T接線器時(shí)隙交換原理仿真

1、T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 0 / 190 / 190 * 實(shí)踐教學(xué)實(shí)踐教學(xué) * 蘭州理工大學(xué)蘭州理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院 2011 年春季學(xué)期 交換原理交換原理 課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題題 目：目： T 接線器時(shí)隙交換原理仿真接線器時(shí)隙交換原理仿真 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 通信工程四班通信工程四班 姓姓 名：名： 王婷婷王婷婷 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 賈科軍賈科軍 成成 績(jī)：績(jī)： T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 摘要摘要 數(shù)字交換技術(shù), 是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要組成部分, 而時(shí)隙交換是程控?cái)?shù)字交 換技術(shù)中的核心內(nèi)容, 也是未來(lái)新的交換技術(shù)的基礎(chǔ)，所以本次課設(shè)是很有現(xiàn) 實(shí)意義的。本次課設(shè)在介

2、紹了交換機(jī)與Matlab的同時(shí)，著重闡述T接線器時(shí)隙交 換的原理與仿真。并用Matlab中的Simulink實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)隙1與 時(shí)隙3、時(shí)隙4與時(shí)隙的交換，和時(shí)隙1與時(shí)隙4、時(shí)隙3與時(shí)隙6的交換的仿真， 并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：數(shù)字交換；T接線器；時(shí)隙交換 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 目目 錄錄 前前言言 .1 第 1 章 概述 .2 1.1 交換機(jī)的介紹 .2 1.2 MATLAB 簡(jiǎn)介.4 第第 2 章章 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)與接線器數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)與接線器.7 2.1 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò).7 2.2 T 接線器.7 第第 3 章章 T 接線器時(shí)隙交換的仿真與實(shí)現(xiàn)接線器時(shí)隙交換的仿

3、真與實(shí)現(xiàn).8 3.1 T 接線器的組成和工作原理 .8 3.2 T 接線器的仿真研究 .9 3.3 結(jié)果分析.13 總結(jié)總結(jié).14 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).15 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 1 / 191 / 191 前前言言 作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，通信技術(shù)在推進(jìn)社會(huì)信息化進(jìn)程中發(fā)揮著先導(dǎo)和帶 動(dòng)作用。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，通信新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，電話通信和數(shù)據(jù)通 信已成為現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用最為廣泛的信息交流方式。交換技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)通信的最 重要最有效的手段。 通信就是在信息的源和目的之間進(jìn)行信息傳遞的過(guò)程. 人們的社會(huì)活動(dòng)離 不開通信，尤其是在信息化的社會(huì)，現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展使人與通信的關(guān) 系變得密不可分

4、. 程控?cái)?shù)字交換技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要組成部分，而時(shí)隙 交換是程控?cái)?shù)字交換技術(shù)中的核心內(nèi)容，也是未來(lái)新的交換技術(shù)的基礎(chǔ). 數(shù)字交換是對(duì)數(shù)字化語(yǔ)音信息進(jìn)行的交換，而數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)不同線 路之間不同時(shí)隙內(nèi)容的交換.數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是程控?cái)?shù)字交換機(jī)乃至程控交換網(wǎng)絡(luò) 的心，它由時(shí)間（T）接線器和空間（S）接線器組成，其中T 接線器完成不同 時(shí)隙間的交換，而S 接線器完成不同線路（也就是不同PCM 總線）間的交換. 經(jīng)過(guò)人類100多年的不懈努力, 電話通信經(jīng)歷了從人工交換到自動(dòng)交換, 從 機(jī)電式自動(dòng)交換到存儲(chǔ)程序控制交換, 從模擬式話音交換到數(shù)字式話音交換的 巨大變革。特別是近20 年的時(shí)間里, 隨著

5、半導(dǎo)體材料技術(shù)、大規(guī)模集成電路技 術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字傳輸技術(shù)等方面的快速發(fā)展, 傳統(tǒng)的電話交換系統(tǒng)正在 逐步發(fā)展成為一種廉價(jià)、快捷、優(yōu)質(zhì)、可靠, 不僅能交換話音, 還能夠交換數(shù)據(jù) 或圖像等多種綜合業(yè)務(wù)的通用性的通信組網(wǎng)設(shè)備。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 2 / 192 / 192 第第 1 章章 概概述述 1.1 交換機(jī)的介紹 1.1.1概念 交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把 要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱。廣義的交換機(jī)（switch）就是一種 在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。 1.1.2 原理 工作在數(shù)據(jù)鏈路層。交

