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30/32路PCM基群的幀結(jié)構(gòu)
通信系統(tǒng)包括發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸設(shè)備. 傳輸線(xiàn)路投資往往占整個(gè)通信系統(tǒng)投資的很大比例,因此,如何提高線(xiàn)路利用率,實(shí)現(xiàn)傳輸線(xiàn)路的多路復(fù)用,就成了一個(gè)非常重要的話(huà)題。
1 多路復(fù)用的方法
多路復(fù)用通常有3種基本方法:頻分復(fù)用(FDMA),碼分復(fù)用(CDMA)和時(shí)分復(fù)用(TDMA)。
1.1 頻分復(fù)用 頻分復(fù)用是模擬通信中廣泛使用的傳輸方式,它的基本原理是利用調(diào)制手段和濾波技術(shù)使多路信號(hào)以頻率分割的方式同時(shí)在同一條線(xiàn)路上互不干擾地傳輸。
1.2 碼分復(fù)用 碼分復(fù)用是指在同一條信道上,多路信號(hào)以不同的編碼形式互不干擾的傳輸。它目前已成為移動(dòng)通信中使用的先進(jìn)方法。
1.3 時(shí)分復(fù)用 時(shí)分復(fù)用是現(xiàn)代數(shù)字通信中主要采用的傳輸方式,時(shí)分多路復(fù)用就是在一條信道內(nèi),將若干路離散信號(hào)的脈沖序列,經(jīng)過(guò)分組、壓縮、循環(huán)排序,成為時(shí)間上互不重疊的多路信號(hào)一并傳輸?shù)姆绞健?例如兩地有許多用戶(hù)要進(jìn)行通信,用戶(hù)11—用戶(hù)12,用戶(hù)21—用戶(hù)22……用戶(hù)n1—用戶(hù)n2?墒蔷(xiàn)路只有一對(duì),于是在收發(fā)雙方各加了一對(duì)快速旋轉(zhuǎn)的電子開(kāi)關(guān)SA1和 SA2(這兩個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)際就是一組抽樣門(mén)和分路門(mén),它們的開(kāi)閉受抽樣脈沖控制),SA1、SA2旋轉(zhuǎn)頻率相同,初始位置相互對(duì)應(yīng)。我們稱(chēng)之為同步動(dòng)作。開(kāi)始,SA1和SA2停留在用戶(hù)11和用戶(hù)12上,然后依次旋轉(zhuǎn)到21和22上、31和32上,n1和n2 上,最后又回到11和12上,如此反復(fù)。目前世界上的數(shù)字時(shí)分多路復(fù)用系統(tǒng)主要有北美、日本的24路PCM系統(tǒng)和歐洲、中國(guó)的30/32路PCM系統(tǒng)。
2 30/32路PCM基群幀結(jié)構(gòu)
2.1 幀結(jié)構(gòu) 幀結(jié)構(gòu)的概念就是把多路話(huà)音數(shù)字碼以及插入的各種標(biāo)記按照一定的時(shí)間順序排列的數(shù)字碼流組合。我國(guó)采用的是30/32路PCM基群結(jié)構(gòu),即在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)先傳第1路信號(hào),然后傳第2路信號(hào),第3路信號(hào)……直到傳完第32路,再傳第1路,第2路……如此循環(huán)下去。每一路信號(hào)占用的不同的時(shí)間位置,稱(chēng)為時(shí)隙,用TS0、TS1、TS2、……TS31來(lái)表示。其中TS0用于傳輸同步碼、監(jiān)視碼、對(duì)端告警碼組(簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)告碼);TS16用于傳輸信令碼;TS1—TS15傳前15個(gè)話(huà)路的話(huà)音數(shù)字碼,TS17—TS31傳輸后15個(gè)話(huà)路的話(huà)音數(shù)字碼,顯然,在32個(gè)時(shí)隙中只有30個(gè)時(shí)隙用于傳話(huà)音數(shù)字碼,記作PCM30/32。 將所用話(huà)路都抽樣一次的時(shí)間叫幀長(zhǎng),也就是同一個(gè)話(huà)路抽樣兩次的時(shí)間間隔。因?yàn)槊總(gè)話(huà)路的抽樣頻率是8000HZ,即每秒抽樣8000次,所以?xún)蓚(gè)抽樣值之間的時(shí)間間隔是1/8000,等于125µs ,這也就決定了幀長(zhǎng)是125µs 。由于編碼需要時(shí)間,所以每個(gè)樣值應(yīng)達(dá)到一定的寬度,這個(gè)時(shí)間寬度就是時(shí)隙,即每個(gè)話(huà)路在一幀中所占的時(shí)間,等于3.91(125/32)µs,每個(gè)時(shí)隙的樣值編8位碼,因此,每位碼占用的時(shí)間是0.448µs(3.91µѕ/8).
