第2章數(shù)字通信技術(shù)基礎(chǔ)課件

第二章數(shù)字通信基本概念數(shù)字通信的終端處理技術(shù)數(shù)字傳輸與再生技術(shù)數(shù)字復(fù)接技術(shù)SDH數(shù)字通信系統(tǒng)模擬信號與數(shù)字信號數(shù)字通信系統(tǒng)框圖數(shù)字通信的特點:

抗干擾能力強易加密便于存儲\處理\交換設(shè)備便于集成化便于構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)占用信道頻帶寬數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

信息傳輸速率、信元傳輸速率、頻帶利用率、誤碼率tF(t)tF(nT)0tf(nT)A0tf(nT)A0tf(nT)A01111110000A/2數(shù)字通信系統(tǒng)信源

調(diào)制器

信道

解調(diào)器

信宿

干擾

信源編碼信道編碼信道譯碼信源譯碼信源編碼器的作用:將信源發(fā)出的模擬信號變換為數(shù)字信號，稱為數(shù)字信源碼；實現(xiàn)壓縮編碼，使數(shù)字信源碼占用的信道帶寬盡量小。信道編碼器功能：一是碼型變換，把數(shù)字信源碼變換為數(shù)字信道碼；二是差錯控制。按照信道的特性，信道分為模擬信道和數(shù)字信道兩種。數(shù)字系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)①符號（碼元）速率fB

信道每秒鐘內(nèi)所傳送的符號（或碼元）個數(shù)定義為符號（碼元）速率，單位為碼元/秒或波特（Bd）。這里的碼元可以是二進(jìn)制的，也可以是多進(jìn)制的。②信息速率fb 信道每秒鐘內(nèi)所傳送的二進(jìn)制符號個數(shù)稱為信息速率，又稱數(shù)碼率。對于二進(jìn)制信號:fB=fb對于一般的M進(jìn)制信號：

fb=fB*log2M另一種定義：它是指系統(tǒng)每秒鐘傳送的信息量，單位是比特/秒，常用符號“bit/s”表示。實際上是一個概念。

fb=fB*H(x),H(x)是指的每個符號的平均信息量，當(dāng)離散信源的每個符號等概率出現(xiàn)，熵有最大值log2M。③頻帶利用率η 頻帶利用率是指單位時間（秒）、單位頻帶上傳輸信息量（或碼元）的多少。④誤碼率：描述通信的有效性。 如果數(shù)字信號采用二進(jìn)制，則誤碼率定義為（當(dāng)考察時間足夠長時）Pe又稱誤比特率。例題1設(shè)一信息源的輸出由128個不同符號組成，其中16個符合出現(xiàn)的概率為1/32，其余112個出現(xiàn)概率為1/224。信息源每秒發(fā)出1000個符號，且每個符號彼此獨立。試計算該信息源的平均信息速率。解：每個符號的平均信息量為：已知碼元速率RB=1000B,故信息源的平均信息速率：解：

依題意

系統(tǒng)的誤碼率

例題2：已知某八進(jìn)制數(shù)字通信系統(tǒng)的信息速率為3000bit/s，在收端10分鐘內(nèi)共測得出現(xiàn)18個錯誤碼元，試求該系統(tǒng)的誤碼率。

2.2數(shù)字通信的終端處理技術(shù)數(shù)字通信系統(tǒng)的終端：對模擬信號進(jìn)行模/數(shù)（A/D）數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)/模（A/D）變換的設(shè)備。脈沖編碼調(diào)制技術(shù)(PCM)抽樣

概念、奈奎斯特定理(抽樣定理)、話音信號的抽樣頻率量化

概念、均勻量化、非均勻量化、A律十三折線編碼與解碼

編碼、逐次反饋法、A律十三折線編碼方案、解碼脈沖編碼調(diào)制：PulseCodeModulation簡稱PCM。通過對信號進(jìn)行抽樣，并對每個樣值獨立地加以量化。然后通過編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。圖PCM信號形成過程示意圖*1．抽樣（sampling）