6、換機(jī)擁有一條很高帶寬的背部總線和內(nèi)部交換矩陣。交換機(jī)的所 有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據(jù)包以后，處理端口會(huì)查找內(nèi)存中的地 址對(duì)照表以確定目的 MAC（網(wǎng)卡的硬件地址）的 NIC（網(wǎng)卡）掛接在哪個(gè)端口上，通過(guò)內(nèi) 部交換矩陣迅速將數(shù)據(jù)包傳送到目的端口，目的 MAC 若不存在，廣播到所有的端口，接收 端口回應(yīng)后交換機(jī)會(huì)“學(xué)習(xí)”新的地址，并把它添加入內(nèi)部 MAC 地址表中。通過(guò)交換機(jī)的過(guò) 濾和轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的減少?zèng)_突域，但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播，即廣播域。交換機(jī)在同一時(shí) 刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都可視為獨(dú)立的網(wǎng)段，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)

7、備競(jìng)爭(zhēng)使用?？傊粨Q機(jī)是一種基于 MAC 地址識(shí) 別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 1.1.3 發(fā)展史 人工交換:電信號(hào)交換的歷史應(yīng)當(dāng)追溯到電話出現(xiàn)的初期當(dāng) A 希望和 B 通話時(shí)，就請(qǐng)求 電話局的接線員接通 B 的電話。接線員用一根導(dǎo)線，一頭插在 A 接到電路板上的孔，另一 頭插到 B 的孔，這就是“接續(xù)”，相當(dāng)于臨時(shí)給 A 和 B 拉了一條電話線，這時(shí)雙方就可以通 話了。當(dāng)通話完畢后，接線員將電線拆下，這就是“拆線”。 電路程控交換機(jī)：人工交換的效率太低，不能滿足大規(guī)模部署電話的需要。隨著半導(dǎo)體 技術(shù)的發(fā)展和開關(guān)電路技術(shù)的成熟，人們發(fā)現(xiàn)可以利用電子技術(shù)替代人工交換。電話終端用 戶

8、只要向電子設(shè)備發(fā)送一串電信號(hào)，電子設(shè)備就可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，將請(qǐng)求方和被請(qǐng) 求方的電路接通，并且獨(dú)占此電路，不會(huì)與第三方共享。這種交換方式被稱為“程控交換”。 而這種設(shè)備也就是“程控交換機(jī)”。 目前，語(yǔ)音程控交換機(jī)普遍使用的通信協(xié)議為七號(hào)信令。 以太網(wǎng)交換機(jī)：隨著計(jì)算機(jī)及其互聯(lián)技術(shù)的迅速發(fā)展，以太網(wǎng)成為迄今為止普及率最高 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 3 / 193 / 193 的短距離二層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)。交換機(jī)和集線器的本質(zhì)區(qū)別 就在于：當(dāng) A 發(fā)信息給 B 時(shí)，如果通過(guò)集線器則接入集線器的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到這條 信息，只是網(wǎng)卡在硬件層面就會(huì)過(guò)濾掉不是發(fā)給本機(jī)

9、的信息；而如果通過(guò)交換機(jī)，除非 A 通知交換機(jī)廣播，否則發(fā)給 B 的信息 C 絕不會(huì)收到。 光交換：是人們正在研制的下一代交換技術(shù)。由于光電轉(zhuǎn)換速率較低，同時(shí)電路的處理 速度存在物理學(xué)上的瓶頸，因此人們希望設(shè)計(jì)出一種無(wú)需經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的“光交換機(jī)”，其內(nèi) 部不是電路而是光路，邏輯原件不是開關(guān)電路而是開關(guān)光路。這樣將大大提高交換機(jī)的處理 速率。 1.1.4 分類 交換機(jī)的傳輸模式有全雙工，半雙工。 交換機(jī)的全雙工是指交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進(jìn)行，這好像 我們平時(shí)打電話一樣，說(shuō)話的同時(shí)也能夠聽到對(duì)方的聲音。目前的交換機(jī)都支持全雙工。全 雙工的好處在于遲延小，速度快。 半雙工是指

