北邮版 数字通信原理 第四章

图4-4逐步移位法同步电路原理图
图4-5逐步比较移位过程说明
» 3. 帧同步系统中的保护电路
•
由前述工作原理可以知道，帧同步系统总
是处于检测和比较状态，即使系统是正常同
步工作状态也要进行检测和比较。加入保护
电路的同步系统原理框图如图4-6
捕捉时间：失步检出到重新回到同步的时间
假失步：同步码误码引起误判失步
» (3) 帧同步码的识别检出方式
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。
•
路时隙：和路的PAM信号每个样值所 允许的时间间隔(tC=T/n)
•
位时隙：1位码占用的时间 （tB=tC/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 在指定的时间协调一致地工作，也称为定 时。 • 位同步就是码元同步、时钟同步。 • 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。
几个标准数据 帧周期125us，帧长：32*8=256bit 路时隙：tc=T/n=125/32=3.91us 位时隙：tB=Tc/l=3.91/8=0.448us 数据率：fB=1/tB=1/0.448us=2.048Mbps
» 4.2.2 PCM30/32路定时系统 •
定时系统产生数字通信系统中所需要的各种 a.供抽样与分路用的抽样脉冲（也称为路脉 b.
•
• •
c.
» 1. 发端定时系统
•
此方框图主要由时钟脉冲发
生器、位脉冲发生器、路脉冲 发生器、TS0和TS16路时隙脉冲发 生器以及复帧脉冲发生器等部 分组成。
图 发 端 定 时 系 统 32分频 方 框 图
16分频
8分 频 2048kHz
4.10
图 发 端 定 时 脉 冲 时 间 波 形 图
»① •
本方案的帧同步系统共有三种时标脉冲， 即读出时标脉冲Pr，比较时标脉冲Pc以及监 视码时标脉冲Pm。
• • •
a.读出脉冲Pr 在同步系统中，首先要解决帧同步码的检 出，而帧同步码检出应在规定时间完成。 b.比较时标Pc
•
•
在帧同步时，Pc＝偶帧· TS0· D8· CP，即在偶 帧TS0D8时间产生Pc。
»
» 4.1.4 时分多路复用系统中的帧同步
» 1. 帧同步的概念
•
帧同步的目地是要求收端与发端相 应的话路在时间上要对准，就是要从收 到的信码流中分辨出哪8位是一个样值 的码字，以便正确地解码；还要能分辨 出这8位码是哪一个话路的，以便正确
» 2.
• PCM复用系统为了完成帧同步功能，在
接收端还需要有两种装置：一是同步码 识别装置，二是调整装置。 • 同步码识别装置用来识别接收的PCM信 号序列中的同步标志码位置； • 调整装置的作用就是当收、发两端同步 标志码位置不对应时，对收端进行调整 以使其两者位置相对应。 • 这些装置统称为帧同步电路。
•
» (4)
•
同步捕捉方式是指系统失步时由失 步指令控制调整的方式，比较常用的
» a.逐步移位捕捉方式
» b.复位式同步方式
图3-8 复位式同步方式原理图
第二节PCM30/32路系统
» 4.2.1 PCM30/32路系统帧结构
•
把与许多路有关的信令信息，以及诸如网 路管理所需的其它信息，借助于地址码在单一 信令信道上传输的方式称为共路信令。在话路 内或在固定附属于该话路的信令信道内，传输 该路所需的各种信令的方式称为随路信令。
» (1)
•
平均失步时间是指帧同步系统真正失步 开始到确认帧同步业已建立所需要的时间。 它包括失步检出、捕捉、校核三段时间。其 中捕捉和失步检出时间是主要的。