2.2 TS0 偶幀TS0用于傳幀同步碼,其中第2—8位碼固定發(fā)0011011,這7位碼組就是幀同步碼。收端就是通過(guò)檢測(cè)幀同步碼組來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的。第1位碼留作國(guó)際通用,不用時(shí)為1。 奇幀TS0用于傳監(jiān)視碼、對(duì)告碼等。其中第2位碼固定發(fā)1,稱(chēng)為監(jiān)視碼,它用于輔助同步過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。第3位碼為A1。用于傳對(duì)告碼,正常同步時(shí)為0,不正常時(shí)即失步時(shí)發(fā)1。其它幾位碼、第1位、第4—8位碼可用于低速率數(shù)據(jù)通信,不用時(shí)為1。 對(duì)告碼的作用是:通話(huà)正常進(jìn)行,必須兩個(gè)方向都通暢,如果一個(gè)方向有故障,就必須能通過(guò)對(duì)告碼來(lái)告訴對(duì)方。 顯然,同步、監(jiān)視、對(duì)告碼的周期都是250µs。
2.3 TS16 要建立一個(gè)通話(huà)過(guò)程,信令信息的正確傳送是必須的。在以前的模擬傳輸及模擬交換中,信令主要是直流或直流脈沖信號(hào),如摘機(jī)、掛機(jī)信號(hào)、撥號(hào)脈沖等。也就是說(shuō),信令是以模擬信號(hào)的形式傳送的。而在PCM通信中,信令信息是借助數(shù)字通道來(lái)傳送的,它可和話(huà)音信息一樣占用相同的時(shí)隙進(jìn)行傳送,如第1路話(huà)音信息和信令都占用TS1傳送,24路PCM通信的信令就是采用這種方式;話(huà)音信息也可以和信令分開(kāi)傳送,在32路PCM通信中,30路信令都是在TS16中傳送的。從抽樣定理中知道,對(duì)于話(huà)音信息,抽樣頻率為8000 HZ 。即話(huà)音樣值是每隔125µs抽取一次的。而理論和實(shí)踐表明:對(duì)每一路信令,抽樣頻率取500 HZ,即2ms抽樣一次。在數(shù)字通信中,每一路信令都先轉(zhuǎn)換為4位數(shù)字信號(hào),放在TS16的4個(gè)比特中,這樣,TS16的8位可發(fā)放下兩路數(shù)字信令,30路的信令共需15個(gè)TS16。再將這15個(gè)幀前面加上一幀作為標(biāo)志,就構(gòu)成了一個(gè)復(fù)幀,這個(gè)復(fù)幀稱(chēng)為信令復(fù)幀。它所含的16幀稱(chēng)為子幀,用F0—F15來(lái)表示,具體安排如下: F0中,TS16的第1—4位碼傳復(fù)幀同步組“0000”,其作用是保證信令正確傳送,即保證收發(fā)信令同步;第6位碼為A2,傳復(fù)幀對(duì)告碼,第6位碼=0,表示復(fù)幀同步,第6位碼=1,表示復(fù)幀不同步。第5、第7、第8位碼備用,不用時(shí)暫時(shí)定為1。
F1中,TS16的第1—4位碼傳第1路信令,第5—8位碼傳16路信令。F2中,TS16的第1—4位碼傳第2路信令,第5—8位碼傳第17路信令…… F15中,TS的第1—4位碼傳第15路信令,第5—8位碼傳第30路信令。 一個(gè)信令復(fù)幀正好把30路信令傳一遍,其周期為2 ms ,即信令抽樣頻率為500 HZ。



