(1)
7
采用TDM制的数字通信系统，在国 际上已逐步建立起标准。数字复接 序列中按传输速率不同，分别称为 基群、二次群、三次群、四次群等 等。
时分多路复用(1) 34
2. 公司设备上要尽量简单
(1) 编译码器要尽量易设计
能量(能源) 节能
传输信
号的码型的频谱中不含有直流分量。
时分多路复用(1)
4.时分多路复用PCM_标准实验报告
实验十三时分多路复用PCM实验【实验内容】1．脉冲编码调制（PCM）及系统实验2．PCM编码时分多路复用时序分析实验【实验目的】1．加深对PCM编码过程的理解。
2．掌握时分多路复用的工作过程。
3．了解PCM系统的工作过程。
【实验环境】1．分组实验：两人一组或单人2．设备：通信实验箱，数字存储示波器【实验原理】1.PCM基本工作原理脉冲编码调制（PCM）是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制包括三个步骤，对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。
抽样：要使模拟信号数字化并实现时分多路复用，首先要在时间上对模拟信号进行离散化处理，这一过程叫抽样。
所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。
抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号。
量化：抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示。
这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。
量化有均匀量化和非均匀量化。
采用均匀间隔量化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量化，这种量化方式会造成大信号时信噪比有余而小信号时信噪比不足的缺点。
如果使小信号时量化级间宽度小些，而大信号时量化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致。
这种非均匀量化级的安排称为非均匀量化或非线性量化。
目前国际上普遍采用容易实现的A律13折线压扩特性和μ律15折线的压扩特性。
我国规定采用A律13折线压扩特性。
采用13折线压扩特性后小信号时量化信噪比的改善量可达24dB，而这是靠牺牲大信号量化信噪比(亏损12dB)换来的。
A律和μ律的压扩特性如下图所示:编码：抽样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。
第3章-时分多路复用及PCM3032路系统
从捕捉到第一个真正的同步码到系 统进入同步状态这段时间称为后方保护 时间，可表示为：
T后 (n 1)TS
（3-2）
CCITT的G.732建议规定 n=2。即 帧同步系统进入捕捉状态后在捕捉过程 中，如果捕捉到的帧同步码组具有以下 规律：
① 第N帧（偶帧）有帧同步码； ② 第N+1帧（奇帧）无帧同步码，而有对端 告警码； ③ 第N+2帧（偶帧）有帧同步码。 则判为帧同步系统进入帧同步状态， 这时帧同步系统已完成同步恢复。
在接收端首先将接收到的信号进行 整形再生，然后经过码型反变换电路恢 复成原始的编码码型，由分离电路将话 音信息码、信令码等进行分路。
分离出的话音信码经解码，分路门 恢复出每一路的PAM信号，然后经低通 滤波器重建恢复出每一路的模拟话音信 号。最后经过放大，差动变量器4 1端 送到用户。
图3-22 单片集成编码器构成的PCM30/32路系统方框图
抽样时，各路抽样脉冲出现的时刻 依次错后，抽样后各路话音信号的抽样 值在时间上是分开的，从而达到了多个 话路和路的目的。
抽样之后要进行编码，由于编码需 要一定的时间，为了保证编码的精度， 要求将各路抽样值进行展宽并占满整个 时隙。
为此要将和路后的PAM信号送到保持 电路，该保持电路将每一个样值记忆一个 路时隙的时间，进行展宽，然后经过量化 编码变成PCM信码，每一路的码字依次占 用一个路时隙。
l
3.1.3 时分多路复用系统中的位同步
所谓时钟同步是使收端的时钟频率 与发端的时钟频率相同。 时钟同步可证收端正确识别每一位 码元（所以时钟同步也叫位同步）。 这相当于图3-4中收、发两端的高速 旋转开关 K1 和 K 2速度相同。
3.1.4 时分多路复用系统中的帧同步
教学部—通信原理—第七章
时分复用
多 路 复 用 频分复用 时分复用 码分复用
与频分复用相比，时分复用具有以下的主要优点： 与频分复用相比，时分复用具有以下的主要优点： （1）TDM多路信号的合路和分路都是数字电路， 比FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。 （2）信道的非线性会在FDM系统中产生交调失真 和多次谐波，引起路间干扰，因此FDM对信道的 FDM 非线性失真要求很高。而TDM系统的非线性失真 要求可降低。
时分复用
多 路 复 用 频分复用 时分复用 码分复用
上述概念可以推广到n路信号进行时分复 路信号进行时分复 用。多路复用信号可以直接送入信道进行基 带传输，也可以加至调制器后再送入信道进 行频带传输。 在接收端，合成的时分复用信号由旋转开 关（分路开关，又称选通门）依次送入各路 相应的低通滤波器，重建或恢复出原来的模 拟信号。需要指明的是，TDM中发送端的抽 样开关和接收端的分路开关必须保持同步。
频分复用
多 路 复 用 频分复用 时分复用 码分复用
频分复用信号原则上可以直接在信道中传 输。 但在某些应用中， 但在某些应用中，还需要对合并后的 复用信号再进行一次调制。 复用信号再进行一次调制。第一次对多路信 号调制所用的载波称为副载波， 号调制所用的载波称为副载波，第二次调制 所用的载波称为主载波。 所用的载波称为主载波。 原则上， 原则上，两次调制可以是任意 方式的调制方式。 方式的调制方式。如果第一次调制采用单边 带调制，第二次调制采用调频方式，一般记 带调制，第二次调制采用调频方式， 为SSB/FM。 。
频分复用
多 路 复 用 频分复用 时分复用 码分复用
解：信道中频分复用信号的总频带宽度为: 信道中频分复用信号的总频带宽度为
Bn = nf H + ( n − 1) f g = ( n − 1) f s + f H = 11400(Hz)
第4章-时分多路复用及PCM3032路系统.