將在時間和幅度上都是連續(xù)的話音信號在時間上離散化。0t0t模擬信號抽樣示意圖取樣定理（抽樣定理）利用連續(xù)信號在等時間間隔上的瞬時值（樣本值）來表示和恢復(fù)原信號，實現(xiàn)時分復(fù)用。也是連續(xù)信號與離散信號之間相互轉(zhuǎn)換的理論依據(jù)。抽樣定理的作用**在一定條件下，一個連續(xù)時間信號完全可以用該信號在等時間間隔點上樣本來表示，并且可用這些樣本值把信號全部恢復(fù)出來－－取樣定理。電影（24幀/秒）：感覺是連續(xù)活動的景象；印刷照片：由很多細(xì)小的網(wǎng)點組成，看起來空間連續(xù)；近年來通信系統(tǒng)向數(shù)字化發(fā)展，模擬－>數(shù)字的轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)：抽樣定理；是不是所有時間間隔的理想取樣都能反映原連續(xù)信號的基本特征呢？答案是否定的，例如，有一個連續(xù)信號x(t)=sin(t)信號如下頁圖所示。當(dāng)取樣間隔T=π秒時所得的取樣序列為x(nT)=sin(nπ)=0，其信號如圖3.11(b)所示，顯然它無法反映原來的連續(xù)信號。當(dāng)取樣間隔T=π/2秒時，一個周期取樣4個點，得到的序列如圖所示。當(dāng)取樣間隔逐漸變小，即每個周期的取樣點數(shù)逐漸增加時，得到的取樣序列就能反映原連續(xù)信號的基本特征。圖3.11對連續(xù)信號用不同的取樣間隔取樣

對于時域抽樣所面臨的問題是，抽樣的時間間隔取多大合適。過大會加重計算機的存儲負(fù)擔(dān)，還會降低計算速度；過小顯然會丟失原來的連續(xù)信號的全部或部分信息。我們的目標(biāo)是：在保留原連續(xù)時間信號的全部信息的條件下抽取盡可能少的數(shù)據(jù)。時域抽樣定理為我們解決了這個棘手的問題。(3)抽樣信號的頻譜對于理想抽樣，其頻譜分析：對于非理想抽樣：可見，無論是理想抽樣還是非理想抽樣，抽樣后的頻率函數(shù)中均含有原始信號基帶頻譜信息。0101（a）三種不同抽樣頻率時的樣值序列頻譜0101時域取樣定理****可見，取樣定理必須滿足兩個條件：一個在頻譜區(qū)間()以外為零的頻帶有限信號(帶限信號)，可以唯一地由其均勻時間間隔上的取樣值確定。1.必須為帶限信號，即在時，其頻譜2.取樣頻率不能過低，必須滿足當(dāng)取樣頻率大于或等于信號帶寬的兩倍時，可以從中恢復(fù)原信號。由于這時響應(yīng)信號的頻譜沒有被破壞，從頻域的觀點，它沒有丟失原信號的任何信息。當(dāng)取樣頻率大于或等于信號帶寬的兩倍，可從這恢復(fù)原信號。定義為奈奎斯特取樣率。根據(jù)抽樣定理可知，要無失真地恢復(fù)原始信號應(yīng)滿足；（3）需通過理想濾波器恢復(fù)原始信號（1）模擬信號為帶限信號。（

2）抽樣函數(shù)為周期函數(shù)序列折疊噪音實用的低通濾波器都有一定的過渡帶，因此在實際應(yīng)用中必須滿足，使各相鄰邊帶間有一定的防衛(wèi)間隔即防衛(wèi)帶。如：話音信號限制在0.3~3.4khz頻率范圍之內(nèi)，因此，若只傳送語音的有效成份，必須把0.3~3.4khz以外的頻率成份去掉，否則會產(chǎn)生折疊失真.ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）建議話音信號的抽樣頻率為8kHZ2．量化（Quantizing）將幅度連續(xù)變化的信號變成離散信號的處理過程稱為量化實質(zhì)：一個化零取整的過程方法：樣值的最大變化范圍劃分成若干個相鄰的間隔。當(dāng)某樣值落在某一間隔內(nèi)，其輸出數(shù)值就用此間隔內(nèi)的某一個固定值來表示兩種量化方法：均勻量化和非均勻量化量化實際上沒有必要精確地等于它，因為信號在傳送過程中存在的噪聲會掩蓋信號的微弱變化，而且接收信號的最終器官－耳朵（對聲音而言）和眼睛（對圖像而言）區(qū)分信號細(xì)微變化的靈敏度是有限的。取量化間隔的中間值為量化值，量化最誤差為Δ/2。（1）均勻量化（UniformQuantizing）采用相等的量化間隔對采樣得到的信號作量化，那么這種量化稱為均勻量化，也稱線性量化。a.特性:任何一個量化器都有一定的量化范圍。通常取-u~+u。在均勻量化情況下，量化級數(shù)N與量化間隔Δ的關(guān)系:Δ=2U/N圖量化過程及量化誤差

