语音信号数字化和时分多路复用.ppt

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1、第二章语音信号数字化和时分多路复用本章学习要点：理解话音信号的数字化过程；了解各种量化方法对语音质量产生的不同影响掌握多种编码方式以及应用范围了解TDM和FDM的区别掌握时分多路复用的基本原理掌握PCM30/32路帧结构理解PCM高次群的意义第二章语音信号数字化和时分多路复用2.1时分多路复用概述2.2PCM30/32路系统2.3数字复接技术2.1时分多路复用概述1、复用的概念复用：为了提高信道利用率，使多路信号互不干扰地在同一信道上传输的方式称为多路复用。频分复用（FDM）多用于模拟信号的复用时分复用（TDM）多用于数字信号的复用波分复用（WDM）多用于光纤通信系统2.1时分多路复用

2、概述复用（Multiplexing）的历史50年代起，在铜线线路上大量应用新的复用技术。包括明线的3路、12路,对绞铜线电缆的60路和小同轴电缆的300路及中同轴的10800路载波电话.当时都称为(频分复用FDM)。每路都是模拟电话，频带300~3400Hz，各路载波频率相隔4kHz，在频谱上依次排列。2.1时分多路复用概述70年代，数字通信兴起。利用脉冲编码（PCM）技术，每路数字电话传输速率64kb/s，质量满意，而且进一步利用“时分复用（TDM）”技术，30路数字电话组成基群2Mb/s。光纤通信兴起。用TDM技术，数字传输速率可以从2Mb/s升高到8Mb/s、34Mb/s、140

3、Mb/s，相当于电话话路数从30路增到120路、480路、1920路，一根光纤在一个方向可以同时传输这么多的路数。传输方法是利用这么多路由TDM组成的数字电话群直接向光载波调制，送上光纤传输。2.1时分多路复用概述80年代后期，国际上开始设想利用一根光纤同时传输多个光载波，各受数字信号的调制。称“波分复用”（WDM,WavelengthDivisionMultiplexing）如果这些光载波的波长相互间有足够的间隔，则每路的数字信号同在一根光纤上传输，不会发生相互干扰。这就是光纤通信使用的复用技术。1995年开始，WDM技术的发展进入了快车道，特别是基于掺饵光纤放大器EDFA的1550

4、nm窗口密集波分复用（DWDM）系统。在2001年OFC会议上，NEC和Alcatel报道他们的WDM系统的传输容量分别达到10.92Tb/s（一根光纤1.7亿路64Kb/s的数字电话）和10.02Tb/s。2.1时分多路复用概述2、时分复用的概念各路信号在同一信道上轮流占用不同时间间隔进行通信。3、PCM时分多路通信的原理：时分多路通信的理论根据：抽样定理抽样定理告诉我们，一路连续的模拟话音信号S(t)的相邻样值之间有125μs的时间空隙，这是时分复用的关键。如果信道仅用来传送一路话音，则有92%的时间是空闲着的。为了充分利用传输信道的带宽能力和提高通信系统的有效性.在125μs的抽

5、样空闲时间内插入其它路的信号（样值信号），即利用一路信号采样的空隙，进行其余用户信号的采样。只要各路信号在时间上能区分开（不重叠），那么同一信道就能传送多路信号，达到了多路复用的目的。2.1时分多路复用概述使多个话路的抽样时间错开，也就是在不同时间分别对多个话路取样，而后把它们都送到一对线路上去传送，这就构成了多个话路在一对线路上传送的时分多路信号。在收信端，再设法按照接收的先后次序，将多个话路抽样序列分开，便能恢复各个话路的话音信号，从而完成通信。2.1时分多路复用概述2.1时分多路复用概述4、PCM时分多路复用的实现（抽样脉冲错开）时分多路复用通信原理示意图2.1时分多路复用概述

6、同步含义:一:保持双方旋转速度要完全相同。K1和K2均以抽样频率Fi=8000次/s的速度周期性地、同步地旋转。二.保证旋转开关起止位置一致。发端的旋转开关K1从接点1开始，按顺序、周期性地接入接点1，2…N时，则K2也必须按发端相同的顺序从接点1开始，周期性地接入接点1，2…N。以保证收发两端各路信号的轮流排队次序一致。否则收端将收不到本路信号，2.1时分多路复用概述为此在发端和收端都设有时钟电路来稳定抽样开关时间和速度帧同步:在发送端每周期各种样值信号排队的开头，送出一个已知的比任何其他抽样脉冲的幅度都大的脉冲，称为起始标志信号（即帧同步码）。在收端通过一个识别装置（把帧同步码从码

7、流中找出来），识别并取出标志信号，用来控制接收端的旋转开关K2（调整抽样开关时间和速度），以达到发送与接收双方的同步。2.1时分多路复用概述5、时隙和帧的概念：帧：抽样时各路每轮一次的总时间（即开关旋转一周的时间），也就是一个抽样周期称为1帧（125μs），即每秒8000帧。时隙（路时隙）：合路的每个样值（PAM）信号所允许占的时间间隔（C=T/n）。位时隙：1位码元的时间。（n=c/)例，一帧内共划分为32个相等的时隙，用以传送一路信