10、一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動(dòng)作發(fā)生，舉個(gè)例子，一條窄窄的馬路同時(shí)只能有一 輛車通過(guò)，當(dāng)有兩輛車對(duì)開就只能一輛先過(guò)，等到頭后另一輛再開，這就是半雙工的原理。 早期的對(duì)講機(jī)就是半雙工的產(chǎn)品。 從廣義上來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分為兩種：廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。 從傳輸介質(zhì)和傳輸速度上可分為以太網(wǎng)交換機(jī)、快速以太網(wǎng)交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)、 FDDI 交換機(jī)、ATM 交換機(jī)和令牌環(huán)交換機(jī)等。 從規(guī)模應(yīng)用上又可分為企業(yè)級(jí)、部門級(jí)和工作組交換機(jī)等。 1.1.5 功能 交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流控。目前交 換機(jī)還具備了一些新的功能，如對(duì) VLAN 的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至

11、有的還具有防 火墻的功能。 學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的 MAC 地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射 起來(lái)存放在交換機(jī)緩存中的 MAC 地址表中。 轉(zhuǎn)發(fā)/過(guò)濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在 MAC 地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的 節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 4 / 194 / 194 消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn) 生，同時(shí)允許存在后備路徑。 1.1.6 幾種交換技術(shù) 端口交換：最早出現(xiàn)在插槽式的集線器中，這類集線器的背板通常劃分有多條以太網(wǎng)段， 不用網(wǎng)橋或路由連接，網(wǎng)絡(luò)之間是互不相通的。以大主模塊插入后通常被

12、分配到某個(gè)背板的 網(wǎng)段上，端口交換用于將以太模塊的端口在背板的多個(gè)網(wǎng)段之間進(jìn)行分配、平衡。根據(jù)支持 的程度，端口交換還可細(xì)分為： 模塊交換、 端口組交換、 端口級(jí)交換。 幀交換：是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)交換技術(shù)，它通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)傳輸媒介進(jìn)行微分段提供并 行傳送的機(jī)制，以減小沖突域獲得高的帶寬。對(duì)網(wǎng)絡(luò)幀的處理方式一般有直通交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn) 發(fā)兩種。前一種方法的交換速度非?？?，但缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)幀進(jìn)行更高級(jí)的控制，缺乏智能性和 安全性，同時(shí)也無(wú)法支持具有不同速率的端口的交換。 信元交換：ATM 技術(shù)采用固定長(zhǎng)度 53 個(gè)字節(jié)的信元交換。便于用硬件實(shí)現(xiàn)。ATM 采 用專用的非差別連接，并行運(yùn)行，可以通過(guò)一個(gè)交換機(jī)同

13、時(shí)建立多個(gè)節(jié)點(diǎn)，但并不會(huì)影響每 個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信能力。ATM 還容許在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)、節(jié)點(diǎn)建立多個(gè)虛擬鏈接，以保障足 夠的帶寬和容錯(cuò)能力。 1.2 MATLAB 簡(jiǎn)介 MATLAB 是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算 語(yǔ)言和交互式環(huán)境。使用 MATLAB，可以更快地解決技術(shù)計(jì)算問題。 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè) 量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域 1.2.1 友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境 MATLAB 由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用 MATLAB 的函數(shù)和文件，其中 許多工具采用的是圖形用戶界面

14、。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng) 過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)地報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。 1.2.2 簡(jiǎn)單易用的程序語(yǔ)言 Matlab 一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和 面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一 個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M 文件）后再一起運(yùn)行。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 5 / 195 / 195 1.2.3 強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 MATLAB 擁有 600 多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各 種計(jì)算功能。函數(shù)所能解決的問題其大致包

15、括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏 微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏 矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿 真等。 1.2.4 出色的圖形處理功能 圖形處理功能 MATLAB 自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣 用圖形表現(xiàn)出來(lái)，并且可以對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、 圖象處理、動(dòng)畫和表達(dá)式作圖?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。 1.2.5 應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 MATLAB 對(duì)許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。目前，MATLAB 已 經(jīng)

16、把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)接口、概率統(tǒng) 計(jì)、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號(hào)處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LMI 控制、模型預(yù)測(cè)、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng) 開發(fā)、定點(diǎn)仿真、DSP 與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱家族中有了自己的一席之地。 常用工具箱基本部分中有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)。其工具箱分為兩大類：功能性工具箱和學(xué)科性工 具箱和學(xué)科性工具箱。 1.2.6 應(yīng)用軟件開發(fā) 在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個(gè)文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套， 有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強(qiáng)大的圖形標(biāo)注和處理功