量化過程：將幅度域連續(xù)取值的信號在幅度域上劃分為若干個分層，在每一個分層范圍內(nèi)的信號值用“四舍五入”的辦法取某一個固定的值來表示。這一近似過程一定會產(chǎn)生誤差。量化誤差就是指量化前后信號之差，通常用功率來表示，稱之為量化噪聲。量化誤差一旦產(chǎn)生，在接收端就無法消除。b．量化噪聲量化產(chǎn)生誤差，其對通信質(zhì)量產(chǎn)生影響，以噪聲的形式出現(xiàn)，稱為量化噪聲?？朔姆椒ǎ涸黾恿炕墧?shù)，使量化間隔相對于信號幅值的大小可以忽略不計。c.均勻量化信噪比：信號平均功率與量化噪音平均功率之比。均勻量化的特點

量化器的量化噪聲隨著量化級數(shù)M的增加而減小，量化級數(shù)的選取是根據(jù)量化器的量化信躁比的要求確定的。均勻量化的特點：無論信號大小，量化間隔相等，量化的躁聲功率不變。=>（幅度）小信號的量化信躁比太小，不能滿足通信質(zhì)量要求，大信號的信躁大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。為解決小信號的量化信躁比太小，需要加大量化級數(shù)M；M過大，大信號的信躁比過大，同時編碼復(fù)雜，信道利用率過低。(2)非均勻量化：

量化原理是量化級間隔隨信號幅度的大小自動調(diào)整。相對來說，在不增大量化級數(shù)的條件下，非均勻量化能使信號在較寬的動態(tài)范圍內(nèi)的信噪比達(dá)到要求。信號幅度小時，量化間隔小其量化誤差也??；信號幅度大時，量化間隔大，其量化誤差也大。采用非均勻量化可以改善小信號的量化信噪比。一、模擬壓擴法模擬壓擴法：將抽樣值通過壓縮后再進(jìn)行均勻量化；即在發(fā)送端，抽樣信號先經(jīng)過壓縮器處理，再進(jìn)行均勻量化，最后進(jìn)行編碼；接收端：為了還原，解碼后送入擴張器恢復(fù)原始信號；壓縮S(t)均勻量化編碼解碼信道擴張S(t)非均勻量化實現(xiàn)框圖圖壓縮器和擴張器的特性(b)13折線A律A律函數(shù)表達(dá)式為A=87.6A律十三折線是A律(A=87.6)函數(shù)量化曲線的折線逼近,也稱A87.6/13折線量化13折線A律壓縮特性0xy17/86/85/84/83/82/81/81/161/81/41/211/321/641/128畫法:由于在+1,-1之間非均勻量化級只有8級,量化誤差太大,故實際應(yīng)用中在每段內(nèi)再均勻分十六份,則共有不均勻量化級16*8=128.我們把最小量化間隔稱為基本量化單位(量化級別),==(1/128)/16=1/2048,用基本量化單位來衡量在發(fā)信端對非均勻量化后的樣值數(shù)字信號利3.編碼和解碼(1)編碼(Encoding)是一個模數(shù)變換過程用給定的方案變換成串行的二進(jìn)制碼序列,常見的編碼:自然二進(jìn)制碼：簡單易行；缺點：由3變成4的時候每一位都要變。格雷碼：相鄰電平間轉(zhuǎn)換，只有一位發(fā)生變化；缺點：每一位碼沒有確定大小；折疊二進(jìn)制碼：沿中心電平上下對稱，適于表示正負(fù)對稱的雙極性碼；量化段落碼電平范圍（Δ）段落碼段落起始電平（Δ）量化間隔Δi（Δ）段內(nèi)碼權(quán)值（Δ）a2a3a4a5a6a7a810~16000018421216~320011618421332~6401032216842464~1280116443216845128~256100128864321686256~512101256161286432167512~102411051232256128643281024~204811110246451225612864表2.213折線A律電平范圍及其段落碼列表在13折線A律中,采用8位編碼{a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8}來表示一次取樣的幅值大小.極性碼a1表示樣值的正負(fù)；樣值為正時，a1=1;樣值為負(fù)時，a1=0.即以此來表示電平取值是在x的正半軸還是x的負(fù)半軸，用三位二進(jìn)碼a2a3a4的8個折線段之一，因此，又稱a2a3a4為段落碼，用四位二進(jìn)碼a5a6a7a8的16種組合狀態(tài)分別表示折線段內(nèi)16個均分小段的值，稱為段內(nèi)碼。下面舉例說明折疊碼的編碼方法。例：某抽樣量化后的樣值信號IS=445Δ，按A律13折線變?yōu)?位二進(jìn)制碼。步驟1：抽樣值IS=445Δ為正值，故確定極性碼a1=1。以下是幅度編碼a2～a8步驟2：a2表示樣值信號在8段中的哪四段內(nèi)，以第五段起始電平Ib5=128Δ為對分點。因為IS=445Δ＞128Δ，故a2=1，即信號在上四段（5～8段）。步驟3：a3表示樣值信號在4段中的哪兩段內(nèi)，本例以第七段起始電平Ib7=512Δ為對分點。因為IS=445Δ＜512Δ，故a3=0，即信號在上四段中的下兩段（5、6段）。