T 所允许的时间间隔(tC= )。 n
tC 位时隙：1位码占用的时间（tB= ）。 l
4.1.3 时分多路复用系统中的 位同步
数字通信的同步是指收发两端的设备 在时间上协调一致的工作，也称为定时。
为了保证在接收端能正确地接收或者 能正确的区分每一路话音信号，时分多路 复用系统中的收端和发端要做到同步，这 种同步主要包括位同步（即时钟同步）和 帧同步。
所谓帧同步码插入的方式是指在发送 端同步码是怎样与信息码合成的。通常有 两种插入方式： 分散插入：r位同步码组分散地插入到 信息码流中。
集中插入：r位同步码组以集中的形式 插入到信息码流中。 ③ 帧同步码的识别检出方式 ④ 同步捕捉方式
4.2 PCM30/32路系统
第一节介绍的是时分多路复用通信的 基本概念和原理，本节将具体介绍 PCM30/32l路系统，这里复用的路数n=32， 其中话路数为30。
图4-3 PCM时分多路复用通信系统的构成
以上是以3路话音信号为例作了一般的 介绍。在实际应用中，复用路数是n路，如 PCM30/32，PCM24系统，其道理是一样 的。
这里有几个基本概念： 帧：抽样时各路信号每轮一次的总时 间（即开关旋转一周的时间），也就是一 个抽样周期（tF=T）。
路时隙：是和路的PAM信号每个样值
4.1 时分多路复用通信
4.1.1 时分多路复用的概念
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。具体来说，将 时间分成为均匀的时间间隔，将各路信号 的传输时间分配在不同的时间间隔内，以 达到互相分开的目的，如图4-1所示。
时分复用的PCM系统
输入 {dk}
脉冲 形成器
发送 滤波器
d(t) 定时脉冲
gT(t)
信道
接收 滤波器
yr(t)
噪声n(t)
抽样 判决
y(t) cp
同步提 取电路
码元 再生
输出 {dk'}
32
数字基带传输系统各部分的作用： 脉冲形成器：就是把原始基带信号变换成适合于信道 传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波 形变换来实现的。 信道：它是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信 道，如市话电缆、架空明线等。 接收滤波器：是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使 输出的基带波形有利于抽样判决。
PCM编译码系统仿真演示
14
2.3 增量调制
一、编码的基本思想 假设一个模拟信号x(t)，我们用一时间间隔为Δt，
幅度差为±σ的阶梯波形x′(t)去逼近它， 如图所示。 只要Δt足够小，即抽样频率fs=1/Δt足够高， 且σ足够 小，则x′(t)可以相当近似于x(t)。我们把σ称作量阶， Δt=Ts称为抽样间隔。
发端定时
取样
去信道
(a)
来自信道 码型反变换
译码
1路 2路 3路
收定时 (1路)
分离
收定时 (2路)
放大和低通滤波 1路输出
收端定时
分离
收定时 (3路)
放大和低通滤波 2路输出
分离
放大和低通滤波 3路输出
(b)
24
带宽设计：
TDM—PCM的信号代码在每一个抽样周期内 有Nk个，这里N表示复用路数，k表示每个抽样值 编码的二进制码元位数。
15
用阶梯或锯齿波逼近模拟信号
16
《数字通信》-第4章-时分多路复用及PCM30-32路系统-2
《数字通信》第4章时分多路复用及PCM30/32路系统(2)复习时分多路复用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 发端和收端的高速开关k1和k2必须严格同频同相位同步位同步就是码元同步，需要做到每位码对齐相当于k1,k2同频帧同步帧同步就是为了保证收端与发端相应的话路在时间上对准相当于k1,k2同相复习 PCM30/32路系统帧结构复习 PCM30/32路定时系统内容1.PCM30/32路帧同步系统2.PCM30/32路系统的构成1.PCM30/32路帧同步系统位同步已解决的问题：解决收端时钟与接收信码之间的同频问题，得到了一连串无头无尾的信码流。
帧同步系统需要解决的问题：从收到的信码流中分辨出哪8位码是属于同一个抽样值的码字 分辨出每一个码字（8位码）属于哪一路，以便正确分路。
帧同步实现方法：集中插入帧同步码帧同步码选择为：0011011将帧同步码集中插入在偶帧TS0的第2位-第8位收段接收并识别出帧同步码后，即可判断出后续的8位码为一个码字，且为第一个话路信码，以此类推，便可正确接收每一路信号，从而实现帧同步。
前方保护：目的：防止假失步过程：当连续m次检测不到帧同步码后，才判断为系统真正失步，并立即进入捕捉状态，开始捕捉同步码。
ITU-T规定：m=3或4前方保护时间：从第一个帧同步码丢失起，到帧同步系统进入捕捉状态位置的这段时间，叫做前方保护时间。
(-1)sT m T =前后方保护：目的：防止伪失步 同步捕捉方式：逐步移位捕捉方式 过程：只有当连续捕捉到n次帧同步码后，才判断为系统真正恢复到了同步状态。
ITU-T规定：n=2 后方保护时间：从捕捉到第一个真正的同步码到系统进入同步状态的这段时间。
(-1)sT n T =后前后保护时间记忆：我不会轻易放你走，会经过三番四次的挽留。
一旦你最终选择离开，如果将来还想回来，我将需要再（二）次考虑你的请求。
后方保护：伪同步可能带来的影响：需要经过前方保护才能重新开始捕捉，因而使同步恢复时间拉长在捕捉过程中，如果捕捉到的帧同步码组具有以下规律，则判断帧同步系统进入帧同步状态：第N 帧（偶帧）有帧同步码{0011011}；第N+1帧（奇帧）无帧同步码，而有奇帧标志码{1A111111}；第N+2帧（偶帧）有帧同步码{0011011}如果在第N+1帧或第N+2帧检测失败，则需要重新进行捕捉。