17、能，包括對(duì)性對(duì)起連接注釋 等；在輸入輸出方面，可以直接向 Excel 和 HDF5 進(jìn)行連接。 1.2.7 Simulink 的介紹 Simulink 是 MATLAB 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析 的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書寫程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu) 造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink 具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、 靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn) Simulink 已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿 真和設(shè)計(jì)。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 6 / 196 / 196 功能： Simulink 可以用連續(xù)

18、采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支 持多速率系統(tǒng)。 Simulink 是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí) 變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink 提供了交互式圖 形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。 特點(diǎn)： 豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù)，交互式的圖形編輯器來(lái)組合和管理直觀的模塊圖，以設(shè) 計(jì)功能的層次性來(lái)分割模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)的管理，通過(guò) Model Explorer 導(dǎo)航、創(chuàng)建、配 置、搜索模型中的任意信號(hào)、參數(shù)、屬性，生成模型代碼，提供 API 用于與其他仿真程序的 連接或與手寫

19、代碼集成 ，使用 Embedded MATLAB 模塊在 Simulink 和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中 調(diào)用 MATLAB 算法，使用定步長(zhǎng)或變步長(zhǎng)運(yùn)行仿真，根據(jù)仿真模式來(lái)決定以解釋性的方式 運(yùn)行或以編譯 C 代碼的形式來(lái)運(yùn)行模型 ，圖形化的調(diào)試器和剖析器來(lái)檢查仿真結(jié)果，診斷 設(shè)計(jì)的性能和異常行為， 可訪問 MATLAB 從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與可視化，定制建模環(huán)境， 定義信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù) ，模型分析和診斷工具來(lái)保證模型的一致性，確定模型中的錯(cuò)誤。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 7 / 197 / 197 第第 2 章章 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)與接線器數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)與接線器 2.1 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò) 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)是程控?cái)?shù)

20、字交換機(jī)的核心，主要由數(shù)字接線器組成，能夠直接交換從數(shù)字 傳輸設(shè)備進(jìn)來(lái)的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)只連接一套PCM 系統(tǒng)時(shí)，數(shù)字交換僅在這條總 線的話路時(shí)隙之間進(jìn)行；當(dāng)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)同時(shí)連接多套PCM系統(tǒng)時(shí)，數(shù)字交換不僅可以在不 同PCM 總線的相同時(shí)隙之間進(jìn)行，也可以在不同時(shí)隙之間進(jìn)行。組成數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)的接線 器有時(shí)間(T)接線器和空間(S)接線器兩種。T 接線器完成時(shí)隙之間的交換，S 接線器完成 PCM總線之間的交換。如果不同PCM 總線的不同時(shí)隙之間進(jìn)行交換則需要兩種接線器協(xié)同 完成，稱為多級(jí)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)。 2.2 T接線器 T 接線器由話音存儲(chǔ)器和控制存儲(chǔ)器組成。話音存儲(chǔ)器(SM)用于寄存

21、經(jīng)過(guò) PCM 編碼處 理的話音信息，每個(gè)單元存放一個(gè)時(shí)隙的內(nèi)容?？刂拼鎯?chǔ)器(CM)用于寄存話音信息在 SM 中的單元號(hào)，如果某話音信息存放于 SM 的 2 號(hào)單元中，那么在 CM 的單元中就應(yīng)寫入“2”。 通過(guò)在 CM 中存放地址，從而控制話音信號(hào)的寫入或讀出。一個(gè) SM 的單元號(hào)占用 CM 的 一個(gè)單元，所以 CM 的單元數(shù)和 SM 的單元數(shù)相等。T 接線器的工作方式分為輸出控制方 式和輸入控制方式兩種。如果 SM 的寫入信號(hào)受定時(shí)脈沖控制，而讀出信號(hào)受 CM 控制， 則稱為輸出控制方式，即 SM 是“順序?qū)懭?，控制讀出”。反之，如果 SM 的寫入信號(hào)受 CM 控制，而讀出信號(hào)受定時(shí)脈沖控制

