第3章 程控数字交换的基本原理ppt课件.ppt

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1、第3章程控数字交换的基本原理3.1程控交换机概述3.2语音信号数字化的基本原理3.3数字交换的基本原理3.1程控交换机概述3.1.1程控交换机的优点1、灵活性大2、便于维护管理，可靠性高3、体积小，耗电低4、便于向综合业务数字网发展3.1.2程控交换技术的发展趋势1、软硬件模块化设计2、进一步加强有关智能网、综合业务功能的开发3、大力开发各种接口4、加强网络管理功能，并为进入管理网做好准备5、积极研究异步转移技术（ATM）3.2语音信号数字化的基本原理3.2.1模拟信号数字化的基本原理特点：用数字通信系统传输模拟信号m（t）{ak}m（

2、t）数字通信系统模拟信息源抽样量化编码译码低通{ak}任务：模拟信号的数字化，形成数字基带信号数字基带信号的无失真传输从接收数字信号中完整无失真的还原模拟信号ms(t)0时域图频谱图m(t)M(f)fm-fmMs(f)0讨论：结论：fs的值必须满足抽样定理脉冲调制脉冲调制就是时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号m(t)去控制脉冲串的某个参数，使其按照m(t)的规律变化的调制方式。脉冲参量脉冲调制幅度脉冲振幅调制PAM宽度脉冲宽度调制PDM位置脉冲位置调制PPMPAM、PDM、PPM信号波形按照抽样后脉冲顶部的形状不同：自然抽样脉冲

3、幅度调制平顶抽样脉冲幅度调制抽样幅度（顶部）随被抽样信号m(t)变化，或者说保持了m(t)的变化规律。抽样信号中脉冲顶部不随被抽样信号变化，而且都是保持平坦的形状，即平顶抽样是由矩形脉冲序列构成的，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。自然抽样信号及其频谱平顶抽样信号与产生原理特点：⑴脉冲载波⑵用基带信号去改变脉冲的振幅原理：抽样定理，用窄带脉冲串实现冲激序列一、产生原理图示二、PAM(PulseAmplitudeModulation)波形及频谱m(t)×δT(t)脉冲形成ms(t)mH(t)1/H(ω)ms(t)低通m(t)m(t)0tM(ω

4、)-ωHωHω

5、S(ω)

6、ωS(t)τTtPAM信号ms(t)=m(t)*s(t)平顶PAMt

7、MS(ω)

8、ωPAM的波形及频谱脉冲编码调制（PCM）的原理定义：将模拟信号抽样量化，然后使已量化值变为代码。属于信源编码m(t)信道抽样译码低通量化编码A/Dn(t)ms(t)mq(t)模拟信号：m(t)量化信号：mq(t)样值信号：ms(t)量化误差信号：常用名词量化区间：(mi-1,mi)量化电平：qi量化间隔Δv=(mi-mi-1)=2a/M(量化噪声)量化信噪比Sq/Nq量化器ms(kTs)mq(kTs)波形量化级数M动态范围（-a

9、,a)eq(t)=

10、ms(t)-mq(t)

11、量化过程及量化误差定义：把输入信号m(t)的值域按等距离分割的量化称为均匀量化，其量化电平取量化区间的中点。均匀量化Δv为常数分析量化信噪比(quantizingSNR)：设m(t)的参数：动态范围（-a,a)∴量化间隔Δv=2a/Mmi=-a+iΔv第i个量化区间的终点量化级数为Mqi=(mi-1+mi)/2i=1、2……Mmi-1=-a+(i-1)Δv第i个量化区间的起点量化区间量化电平量化信噪比：模拟输入信号的功率与量化噪声功率之比。量化误差绝对值≤0.5△；超出范围，称为过载或饱和。T

12、s2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10Tsm(t)qit0mi-1mimq(t)ms(t)Δv非均匀量化定义：Δv不为常数思路：输入信号的特征是小信号出现的概率大，大信号出现的概率小，因而重点要改善小信号的量化信噪比。实现方法：将抽样值通过对数压缩(logarithmcompress)再进行均匀量化对数压缩方法：15折线μ率压缩13折线A率压缩xy118713折线分段时的x值与实际的x值比较13折线A率压缩y01按折线分段的x01实际x的计算值01段落12345678斜率161684212脉冲编码调制（PCM）的原理定义

13、：将模拟信号抽样量化，然后使已量化值变为代码。属于信源编码m(t)信道抽样译码低通量化编码A/Dn(t)ms(t)mq(t)自然二进制码折叠二进制码格雷码码型的选择折叠码优点：1）只需对单极性信号进行，再增加最高位来表示信号的极性。2）小信号的抗噪性能强，大信号的抗噪性能弱。码位数N的确定：当输入信号动态范围一定，量化级数M越大，量化间隔Δv越小，量化噪声越小，但所需编码位数N越多。定义：PCM信号参数fs=8KHz、混合量化方法、二进制折叠码、M=256、N=8一个码组：C1C2C3C4C5C6C7C8C1：极性码C2C3C4：段落码

14、C5C6C7C8：段内码PCM编码方法量化区间的划分x1非均匀量化：M1=8，分为8个段落均匀量化：M2=16，每段分为16级第一、二段依此类推：第三段M=M0M1M2=段落号12345678段落起点电平0