步驟4：a4表示樣值信號在兩段中的哪一段內(nèi)，本例以第6段起始電平Ib6=256Δ為對分點。因為IS=445Δ＞256Δ，故a4=1，即信號在下兩段中的上一段（第6段）。所以段落碼a2a3a4為101。該段的起始電平為256Δ，級差Δ6=16，下面確定段內(nèi)碼a5a6a7a8。段內(nèi)碼表示段內(nèi)16個均分小段的值。段內(nèi)碼的判定值的提供可用下式表示：a5碼：Ig=Ibi+8Δi(2.2)a6碼：Ig=Ibi+（8Δi）a5+4Δia7碼：Ig=Ibi+（8Δi）a5+（4Δi）a6+2Δia8碼：Ig=Ibi+（8Δi）a5+（4Δi）a6+（2Δi

）a7+Δi步驟5：a5表示信號在本段內(nèi)16等分中的哪8等分內(nèi)，就以此段的第8等分為分界點，其判定值為：Ig=Ib6+8Δ6=256+8×16=384（Δ）IS=445Δ＞384Δ，故a5=1，信號在第六段的上8等分。步驟6：a6表示信號在上8等分中的哪4等分內(nèi)，就以此等分為分界點，其判定值為：Ig=Ib6+（8Δ6）a5+4Δ6=256+8×16×1＋4×16=448（Δ）IS=445Δ＜448Δ，故a6=0，信號在上8等分的下4等分（9、10、11、12等分）。

步驟7：a7表示信號在下4等分中的哪2等分內(nèi)，就以此等分為分界點，其判定值為：Ig=Ib6+（8Δ6）a5+（4Δ6）a6

＋2Δ6

=256+8×16×1＋4×16×0＋2×16==416（Δ）IS=445Δ＞416Δ，故a7=1，信號在下4等分的上2等分（11、12等分）。步驟8：a7、8表示信號在上2等分中的哪1等分內(nèi)，就以此等分為分界點，其判定值為：Ig=Ib6+（8Δ6）a5+（4Δ6）a6＋（2Δ6

）a7＋Δ6=256+8×16×1＋4×16×0＋2×16×1＋16==432（Δ）IS=445Δ＞432Δ，故a8=1，信號在上2等分的上1等分（第12等分）。