22、，則稱其為輸入控制方式，即 SM 是“控制寫入，順序讀 出”。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 8 / 198 / 198 第第 3 章章 T 接線器時(shí)隙交換的仿真與實(shí)現(xiàn)接線器時(shí)隙交換的仿真與實(shí)現(xiàn) 3.1 T 接線器的組成和工作原理 圖2 示出了T 接線器話音存儲(chǔ)器的組成。圖中畫出的是輸出控制方式, 即話音存儲(chǔ)器上 的寫入由定時(shí)脈沖控制, 按順序?qū)懭? 而其讀出則由控制存儲(chǔ)器的輸出信號(hào)B 0B 7 控制下 順序進(jìn)行的。 圖3.1T接線器話音存儲(chǔ)器的組成 定時(shí)脈沖的寬度正好是一位的時(shí)間(488n s) , 而且按A 0A 7 順序不斷輪換。這樣在A 0A 7 控制下可以按順序提供話音存儲(chǔ)器的寫入地址

23、。當(dāng)控制存儲(chǔ)器的輸出位B 0B 7 全 為0 時(shí)“寫入控制”信號(hào)則為1, 它打開寫入地址A 0A 7 的門, 向RAM 送進(jìn)寫入地址, 同時(shí) “讀出控制”信號(hào)又提供讀寫線R W = 0, 即RAM 處于寫入狀態(tài), 于是話音存儲(chǔ)器可將D I 0D I 7 的內(nèi)容寫入到相應(yīng)單元中。一般控制存儲(chǔ)器在CP 前半周期不發(fā)送數(shù)據(jù),而在后半周 期發(fā)送數(shù)據(jù)。因此當(dāng)CP 后半周期時(shí),B 0 B 7 不等于0 而使“讀出控制”信號(hào)為1,“寫入控制” 信號(hào)為0, 同時(shí)R W = 1。使RAM 處于讀出狀態(tài), 這時(shí)讀出地址由B 0 B 7 提供, 而A 0 A 7 卻被關(guān)閉了, 讀出數(shù)據(jù)可由話音存儲(chǔ)器的輸出端DO 0

24、DO 7得到。由于B 0 B 7 在CP 的后半段周期送來(lái)的, 因而很自然地把寫入和讀出分開,互不干擾。以上討論的只要稍做改動(dòng), 可變?yōu)檩斎肟刂品绞焦ぷ鳌?在定時(shí)脈沖CP 控制下將PCM 總線上的每個(gè)輸入時(shí)隙所要交換的語(yǔ)音信息順序?qū)懭氲?SM 的相應(yīng)的單元中。 語(yǔ)音的輸入時(shí)隙號(hào)為TS7，在CP 控制下語(yǔ)音信息（）就順序依次 寫入到SM 的7 號(hào)單元中；然后CPU在CM 中輸出時(shí)隙號(hào)所決定的相應(yīng)單元內(nèi)寫入SM 的讀 出地址，也就是在TS23 這一時(shí)間，從CM 的地址號(hào)為23 的單元中讀出內(nèi)容7，7 作為從 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 9 / 199 / 199 SM 讀出內(nèi)容的單元地址， 把在T

25、S23 這1 時(shí)隙送入輸出PCM 總線。而不同的用戶占用 不同的時(shí)隙，TS7 和TS23 分屬于不同的用戶，那么以上過(guò)程就完成了1 次時(shí)隙交換。（ 代表8 位二進(jìn)制編碼） 圖 3.2 T 接線器工作原理（ “ 順序?qū)懭搿⒖刂谱x出” 工作方式） 3.2 T 接線器的仿真研究 為了簡(jiǎn)便起見, 根據(jù)T 接線器的組成和工作原理, 只對(duì)話音存儲(chǔ)器“控制讀出”的工作原 理進(jìn)行仿真, 并假設(shè)MA TLAB 所仿真的數(shù)字交換電路只有8 個(gè)時(shí)隙,要求時(shí)隙1 與時(shí)隙3 進(jìn) 行交換, 時(shí)隙4 與時(shí)隙6進(jìn)行交換。根據(jù)要求, 所搭建的Simulink 仿真模塊如圖3 所示。圖 中用到的模塊有: (1) Pulse Ge

26、nerator (和采樣時(shí)間無(wú)關(guān)) , (2) Step (階躍信號(hào)) ,(3) Scope (示波器) , (4) Transport Delay (信號(hào)傳輸延時(shí)) , (5)Date Store Real (從指定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀數(shù)據(jù)) , (6)Date Store Memory (為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器定義內(nèi)存區(qū)域) , (7)Date Store W rite (寫數(shù)據(jù)到指定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器) , (8)Logical Operator (邏輯運(yùn)算)。 首先, 用8個(gè)脈沖發(fā)生器來(lái)模擬8路話音的時(shí)隙, 作為話音存儲(chǔ)器的輸入數(shù)據(jù)。8個(gè)脈沖發(fā) 生器的參數(shù)設(shè)置如下表: 表3-1 8個(gè)脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置表

