程控交换(北邮)08年第2章(3.18)

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1、第2章话音信号的数字化基础（1）模拟信号数值上连续变化的信号，如话音信号，图象信号等（2）数字信号这是离散的信号，它由许多脉冲组成，如电报信号数字信号的调制方法：（1）脉冲编码调制（简称脉码调制）即PCM。（2）增量调制，又叫△M。信号类型：交换技术可分为两类：电路交换和分组交换。本书第10章以前所叙述的内容主要是基于电路交换的电话业务，ISDN出现前的数据业务主要基于分组交换,ISDN使用ATM技术。☆电路交换根据电话交换的原理发展起来的。目前电路交换数据网就是采用电路交换方式，但它并不是电话交换网

2、。电路交换的过程：当用户要求发送数据时，交换网应在主叫用户终端和被叫用户终端之间接通一条物理的数据传输通路。在一次接续中，电路交换是把电路资源预先分配给一对用户固定使用，不管电路上是否在传输数据，电路都一直被占用，直到通信双方要求拆除电路连接为止。第2章话音信号的数字化基础☆分组交换分组交换（PacketSwitching）是数据通信的一种交换方式。它利用存储—转发的方式进行交换。1．虚电路方式所谓虚电路是指两个用户在进行通信之前要通过网络建立逻辑上的连接2．数据报方式数据报方式是独立地传送每一个数据

3、分组。☆ATM交换ATM（AsynchronousTransferMode）即异步传送模式，又叫异步转移模式。它是宽带ISDN中的一种基本交换方式。第2章话音信号的数字化基础§2.1时间分割多路复用原理1.时分多路复用概念为在较少的硬件资源上传输更多的信号，即要实现多路复用，可采用频分与时分两种方法。现有的有线电视信号传送，就采用频分的办法，即把多种频段的信号混合在一起传输，由接收机选频来分离信号。时分多路复用是利用各路信号在信道上占有不同时间间隙而把各路信号分开。具体来说，就是把时间分成均匀的时间间隔

4、，将每一路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开的目的。每路所占有的时间间隙称为“路时隙”，简称时隙（TS）。传输选择器选择器发送端接收端第一路第二路第三路第一路第二路第三路图2.1时分多路复用原理第2章话音信号的数字化基础第一路第二路第三路三路复用“选择器”实际上是完成“抽样”功能。在接收端，由“选择器”按次序将三路复用的话音信号分别分配给3个话路。话音信号的数字化话音信号是模拟信号，为使模拟的话音信号数字化，可采用脉码调制的方法，即PCM。我们知道，模拟信号数字化称为模／数（A/D）变

5、换，而把数字化信号还原为模拟信号称为数／模（D/A）变换。综合A/D及D/A的一般步骤，如下图所示。PCM通信的简单模型§2.2模拟信号的抽样和抽样定理抽样：用很窄的矩形脉冲信号按一定的周期读取模拟信号的瞬时值。抽样定理：传送限带连续信号时，抽样频率应不小于信息波形中的最高频率的两倍，则只需要传送抽样值序列即可。通话频带的带宽是4kHz。因此抽样频率12123030…编码器1130…译码器2230同步系统定时器PAM模拟收端PCM模拟PAM发端图2.3抽样原理示意图§2.3抽样信号的量化和编译码量化将抽样

6、值用有限个“量”来表示量化过程就是把在输入端连续变化的有无限种幅度的模拟量变成在输出端的有限种幅度的模拟量。(a)取样(b)量化第2章话音信号的数字化基础量化方法大体上有以下三种：舍去型。即将小于1V的尾数舍去；补足型。即将小于1V的为数补足为1V；四舍五入型。量化前的值/V量化后输出值/V舍去型补足型四舍五入型6.66776.16760.1010表2．1量化举例第2章话音信号的数字化基础以上的量化方法不管是哪种都有一个共同特点，就是量化分级是均匀的，也就是说不论信号大小其绝对误差是相同的。量化的误差其

7、后果是产生“量化噪声”。对于均匀分级的量化，其量化噪声也是均匀的，这样对于小信号的信噪比就会很小。信噪比是通信上用以衡量通信质量的一个重要指标。它是这样表示的：一般要求信噪比大于26dB。显然在小信号时上述的量化噪声就可能太大而达不到这个标准。因此要求减少小信号时的量化噪声，或者说要求减少小信号时的量化误差。第2章话音信号的数字化基础两种解决办法：一是将量化级差分得细一些，这样可以减少量化误差，从而减少量化噪声。但这样一来量化级数多了，就要求有更多位编码及更高的码速，也就要求更高的编码器。二是采用不均匀量

8、化分组，就是说将小信号的量化级差分得细一些，将大信号的量化级差分得粗一些。这样可以使在保持原来的量化级数下将信噪比做得都高于26dB。这种做法叫做“压缩扩张法”，简称压扩法。压扩法的基本原理见图2.4。图中画出了两种不同的量化方法——线性量化法和压扩法，作了比较。图中有两个输入信号，一个大信号，一个小信号。而经压扩法量化后的输出信号和线性量化后的输出信号相比产生了变化，输出信号幅度前者对后者说，大信号压缩了，小信号扩大了。第2