幅度編碼的碼字為：｛1011011｝。表示信號在第6段中16等分的第12等分。信號IS=445Δ最后編碼為：｛11011011｝。

定義：解碼是在收信端將收到的二進(jìn)制碼序列還原成相應(yīng)幅度的量化值，又稱數(shù)模變換，是編碼的反過程。過程：首先區(qū)分收到的碼組首位即極性碼是“1”還是“0”以確定極性，然后根據(jù)段落碼a2a3a4判斷在哪一碼組以得到該碼組的起始電平。段內(nèi)碼a5a6a7a8按位加權(quán)求和，并加上起始電平一起輸出。為使解碼后誤差小于Δi/2,(Δi為量化間隔，i=1,2,……,8),改善信噪比，在解碼時一般固定加上Δi/2量的附加電平。(2)解碼解碼公式：Ic=IBi+(8a5+4a6+2a7+a8)Δi修正后的公式：Ic=IBi+(8a5+4a6+2a7+a8)Δi+Δi/2時分多路復(fù)用與同步技術(shù)時分多路通信的概念同步技術(shù)位同步幀同步量化編碼解碼信道1路2路n路n路2路1路低通濾波分配器抽樣(合路門)分路門低通重建1n221n時分多路通信模型發(fā)端收端分配器K1K2PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)的概念：完成數(shù)字通信全過程，除對各個話路進(jìn)行編、解碼外，還必須有定時、同步等措施。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，各種信號（包括加入的定時、同步等信號）都是嚴(yán)格按時間關(guān)系進(jìn)行的。在數(shù)字通信中把這種嚴(yán)格的時間關(guān)系稱為幀結(jié)構(gòu)。PCM30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)30/32路時分復(fù)用系統(tǒng)30/32路系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)說明***F0F1F2F3F15F0幀同步話路話路信令話路話路1001101100001A1xxxx1xxxx1A111111abcdacdabadcdcbb1復(fù)幀（16幀）1幀1幀=256bit12us,32路時隙每路8bitTS0TS1TS15TS16TS17TS31復(fù)幀同步復(fù)幀對告抽樣信息碼F0幀偶幀奇幀F(xiàn)1幀F(xiàn)2幀時隙和幀的概念時分復(fù)用：各路信號分配有不同的時間間隔進(jìn)行通信，每一路信號分配的一個時間間隔稱為：時隙（TimeSlot）。一個采樣周期（125us）內(nèi)，每個話路的PCM信號按時分復(fù)用方式順序出現(xiàn)一次所形成的時分復(fù)用信號稱為幀。PCM30/32PCM30/32共32個時隙，每個時隙為：125/32=3.9us。其中TS0是傳送幀同步信號，TS16傳送信令，其他30路是話音信號。復(fù)幀：①每一路語音信號都需要信令的支持才能進(jìn)行通信，PCM30/32系統(tǒng)有30個話路，因此必須傳輸30路信令；②一路信令信號只需要4bit，1個TS16可以傳送兩路信令，15個TS16（15幀）可以傳送30路信令；③信令信號每隔16幀傳送一次，16幀稱為1復(fù)幀。PCM30/32PCM30/32系統(tǒng)每個話路語言信號抽樣頻率為：4000×2hz，每個樣值經(jīng)過量化后編為8位碼，每個話路的碼速率為64kbit/s；一幀有32時隙；總碼速率為：2.048Mbit/s，一般記為2M－一次群速率，基群速率。***PCM30/32路系統(tǒng)介紹系統(tǒng)框圖－不要求定時技術(shù)定時系統(tǒng)的作用發(fā)端定時系統(tǒng)收端定時提取同步技術(shù)－補充 同步是數(shù)字通信的基本要求之一。如果收端和發(fā)端不能很好的同步，數(shù)字通信是無法進(jìn)行的。同步包括位同步、幀同步、復(fù)幀同步和網(wǎng)同步。位同步（時鐘同步，碼元同步） 位同步的基本含義是收發(fā)兩端的時鐘頻率必須同頻、同相，如圖2-4-1所示。這樣接收端才能正確接收和判決發(fā)送端送來的每一個碼元。數(shù)字通信系統(tǒng)中消息是一串相繼的信號碼元序列，接收端必須知道每個碼元的出現(xiàn)時刻，從而對碼元進(jìn)行判別。同頻就是要求發(fā)送端發(fā)送了多少個碼元，接收端必須產(chǎn)生同樣多的判決脈沖。圖2-4-1位同步示意圖位同步由于信道不理想，矩形脈沖到達(dá)接收端會產(chǎn)生鐘形脈沖，在碼元中心：信號電平最高，同相即再生判決脈沖應(yīng)該對準(zhǔn)碼元的中心，此時識別率最高。如果不能對準(zhǔn)最佳判決時刻，易出現(xiàn)誤碼。判決脈沖的頻率應(yīng)該等于發(fā)送信號的頻率。實現(xiàn)位同步的方法很多，現(xiàn)在最常用的方法是接收端直接從接收到的信碼流中提取時鐘信號，作為接收端的時鐘基準(zhǔn)，去校正或調(diào)整接收端本地產(chǎn)生的時鐘信號，使收發(fā)雙方時鐘保持同步。幀同步 幀同步的作用是實現(xiàn)語音信號的正確分路。接收端不僅需要正確的區(qū)分哪8路比特是一組，代表一個抽樣值，而且還要正確區(qū)分出它是代表哪路話音信號的。常用方法：同步碼***