27、 脈沖發(fā)生器序號(hào)幅度周期/s脈寬/%延遲時(shí)間/s Pulse Generator 012500 Pulse Generator 212750 Pulse Generator 412250 Pulse Generator 612501 Pulse Generator 812750.5 Pulse Generator101225O.5 Pulse Generator1212500.5 Pulse Generator1412751.5 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 10 / 1910 / 1910 為了把話音信號(hào)儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器里, 需要對(duì)連續(xù)的話音信號(hào)進(jìn)行采樣。用一個(gè)脈沖發(fā)生器 和一個(gè)階躍信號(hào)及一個(gè)與門

28、對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣。對(duì)第1 路話音的采樣, 用一個(gè)占空比為50% , 周期為2, 時(shí)延為0的脈沖信號(hào)和一個(gè)在1 秒從1 跳到0的階躍信號(hào)把它們一起送入到一個(gè)與 門相與就可以得到它的第1個(gè)周期的波形; 圖3.3 對(duì)第1 話路采樣仿真圖 對(duì)第2、3、48路話音我們可以用相同的電路圖, 只需依次把抽樣脈沖的時(shí)延和階躍信 號(hào)的階躍時(shí)間加2。八路信號(hào)時(shí)隙交換前的波形如圖4 所示。然后把八路信號(hào)分別發(fā)送到八 個(gè)存儲(chǔ)器,這里用三個(gè)一組的Date Store Real ,Date Store Memory, Date Store Write 來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè) 功能。 根據(jù)時(shí)隙交換的要求, 在輸出時(shí), 時(shí)隙1 的信號(hào)與時(shí)

29、隙3 的信號(hào)進(jìn)行交換, 時(shí)隙4 的信 號(hào)與時(shí)隙6 的信號(hào)進(jìn)行交換?？刂平粨Q的指令是由CPU 來(lái)決定, 由于這里只討論時(shí)隙交換 的問題, 所以用了6個(gè)Transport Delay 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的控制讀出。第1和第2、4、5、7、8路 信號(hào)通過(guò)Tran sport Delay 延時(shí)輸出, 達(dá)到控制的目的。具體仿真圖如下： T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 11 / 1911 / 1911 圖3.4 時(shí)隙1與3、4與6交換時(shí)的我仿真圖 輸出的八路信號(hào)用一個(gè)或門加到一起與前面輸入存儲(chǔ)器前的信號(hào)比較, 可以看出時(shí)隙1 輸出的是時(shí)隙3的信號(hào); 時(shí)隙3 輸出的是時(shí)隙1 的信號(hào); 即第1 路與第3 路時(shí)隙發(fā)生了交

30、換。 同理可看出第4路與第6路發(fā)生了交換。輸出波形如圖5 所示。通過(guò)波形我們可以直觀的看出, 達(dá)到了時(shí)隙交換的目的。 圖 3.5 時(shí)隙 1 與 3、4 與 6 交換時(shí)的輸出波形 當(dāng)時(shí)隙 1 與時(shí)隙 4，時(shí)隙 3 與時(shí)隙 6 交換時(shí)，原理同上不再贅述，仿真圖如下： T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 12 / 1912 / 1912 圖 3.6 時(shí)隙 1 與 4、3 與 6 交換時(shí)的仿真圖 此時(shí)輸出波形如下： 圖 3.7 時(shí)隙 1 與 4、3 與 6 交換時(shí)的輸出波形 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 13 / 1913 / 1913 3.3 結(jié)果分析 當(dāng)時(shí)隙 1 與時(shí)隙 3、時(shí)隙 4 與時(shí)隙 6 交換時(shí)，通