2010-第3章时分多路复用及PCM30-32路系统(课堂PPT)
同步捕捉时间
13/51
后方保护时间
同步状态
失步状态 保护过程示意图
前方保护的目的：避免出现假失步。 后方保护目的：避免出现假同步。
.
同步状态
13
14/51
4. 帧同步系统的要求及有关问题的讨论
帧同步系统的要求： ① 同步性能稳定，具有一定的抗干扰能力； ② 同步识别效果好；（同步码组的长度要短,效果好) ③ 同步引入时间要短； ④ 构成系统的电路简单。
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
大好 P3+P4=1
出现的矛盾：
r小， P2小， P3大 r大， P2大， P3小，同步码组太长，资源浪费
解决此矛盾的方法：
（1）提供后方保护，提高帧同步系统的稳定性；
（2）选取最佳同步码码型，如临界点为１的码组。
.
16
17/51
概念： 同步码邻接区：长度为r的帧码（同步码）码组，其 前后各长为r-1位码的区域称为同步码邻接区。 临界点为１的码组：在帧同步码邻接区内无假帧码的 码组。
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
.
5
第4章-时分多路复用及PCM3032路系统要点
3）帧同步码检出方式 ➢ 逐位比较方式 ➢ 码型检出方式
４）同步引入方式 ➢逐步引入方式 ➢复位同步方式
33/51
34/51
帧同步码检出方式
a.逐位比较方式：接收端产生一组与发送端 插入的帧同步码组相同的本地帧码，在识 别电路中使本地帧码与接收的PCM序列码逐 位进行比较。
b.码型检出方式：接收端设置一个移位寄存 器，该寄存器的每级输出端的组合是按发 送的帧同步码型设计的，当接收的PCM序列 中帧同步码全部进入移存器时才能有识别 检出脉冲。
帧
帧
…
t
10/51
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。
18/51
4.1.4 时分多路复用系统中的帧同步
帧同步：是指收发两端相应的话路在时间上对准，以便接收端能够正确分路。
说明：复用时多路信号构成一帧，并且附加帧起始标志（帧同步
码），以便接收端识别。每一帧内信号位固定，若能识别出首尾，
就可以正确区分每一路信号，实现帧同步，相当于开关起始位置
相同。
s∑(t)
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)
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外同步法
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
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
脉冲 形成
d 位同步 信号输出
2PSK
包络检波
S PSK (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 直流分量源自ttc=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。
• 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。
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。
4.1 时分多路复用通信概念
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
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。
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。
位同步示意图
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
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
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
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。
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
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。
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。
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)
帧
帧
…
t
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。
位同步
位同步系统的性能指标
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
同步建立时间即为系统从失步后开始到系统重新实现同步止所需要的最长 时间。 3.同步保持时间
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
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
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