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*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,语音信号的数字化基础,模拟信号数字化的三步骤,1),抽样，以抽样频率,Fs,把模拟信号的值抽出；,2),量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值；,3),编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。,抽样定理表达公式,:,Fs(=1/Ts)2F,max,或,Fs2Bs,式中,Ts,为抽样周期,Fs,为抽样频率,F,max,为原始信号的最高频率,Bs(=,F,max,-F,min,),为原始信号的带宽,2,量化,量化,是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。,(1),均匀量化,(2),非均匀量化,8,7.5,7,6.5,6,5.5,5,4.5,4,3.5,3,2.5,2,1.5,1,0.5,0,V,t,(1),均匀量化,(,线性量化,),(2),非均匀量化,(,非线性量化,):,如果使小信号时量化级间隔小些，而大信号时量化级间隔大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致。,对数压缩特性,(a),律；,(b)A,律,A,律,13,折线,脉冲编码过程,极性码 段落码 段内码,C,1,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,其中第,1,位码,C,的数值“,1”,或“,0”,分别表示信号的正、负极性，称为极性码。,3,编码,在,13,折线编码中，普遍采用,8,位二进制码，对应有,M=28=256,个量化级，即正、负输入幅度范围内各有,128,个量化级。这需要将,13,折线中的每个折线段再均匀划分,16,个量化级，由于每个段落长度不均匀，因此正或负输入的,8,个段落被划分成,816=128,个不均匀的量化级。按折叠二进码的码型，这,8,位码的安排如下：,2.3,多路复用技术,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。,有频分多路复用,时分多路复用和波分多路复用。,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。,波分,多路复用,用于光纤通信。,1,频分多路复用,(FDM),技术,FDM,（,Frequency Division Multiplexing,）,是模拟传输中常用的一种多路复用技术。,它把一个物理信道划分为多个逻辑信道，各个逻辑信道占用互不重叠的频带，相邻信道之间用,“,警戒频带,”,隔离，以便将不同路的信号调制（滤波）分别限制在不同的频带内，在接收端再用滤波器将它们分离，就好像在大气中传播的无线电信号一样，虽同时传送多个频率信号，但互不重叠，可以分辨。,频分多路复用,2,时分多路复用,TDM,技术,与,FDM,的同时发送多路信号相比，时分多路复用（,TDM,，,Time Division Multiplexing,）,是一种非同时发送的多路复用技术。,它将一个传送周期划分为多个时隙，让多路信号分别在不同的时隙内传送，形成每一路信号在连续的传送周期内轮流发送的情形。,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。,时分多路复用示意图,3.,波分复,用,WDM,WDM,本质上是光域上的频分复用,FDM,技术，每个波长通路通过频域的分割实现。,每个波长通路占用一段光纤的带宽，与过去同轴电缆,FDM,技术不同的是：,（,1,）传输媒质不同，,WDM,系统是光信号上的频率分割，同轴系统是电信号上的频率分割利用。,（,2,）在每个通路上，同轴电缆系统传输的是模拟信号,4kHz,语音信号，而,WDM,系统目前每个波长通路上是数字信号,SDH 2.5Gb,s,或更高速率的数字系统。,每路话音信号抽样速率,fs,=8000Hz,，故对应的每帧时间间隔为,125,s,。,一帧共有,32,个时间间隔，称为时隙。,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。,2.4 PCM,基群帧结构,接收端识别出：,帧同步码组后，即可区分每一信道（话路）。,复帧同步,即可确定出每一话路的信令的位置。,PCM30/32,路基群帧结构,时隙信号作如下安排：,1)30,个话路时隙,:TS1,TS15,TS17,TS31,2),帧同步时隙,:TS0,3),信令时隙,:TS16,每个路时隙包含,8,位码，,一帧共包含,32x 8 bit=256bit,。,信息传输速率为,fb,=8000,328,=2.048Mb/s,每秒传,8 k,帧。,每一信道的速率：,8000 x 8bit/s=64,kbit/s,，,对同一信道每秒传,8 k,各样值，,即对该用户每秒抽样,8 k,次。,思考：试从二进制码中找出,TS1,和,TS2,时隙的编码。,1101011010011011100001011000001101001000 010000.,11010110 10011011 10000101 10000011 01001000,0100.,.00001011 .11011111,xxxxxxxx,TS0,TS1,TS2,TS16,TS0,128bit,256bit,F1,F0,TS1,2.5 PCM,复用,将几个,(,例如,4,个,),经,PCM,复用后的数字信号,(,例如,4,个,PCM30/32,系统,),再进行时分复用，形成更多路的数字 通信系统。,数字复用是采用数字复接的方法来实现的，又称数字复接技术。,CCITT,已推荐了两类数字速率系列和复接等级，,表,2,.1,两类速率复接系列比较表,PCM,信号形成示意图,7,5,3,1,0,2.22,4.38,5.24,2.91,量化电平数,T,s,t,2.22,4.38,5.24,2.91,2,4,5,3,精确抽样值,量化值,PCM,码组,O,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,1,t,t,O,单极性传输,码,双极性传输,码,时隙,2.6,信号码型,传输码,(,或称线路码,),的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。,通常，传输码的结构应具有下列主要特性：,(1),相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；,(2),便于从信号中提取定时信息；,(3),信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；,(4),不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；,(5),具有内在的检错能力，传输码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测；,(6),编译码设备要尽可能简单，等等。,1.,不归零码和归零码,常见的码型,(,脉冲波形,),有不归零码,(NRZ),和归零码,(RZ),对应波形及频谱。,2.,双极性半占空码,(AMI),3.HDB,3,码,HDB3,码是三阶高密度双极性码的简称。,HDB,3,码保留了,AMI,码的所有优点,还可将连零码限制在,3,个以内,克服了,AMI,码如果长连零过多对提取定时不利的缺点。,HDB,3,码的功率谱,与,AMI,码类似。,单极性不归零码及功率谱,单极性归零码及功率谱,AMI,码及功率谱,HDB3,码的全称是,3,阶高密度双极性码，它是,AMI,码的一种改进型，其目的是为了保持,AMI,码的优点而克服其缺点，使连“,0”,个数不超过,3,个。,HDB3,码保持了,AMI,码的优点外，同时还将连“,0”,码限制在,3,个以内，故有利于位定时信号的提取。,HDB3,码是应用最为广泛的码型，,A,律,PCM,四次群以下的接口码型均为,HDB3,码。,HDB3,编码波形,1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0,NRZ,码,交换机内采用,NRZ,码型,传输线路,采用,HDB3,码型,
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