PCM鐘通過TS0時隙傳送同步碼：10011011，收端一旦識別出幀同步碼10011011：便可知隨后的8位碼為一個碼字且是第一話路的，以此類推可以正確接收每一路信號。

復(fù)幀同步

復(fù)幀同步：實現(xiàn)信令信號的正確分路。發(fā)送端在F0幀TS16時隙的前4比特插入特殊碼0000，接收端只要識別出這一碼型，判斷出是F0幀，以后依次為F1,F2…。F0幀TS16時隙第6位碼A2為復(fù)幀失步對告碼，A2=1表示復(fù)幀失步，A2=0表示復(fù)幀同步。失步帶來的問題在數(shù)字通信網(wǎng)內(nèi)，若數(shù)字交換設(shè)備之間的時鐘頻率不一致，當(dāng)外來信號與交換設(shè)備內(nèi)的時鐘頻率有差異時，則在進(jìn)行比特同步時會產(chǎn)生滑動。滑動會使信號受到損傷，影響通信質(zhì)量，若頻差過大，則可能使信號產(chǎn)生嚴(yán)重錯誤，直至通信中斷。語言通信中，出現(xiàn)一次滑動會產(chǎn)生一次“喀嚓”聲，影響話音質(zhì)量。圖像滑動可能造成不能周期更新數(shù)據(jù)，產(chǎn)生定格。網(wǎng)同步現(xiàn)代通信系統(tǒng)往往在多點之間實現(xiàn)互連，從而構(gòu)成通信網(wǎng)。為了保證在通信網(wǎng)中各點之間可靠通信，則必須在網(wǎng)內(nèi)建立一個統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，即實現(xiàn)網(wǎng)同步。－后面的課程中介紹（第五章）。。。數(shù)字傳輸與數(shù)字再生數(shù)字復(fù)接技術(shù)數(shù)字信號復(fù)接的概念PCM復(fù)用與復(fù)接ITU-T兩類數(shù)字速率與復(fù)接等級數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的單元功能按位復(fù)接與按字復(fù)接同步復(fù)接與異步復(fù)接碼速不同碼速調(diào)整同步復(fù)接異步復(fù)接數(shù)字復(fù)接技術(shù)——定義數(shù)字復(fù)接技術(shù)就是把兩個或兩個以上分支數(shù)字信號按時分復(fù)用方式匯接成為單一的復(fù)合數(shù)字信號的過程。具體來說，通過數(shù)字復(fù)接技術(shù)把PCM數(shù)字信號由低次群逐級合成為高次群以適應(yīng)在高速線路中傳輸。為什么使用數(shù)字復(fù)接代替PCM復(fù)用PCM復(fù)用瓶頸

在PCM30/32路系統(tǒng)中，將30路話音信號分別用8kHz抽樣頻率進(jìn)行抽樣，然后對每個抽樣值編8位碼，其數(shù)碼率為30×8×8000＝1920kbit/s若傳送120路話路，其數(shù)碼率將達(dá)到120×8×8000＝7680kbit/s。平均到每個樣值的編碼時間僅1μs多一點，對編碼電路速度及對元器件的精度要求很高，不太容易實現(xiàn)?？朔款i的技術(shù)——數(shù)字復(fù)接

把若干個經(jīng)過PCM復(fù)用的信號（如30/32路機群系統(tǒng)）進(jìn)行時分復(fù)用以形成更多路數(shù)的數(shù)字通信，這一過程稱為數(shù)字復(fù)接。ITU－T兩類數(shù)字速率和復(fù)接等級為促進(jìn)數(shù)字通信設(shè)備的通用化，ITU-T推薦了兩類數(shù)字速率和復(fù)用等級，下表顯示出北美，日本，歐洲和中國一次群、二次群、三次群、四次群的速率。我國一、二、三、四次群（分別稱為E1、E2、E3、E4）的速率常簡稱為2Mbit/s、8Mbit/s、32Mbit/s、140Mbit/s。北美和日本一次群（以T1表示）的速率簡稱為1.5Mbit/s。表2-1數(shù)字復(fù)接系列注意：二次群的標(biāo)準(zhǔn)速率：8448K>2048*4，其他高次群的復(fù)接速率也存在類似問題。多出來的碼元是用來解決幀同步，業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)和控制等。數(shù)字復(fù)接原理

