通信原理第三章脈沖編碼調(diào)制

1、第第3章章 脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制(PCM)第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 3.1 PCM基本概念基本概念 3.2 抽樣抽樣 3.3 量化量化 3.4 PCM編碼編碼 3.5 抽樣定理抽樣定理 3.6 時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用 3.1 PCM基本概念基本概念第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 第1章我們講過(guò)在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信源和信宿都是模擬信號(hào)（模擬信息），而信道傳輸?shù)膮s是數(shù)字信號(hào)?？梢娫跀?shù)字通信系統(tǒng)中的發(fā)信端必須要有一個(gè)將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程，同時(shí)在收信端也要有一個(gè)把數(shù)字信號(hào)還原成模擬信號(hào)的過(guò)程。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 通常我們用模擬信號(hào)（Analogsignal）和數(shù)字信號(hào)（Dig

2、italsignal）的英文頭一個(gè)字母把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程簡(jiǎn)稱為A/D轉(zhuǎn)換，把數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)的過(guò)程簡(jiǎn)稱為D/A轉(zhuǎn)換。圖13中的信源編碼實(shí)際上就是A/D轉(zhuǎn)換，信源解碼也就是D/A轉(zhuǎn)換。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 如何將一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)數(shù)字信號(hào)呢？從第1章數(shù)字信號(hào)的定義中我們知道，首先要將模擬信號(hào)離散化，即對(duì)模擬信號(hào)按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行抽樣；然后再將無(wú)限個(gè)可能的抽樣值（不是指抽樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，而是每個(gè)抽樣點(diǎn)的可能取值）變成有限個(gè)可能取值，我們稱之為量化；最后對(duì)量化后的抽樣值用二進(jìn)制（或多進(jìn)制）碼元進(jìn)行編碼，就可得到所需要的數(shù)字信號(hào)。所謂編碼就是用一組符號(hào)（碼組）取代或表示另外

3、一組符號(hào)（碼組或數(shù)字）的過(guò)程。這種將模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼三個(gè)處理步驟變成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換方式稱為脈沖編碼調(diào)制(PCM,Pulse Code Modulation）。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) PCM的概念最早是由法國(guó)工程師Alce Reeres于1937年提出來(lái)的。1946年第一臺(tái)PCM數(shù)字電話終端機(jī)在美國(guó)Bell實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世。1962年后，采用晶體管的PCM終端機(jī)大量應(yīng)用于市話網(wǎng)中，使市話電纜傳輸?shù)穆窋?shù)擴(kuò)大了二三十倍。20世紀(jì)70年代后期，隨著超大規(guī)模集成電路PCM芯片的出現(xiàn)，PCM在光纖通信、數(shù)字微波通信和衛(wèi)星通信中得到了更為廣泛的應(yīng)用。 3.2 抽樣抽樣第3章 脈沖編碼調(diào)

4、制(PCM) PCM過(guò)程可分為抽樣、量化和編碼等三步，第一步是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)抽樣。所謂抽樣就是不斷地以固定的時(shí)間間隔采集模擬信號(hào)當(dāng)時(shí)的瞬時(shí)值。圖31是一個(gè)抽樣概念示意圖，假設(shè)一個(gè)模擬信號(hào)f(t)通過(guò)一個(gè)開關(guān)，則開關(guān)的輸出與開關(guān)的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)，開關(guān)的輸出就是輸入，即y(t)=f(t)，若開關(guān)處在斷開位置，輸出y(t)就為零。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 可見，如果讓開關(guān)受一個(gè)窄脈沖串（序列）的控制，則脈沖出現(xiàn)時(shí)開關(guān)閉合，則脈沖消失時(shí)開關(guān)斷開，此輸出y(t)就是一個(gè)幅值變化的脈沖串（序列），每個(gè)脈沖的幅值就是該脈沖出現(xiàn)時(shí)刻輸入信號(hào)f(t)的瞬時(shí)值，因此，y(t)就是對(duì)f(t

5、)抽樣后的信號(hào)或稱樣值信號(hào)。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖31 抽樣概念示意圖 t00tt0f (t)y (t)k (t)第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖32是脈沖編碼調(diào)制的過(guò)程示意圖。圖32（a）是一個(gè)以Ts為時(shí)間間隔的窄脈沖序列p(t)，因?yàn)橐盟M(jìn)行抽樣，所以稱為抽樣脈沖。在圖32（b）中，v(t)是待抽樣的模擬電壓信號(hào)，抽樣后的離散信號(hào)k(t)的取值分別為k(0)=0.2，k(Ts)=0.4，k(2Ts)=1.8，k(3Ts)=2.8，k(4Ts)=3.6，k(5Ts)=5.1，k(6Ts)=6.0，k(7Ts)=5.7，k(8Ts)=3.9，k(9Ts)=2.0，k(10Ts