31、過(guò)對(duì)時(shí)隙 1 延遲 8 秒，時(shí)隙 2 延遲 4 秒， 時(shí)隙 4 延遲 8 秒，時(shí)隙 5 延遲 4 秒，時(shí)隙 7 延遲 4 秒及時(shí)隙 8 延遲 4 秒，實(shí)現(xiàn)了時(shí)隙 1 與時(shí) 隙 3、時(shí)隙 4 與時(shí)隙 6 的交換，此時(shí)時(shí)隙的排列順序?yàn)闀r(shí)隙 3、2、1、6、5、4、7、8。 當(dāng)時(shí)隙 1 與時(shí)隙 4、時(shí)隙 3 與時(shí)隙 6 交換時(shí)，通過(guò)對(duì)時(shí)隙 1 延遲 12 秒，時(shí)隙 2 延遲 6 秒，時(shí)隙 3 延遲 12 秒，時(shí)隙 5 延遲 6 秒，時(shí)隙 7 延遲 6 秒及時(shí)隙 8 延遲 6 秒，實(shí)現(xiàn)了時(shí)隙 1 與時(shí)隙 4、時(shí)隙 3 與時(shí)隙 6 的交換，此時(shí)時(shí)隙的排列順序?yàn)闀r(shí)隙 4、2、6、1、5、3、6、7、8。

32、兩組時(shí)隙交換均達(dá)到了預(yù)期的效果。 T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 14 / 1914 / 1914 總結(jié)總結(jié) 為期三周的交換原理的課設(shè)就這樣的結(jié)束了?；厥走@三周，有迷茫，有爭(zhēng)論，有專心地 研究，亦有成功的喜悅。 本次課設(shè)的題目是T 接線器時(shí)隙交換原理及仿真。程控?cái)?shù)字交換技術(shù), 是現(xiàn)代通信 技術(shù)的重要組成部分, 也是我們通信工程專業(yè)學(xué)生必須選修的課程一,而時(shí)隙交換是程控?cái)?shù)字 交換技術(shù)中的核心內(nèi)容, 也是未來(lái)新的交換技術(shù)的基礎(chǔ)，所以此次課設(shè)是很有意義的。 起初我們對(duì)這個(gè)題目還是很迷茫，有些不知該從何下手，在查閱了一些相關(guān)的書籍和研 究了老師給的一些例子后，我們一些同學(xué)在經(jīng)過(guò)了激烈地討論后，終于有了一些

33、頭緒。大家 分頭行動(dòng)后，又經(jīng)常聚在一起分享各自的研究成果，但對(duì) Simulink 的使用并不熟悉，起初 找我們需要的器件很費(fèi)勁，而且參數(shù)的設(shè)置也不合適，大家在一起不斷的討論原理然后不斷 地改參數(shù)，在很多次的調(diào)試后，我通過(guò)改變一個(gè)參數(shù)，使得終于出現(xiàn)了應(yīng)有的波形，然后我 立馬交給大家此種方法，這讓我們又切實(shí)地體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的力量，這正是如今社會(huì)需要我們 具備的而很多當(dāng)代大學(xué)生卻缺乏的，我想這對(duì)我們今后的工作是很有幫助的。 在這次課設(shè)中，我發(fā)現(xiàn)了對(duì)課本上的知識(shí)的掌握并沒有想象中的那么好，好多看似簡(jiǎn)單 原本已掌握的知識(shí)點(diǎn)，在需要的時(shí)候還是得重新查閱書籍，而且這次課設(shè)讓我學(xué)到了很多書 本上學(xué)不到的的知識(shí)。

34、這也是我第一次使用 Matlab 軟件中的 Simulink 進(jìn)行仿真，其實(shí)對(duì)我 來(lái)說(shuō)還真是個(gè)不小的考驗(yàn)。 并且，此次課程設(shè)計(jì)很好地將理論與實(shí)踐結(jié)合到一起。平時(shí)我們很少能將所學(xué)的知識(shí)真 正地投入到實(shí)踐中去，而這次課設(shè)，不僅讓我們親自去想去調(diào)試去做，并且將我們平時(shí)學(xué)習(xí) 中不肯定的知識(shí)點(diǎn)和容易忽略的小知識(shí)點(diǎn)通過(guò)查閱資料重新復(fù)習(xí)并更深刻的記住了。 此次課程設(shè)計(jì)中，有起初的迷茫，中間的爭(zhēng)論，也有最后的喜悅，這其中的滋味，只有 經(jīng)歷過(guò)的人才能體會(huì)，并且將他們一并收藏。 感謝賈老師細(xì)心地指點(diǎn)和幫助，感謝同學(xué)們的一起奮斗的日日夜夜，沒有你們的幫助， 此次課設(shè)就不會(huì)這么順利地完成，謝謝大家！ T 接線器時(shí)隙交換原理仿真 15 / 1915 / 1915 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 IEEE Std 802.16e.IEEE Standard for Local and metropolitanarea networks Part 16：Air Interfance for Fixde and Mobile Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2：Physical and Medium Access Control