m m Ts 1 mp
m : 前方保护计数 1 l p ( ) , l为帧同步码位数 2
» (2) 误失步平均时间间隔
•
误失步平均时间间隔是帧同步系统可靠 性的指标，希望误失步平均时间间隔越长越 好。
图4.21单片集成编解码器构成的PCM30/32路系统方框图
第四章 时分多路复用及PCM30/32路系统
1
时分多路复用通信 PCM30/32路系统
2
4.1
•
时分多路复用通信
» 4.1.1 时分多路复用的概念
1.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)。 2. • 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。
源自文库3.11
» (1) 时钟脉冲
•
时钟频率的频率稳定度一般要求
小于50×10-6，即允许2048kHz的误 差应在±100kHz以内，其占空比为 50％，即脉冲宽度占重复周期的一 半。
图4.12 由晶体震荡器组成的时钟脉冲发生器
» （2）
•
位脉冲用于编码、解码以及产生路脉冲、 帧同步码和标志信号码等。
图4-1时分制示意图
抽样器 和路器
分路器
图4-2 时分多路复用示意图
要求：SA1、SA2同频同相， 收发端严格同步
低通： » 4.1.2 PCM时分多路通信系统的构成 0.3~3.4kHz
记忆一个路时 隙并展宽
采样频率： fs=8kHz 图4-3 PCM时 分多路复用通信系统的构成
几个基本概念 帧：抽样时各路信号每轮一次抽样的 总时间（即开关旋转一周的时间），也就 是一个抽样周期（tF=T）。
在PCM信码流中，不可避免地随机地形成 与帧同步码相同的码组，即伪同步码组。
• 要求：伪同步概率小，码位数适当
• 7位，码型为0011011，集中插入方式
图
4.19PCM
综 合 码 流 分 区 图
» 5. 帧同步系统性能的近似分析
•
衡量帧同步系统性能的主要因素有：
• 平均失步时间 • 误失步的平均时间间隔。
6
» 四、 PCM30/32路系统的构成
•
在前面讨论的抽样、量化、编码以及时分 多路复用等基本原理的基础上，下面介绍 PCM30/32路系统方框图。图4.20为集中编码方 式PCM30/32路系统方框图，图4.21为单片集成 编解码器构成的PCM30/32路系统方框图。
图4.20集中编码方式PCM30/32路系统方框图
采用帧同步方法可以解决以上问题。
•
•
» 1. PCM30/32路系统帧同步的实现方法 •
PCM30/32路系统的帧同步码是采用集中插入 方式的。 » 2. 前、后方保护 » (1) • 前方保护是为了防止假失步。
• T前＝(m-1)Ts
» (2)
•
PCM30/32路系统的同步捕捉方式是采用 逐步移位捕捉方式。 • 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：
c.监视码时标Pm
图4.16 一种帧同步系统方框图
» ② 帧同步码的检出
•
检出电路由８级移位寄存器与检出 门组成。
» ③ 前、后方保护与捕捉
•
系统是否同步，采用比较时标Pc与 帧同步时标Ps在时间上进行比较的方法。
图4.17 帧同步码组检出
图 帧 同 步 系 统 的 时 间 图
4.18
» 4. •
» 2. 收端定时钟提取
•
接收端定时系统与发送端定时系统
基本相同，不同之处是它没有主时钟
源（晶体震荡器），而是由时钟提取 电路代之。时分多路复用系统的一个 重要问题是同步问题（即位同步、帧 同步和复帧同步）。
图4.14 谐振槽提取定时钟的方框图
» 4.2.3 PCM30/32路帧同步系统
•
•
a.要能从收到的信码流中，分辨出哪8位码 是一个抽样值所编的码字，以便能正确解码； b.还要能分辨出每一个码字（8位码）是属
•
• T后＝(n-1)Ts
» 3.
» (1) 帧同步系统的工作流程图
•
根据ITU-T的G.732建议画出如图4.15所示的 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 帧 同 步 系 统 工 作 流 程 图
4.15
» (2) 帧同步系统方框图及其工作原理
图4.9 PCM30/32路系统帧结构
• (1) 30个话路时隙：
TS1～TS15，TS17～TS31 • (2) 帧同步时隙： TS0 ,分奇偶帧
偶帧：发送同步码 奇帧：发送帧失步告警码
• (3) 信令与复帧同步时隙：TS16
抽样频率500Hz，周期2ms，一路码长4bit； 15帧传送30路的信令码+1帧传送复帧同步码 和复帧对告码
• (1) 帧同步码的选择
使伪同步码出现的概率最小 • (2) • 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
• • •
a.分散插入：r位同步码组分散地插入到信 b.集中插入：r位同步码组以集中的形式插 这两种插入方式的示意图如图4-7所示。
图4-7 同步码插入的两种方式
假同步：失步后再捕捉过程中误把信息码当做同步码 前方保护：避免假失步 后方保护：避免假同步
前方保护？ 后方保护？
图4-6 带有保护电路的同步系统框图
» 4. 对帧同步系统的要求以及有关问
题的讨论
•
•
（1） 同步性能稳定，具有一定的抗
•
• •
（2） （3） （4） 构成系统的电路简单。
T误失步

Ts ( Pel ) m
m : 前方保护方保 Pe : 误码率,l：帧同步码位数
例：m 3, Pe 10 , l 7, Ts 250us T s 25010 6 11 T误失步 年 6 3 7.3 10 s 23000 m (10 7 ) ( Pel )
» （3）
•
路脉冲是用于各话路信号的抽样和分路以 及TS0、TS16路时隙脉冲的形成等。
» （４）
•
TS0路时隙脉冲用来传送帧同步码；TS16路 时隙脉冲用来传送标志信号码。TS0、TS16路时 隙脉冲的重复频率为８kHz，脉宽为８比特， 0.488μs×8=3.91μs。
的图 位 脉 冲由 发环 生行 器移 极位 其寄 输存 出器 波组 形成 4.13