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. 傳輸線路投資往往占整個通信系統(tǒng)投資的很大比例，因此，如何提高線路利用率，實現(xiàn)傳輸線路的多路復(fù)用，就成了一個非常重要的話題。  

    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)使多路信號以頻率分割的方式同時在同一條線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，多路信號以不同的編碼形式互不干擾的傳輸。它目前已成為移動通信中使用的先進(jìn)方法。
       1.3 時分復(fù)用 時分復(fù)用是現(xiàn)代數(shù)字通信中主要采用的傳輸方式，時分多路復(fù)用就是在一條信道內(nèi)，將若干路離散信號的脈沖序列，經(jīng)過分組、壓縮、循環(huán)排序，成為時間上互不重疊的多路信號一并傳輸?shù)姆绞健?例如兩地有許多用戶要進(jìn)行通信，用戶11—用戶12，用戶21—用戶22……用戶n1—用戶n2�？墒蔷�路只有一對，于是在收發(fā)雙方各加了一對快速旋轉(zhuǎn)的電子開關(guān)SA1和 SA2（這兩個開關(guān)實際就是一組抽樣門和分路門，它們的開閉受抽樣脈沖控制），SA1、SA2旋轉(zhuǎn)頻率相同，初始位置相互對應(yīng)。我們稱之為同步動作。開始，SA1和SA2停留在用戶11和用戶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音數(shù)字碼以及插入的各種標(biāo)記按照一定的時間順序排列的數(shù)字碼流組合。我國采用的是30/32路PCM基群結(jié)構(gòu)，即在傳輸數(shù)據(jù)時先傳第1路信號，然后傳第2路信號，第3路信號……直到傳完第32路，再傳第1路，第2路……如此循環(huán)下去。每一路信號占用的不同的時間位置，稱為時隙，用TS0、TS1、TS2、……TS31來表示。其中TS0用于傳輸同步碼、監(jiān)視碼、對端告警碼組（簡稱對告碼）；TS16用于傳輸信令碼；TS1—TS15傳前15個話路的話音數(shù)字碼，TS17—TS31傳輸后15個話路的話音數(shù)字碼，顯然，在32個時隙中只有30個時隙用于傳話音數(shù)字碼，記作PCM30/32。 將所用話路都抽樣一次的時間叫幀長，也就是同一個話路抽樣兩次的時間間隔。因為每個話路的抽樣頻率是8000HZ，即每秒抽樣8000次，所以兩個抽樣值之間的時間間隔是1/8000，等于125µs ，這也就決定了幀長是125µs 。由于編碼需要時間，所以每個樣值應(yīng)達(dá)到一定的寬度，這個時間寬度就是時隙，即每個話路在一幀中所占的時間，等于3.91（125/32）µs，每個時隙的樣值編8位碼，因此，每位碼占用的時間是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。收端就是通過檢測幀同步碼組來實現(xiàn)同步的。第1位碼留作國際通用，不用時為1。 奇幀TS0用于傳監(jiān)視碼、對告碼等。其中第2位碼固定發(fā)1，稱為監(jiān)視碼，它用于輔助同步過程的實現(xiàn)。第3位碼為A1。用于傳對告碼，正常同步時為0，不正常時即失步時發(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，不用時為1。 對告碼的作用是：通話正常進(jìn)行，必須兩個方向都通暢，如果一個方向有故障，就必須能通過對告碼來告訴對方。 顯然，同步、監(jiān)視、對告碼的周期都是250µs。
       2.3 TS16 要建立一個通話過程，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，如摘機、掛機信號、撥號脈沖等。也就是說，信令是以模擬信號的形式傳送的。而在PCM通信中，信令信息是借助數(shù)字通道來傳送的，它可和話音信息一樣占用相同的時隙進(jìn)行傳送，如第1路話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；話音信息也可以和信令分開傳送，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，對于話音信息，抽樣頻率為8000 HZ 。即話音樣值是每隔125µs抽取一次的。而理論和實踐表明：對每一路信令，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，放在TS16的4個比特中，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TS16。再將這15個幀前面加上一幀作為標(biāo)志，就構(gòu)成了一個復(fù)幀，這個復(fù)幀稱為信令復(fù)幀。它所含的16幀稱為子幀，用F0—F15來表示，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，不用時暫時定為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。