时分多路复用与复接技术
13页1、第三章 时分多路复用与复接技术 1 时分多路复用 为了提高信道利用率,使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰,称多路复用。目前采用较 多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信,例如载波通信,时分多 路复用用于数字通信,例如PCM通信。 时分多路复用通信,是各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。由前述的抽样理 论可知,抽样的一个重要作用,是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号,其在信道上 占用时间的有限性,为多路信号沿同一信道传输提供了条件。具体说,就是把时间分成一些 均匀的时间间隙,将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙,以达到互相分开,互不干扰的目的。图31为时分多路复用示意图,各路信号经低通滤波器将频带限制在3400Hz以下,然后加到快速电子旋转开关(称分配器)开关不断重复地作匀速旋转,每旋转 一周的时间等于一个抽样周期T,这样就做到对每一路信号每隔周期T时间抽样一次。由此可 见,发端分配器不仅起到抽样的作用,同时还起到复用合路的作用。合路后的抽样信号送到 PCM编码器进行量化和编码,然后将数字信码送往信道。在收端将这些从发送端送来的各路 信码依次解码,
2、还原后的PAM信号,由收端分配器旋转开关K2依次接通每一路信号,再经 低通平滑,重建成话音信号。由此可见收端的分配器起到时分复用的分路作用,所以收端分 配器又叫分路门。 当采用单片集成PCM编解码器时,其时分复用方式是先将各路信号分别抽样、编码、再经时 分复用分配器合路后送入信道,接收端先分路,然后各路分别解码和重建信号。 要注意的是:为保证正常通信,收、发端旋转开关必须同频同相。同频是指的旋转速度要完全相同,同相指的是发端旋转开关连接第一路信号时,收端旋转 开关K2也必须连接第一路,否则收端将收不到本路信号,为此要求收、发双方必须保持严 格的同步。时分复用后的数码流示意图示于图32 1.1 时分复用中的同步技术 时分复用通信中的同步技术包括位同步(时钟同步)和帧同步,这是数字通信的又一个重要特 点。位同步是最基本的同步,是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时 钟频率必须同频、同相,这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。为了 达到收、发端频率同频、同相,在设计传输码型时,一般要考虑传输的码型中应含有发送端 的时钟频率成分。这样,接收端从接收到PCM码中提取
3、出发端时钟频率来控制收端时钟,就 可做到位同步。 帧同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致,这样接收端就能正确接收发送端 送来的每一个话路信号,当然这必须是在位同步的前提下实现。 为了建立收、发系统的帧同步,需要在每一帧(或几帧)中的固定位置插入具有特定码型的帧 同步码。这样,只要收端能正确识别出这些帧同步码,就能正确辨别出每一帧的首尾,从而 能正确区分出发端送来的各路信号。1.2 时分复用的帧结构 现以PCM30/32路电话系统为例,来说明时分复用的帧结构,这样形成的PCM信号称为PCM一次 群信号。 在讨论时分多路复用原理时曾指出,时分多路复用的方式是用时隙来分割的,每一路信号分 配 一个时隙叫路时隙,帧同步码和信令码也各分配一个路时隙。PCM30/32系统的意思是整个系 统共分为32个路时隙,其中30个路时隙分别 用来传送30路话音信号,一个路时隙用来传送帧同步码,另一个路时隙用来传送信令码。 图33是CCITT建议G.732规定的帧结构。 从图中可看出,PCM30/32路系统中一个复帧包含16帧,编号为帧、帧帧,一复帧的时间为2毫秒。每一帧(每帧的时间为125微秒)又
4、包含有32个路时隙,其编号 为,每个路时隙的时间为3.9微秒。每一路时隙包含 有8个位时隙,其编号为,每个位时隙的时间为0.488微秒。 路时隙分别传送第1路第15路的信码,路时隙分 别传送第16路第30路的信码。偶帧时隙传送帧同步码,其码型为0011011。奇帧TS0时隙码型为1A1SSSSS,其中A1是对端告警码,A1=0时表示帧同步,A1=1时表示帧失步;S为备用比特,可用来传送业务码;为国际备用比特或传送循环冗余校 验码(CRC码),它可用于监视误码。帧时隙前4位码为复帧同步码,其码型为 0000;A2为复帧失步对告码。帧的时隙用来传送30个话路的信 令码。帧时隙前4位码用来传送第1路信号的信令码,后4位码用来传送第16 路信号的信令码。直到帧时隙前后各4位码分别传送第15路、第30 路信号的信令码,这样一个复帧中各个话路分别轮流传送信令码一次。按图33所示的帧 结构,并根据抽样理论,每帧频率应为8000帧/秒,帧周期为125微秒,所以PCM30/32路系统 的总数码率是 =80000(帧/秒)32(路时隙/帧)8(bit/路时隙)=2048kbit/s=2.048Mbit/s
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