數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)由數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器組成。其中數(shù)字復(fù)接器由調(diào)整、定時、復(fù)接三個單元組成，完成數(shù)碼流的合路。數(shù)字分接器由同步、定時、分接和恢復(fù)單元組成，在接收端把收到的高次群分離到各分支路中去。供給時鐘頻率使分接器與復(fù)接器基準(zhǔn)時鐘保持同步。調(diào)整單元的作用是把各輸入支路信號的碼速調(diào)整到與定時信號信號完全一致，由復(fù)接單元對各支路復(fù)接形成一個合路數(shù)碼流，稱為高次群。接收端的分接、恢復(fù)單元則實現(xiàn)復(fù)接、調(diào)整的反過程。定時調(diào)整復(fù)接外部時鐘恢復(fù)分接定時同步外線高次群分支1分支2分支3分支4分支1分支2分支3分支4復(fù)接器分接器數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖數(shù)字復(fù)接方式按位復(fù)接 依照被復(fù)接支路的順序，每次只取一個支路的一位碼進(jìn)行復(fù)接按字復(fù)接 按字復(fù)接是每次復(fù)接一個支路的一個碼字按幀復(fù)接

按幀復(fù)接是每路每次插入一個幀的復(fù)接方式數(shù)字信號復(fù)接的概念CH111111000支路111111000支路211110000支路311111支路4000基群各支CH1時隙中數(shù)碼11110101100001101001111101001011二次群按位復(fù)接數(shù)字復(fù)接方式——按位復(fù)接優(yōu)點簡單方便循環(huán)周期短存儲器容量較小缺點不利于信號交換用途按位復(fù)接又稱逐位復(fù)接或比特復(fù)接，是較常用的一種復(fù)接方式。數(shù)字復(fù)接方式——按字復(fù)接優(yōu)點利于話路語音交換

缺點循環(huán)周期較長

緩沖存儲空間較大用途按字復(fù)接，利于話路語音交換，所以被逐步采用數(shù)字復(fù)接方式——按幀復(fù)接優(yōu)點不破壞原來各支路的幀結(jié)構(gòu)

利于交換

缺點需要大容量的緩沖存儲器

用途按幀復(fù)接，由于需要大容量的緩沖存儲器，故極少使用

2．4．2同步復(fù)接與異步復(fù)接同步復(fù)接是用一個高穩(wěn)定的主時鐘來控制被復(fù)接的幾個低次群，使這幾個低次群的碼速統(tǒng)一在主時鐘的頻率上，這樣就達(dá)到系統(tǒng)同步的目的。2．4．2同步復(fù)接與異步復(fù)接同步復(fù)接是用一個高穩(wěn)定的主時鐘來控制被復(fù)接的幾個低次群信號，使這幾個低次群的碼速統(tǒng)一在主時鐘的頻率上，達(dá)到同頻、同相，即不僅低次群信號速率相同，而且碼元邊緣對齊。

異步復(fù)接各低次群使用各自的時鐘，因此需要先進(jìn)行碼速調(diào)整。各支路瞬時數(shù)碼率不穩(wěn)定產(chǎn)生的重疊由于各分支路碼流的速率可能存在著微小的差異，所以在進(jìn)行復(fù)接后數(shù)碼之間就有可能在某一段發(fā)生重疊，如后圖示。數(shù)碼重疊讓接收端無法分辨出支路信號。由上可見，由于各支路數(shù)碼率不完全一致的原因，是不能將各低次群信號碼流直接進(jìn)行復(fù)接的，所以可以考慮用一個高穩(wěn)定的主時鐘來統(tǒng)一供給各低次群時鐘需要，使各支路碼速統(tǒng)一在該主時鐘頻率之上，以達(dá)到各支路數(shù)碼率同步的目的。這種系統(tǒng)復(fù)接方法稱為同步復(fù)接。數(shù)碼率不同產(chǎn)生的數(shù)碼重疊解決方法-——正碼速調(diào)整法完成從較低速的數(shù)碼率到較高速數(shù)碼率調(diào)整的過程稱為正碼數(shù)調(diào)整。正數(shù)碼率調(diào)整一般采用緩沖存儲器低速入高速出的原則，對每一個支路分別進(jìn)行調(diào)整，各支路碼流分別進(jìn)入各自的緩沖存儲器，