6、)=1.2。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 可見取值在06之間是隨機(jī)的，也就是說(shuō)可以有無(wú)窮個(gè)可能的取值。在圖32（c）中，為了把無(wú)窮個(gè)可能取值變成有限個(gè)，我們必須對(duì)k(t)的取值進(jìn)行量化（即四舍五入），得到m(t)。則m(t)的取值變?yōu)閙(0)=0.0，m(Ts)=0.0，m(2Ts)=2.0，m(3Ts)=3.0，m(4Ts)=4.0，m(5Ts)=5.0，m(6Ts)=6.0，m(7Ts)=6.0，m(8Ts)=4.0，m(9Ts)=2.0，m(10Ts)=1.0，總共只有0、1、2、3、4、5、6等七個(gè)可能的取值。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 從概念上講，m(t)已經(jīng)變成數(shù)字信號(hào)，

7、但還不是實(shí)際應(yīng)用中的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。因此，對(duì)m(t)用3位二進(jìn)制碼元進(jìn)行自然編碼就得到圖32（d）的數(shù)字信號(hào)d(t)，從而完成了A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了脈沖編碼調(diào)制。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖32 脈沖編碼調(diào)制示意圖 0123456tt0t000 010 011 100 101 110 110 100 010 001Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10TsTs2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10TsTs2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts7Ts8Ts9Ts10Ts(a) 抽樣脈沖(c) PCM量化(b) PCM抽樣(d) PCM量化p(t)v(t) k(t)m

8、(t)d(t)6543210t第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 細(xì)心的讀者可能會(huì)提出這樣的問(wèn)題，從上述抽樣、量化、編碼的PCM過(guò)程中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的調(diào)制概念，那么為什么叫脈沖編碼調(diào)制呢？其實(shí)調(diào)制的概念體現(xiàn)在抽樣和編碼過(guò)程中。我們雖然從概念上可以理解抽樣的含義，但在電路中如何實(shí)現(xiàn)呢？在實(shí)際工程中，可控開關(guān)通常是用一個(gè)乘法器實(shí)現(xiàn)的，我們用圖33脈沖編碼調(diào)制模型說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。假設(shè)有一模擬電壓信號(hào)v(t)通過(guò)乘法器與一個(gè)抽樣窄脈沖序列p(t)相乘，就會(huì)得到一個(gè)幅度隨v(t)的變化而變化的窄脈沖序列k(t)，而這正是我們?cè)诘?章中講過(guò)的幅度調(diào)制概念。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 與抑制載波的雙邊帶調(diào)幅相

9、比，其主要差別在于載波不是正弦型信號(hào)而是窄脈沖序列(沖激序列)。另外，PCM的輸出信號(hào)是“0”和“1”組成的脈沖序列，從信息傳輸?shù)慕嵌壬峡矗撔蛄械淖饔孟喈?dāng)于模擬調(diào)制中的載波，但原始信號(hào)(調(diào)制信號(hào))不是通過(guò)脈沖序列的幅度或?qū)挾鹊葏⒘勘硎?，而是利用?”和“1”碼元的不同組合攜帶信息(即所謂的編碼)。也就是說(shuō)，PCM是將原始信號(hào)“調(diào)制”(編碼)到二元脈沖序列的碼元組合上，而抽樣的幅度調(diào)制實(shí)際上是為后面的編碼調(diào)制鋪路的，因此，整個(gè)抽樣、量化和編碼過(guò)程統(tǒng)稱為脈沖編碼調(diào)制。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖33 脈沖編碼調(diào)制模型 量化器編碼器d(t)m(t)k(t)v(t)p(t)3.3 量量 化化

10、第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 上面我們已經(jīng)從PCM過(guò)程中了解了量化的概念，現(xiàn)在我們用數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)量化作一個(gè)比較精確的描述以加深對(duì)量化的理解。量化就是把一個(gè)連續(xù)函數(shù)的無(wú)限個(gè)數(shù)值的集合映射為一個(gè)離散函數(shù)的有限個(gè)數(shù)值的集合。通常采用“四舍五入”的原則進(jìn)行數(shù)值量化。下面我們對(duì)量化作更深一層的討論。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 首先介紹三個(gè)概念，第一個(gè)是量化值確定的量化后的取值叫量化值（有的書籍也稱量化電平），比如上例中的量化值就是0、1、2、3、4、5、6七個(gè)。第二個(gè)是量化值的個(gè)數(shù)稱為量化級(jí)。第三個(gè)是量化間隔相鄰兩個(gè)量化值之差就是量化間隔（也稱量化臺(tái)階）。在圖32（b）和（c）中，我們發(fā)現(xiàn)v(t)

11、的樣值信號(hào)k(t)和量化后的量化信號(hào)m(t)是不一樣的，具體地說(shuō)就是量化前后的樣值有可能不同，比如k(0)=0.2而m(0)=0.0。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 而收信端恢復(fù)的只能是量化后的信號(hào)m(t)，而不能恢復(fù)出k(t)，這樣就使得收、發(fā)的信號(hào)之間有誤差。顯然，這種存在于收、發(fā)信號(hào)之間的誤差是由量化造成的，我們稱其為量化誤差或量化噪聲。比如在上例中，量化間隔為1，由于采用“四舍五入”進(jìn)行量化，因此量化噪聲的最大值是0.5。一般地說(shuō)，量化噪聲的最大絕對(duì)誤差是0.5個(gè)量化間隔。這種量化間隔都一樣的量化叫做均勻量化。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 那么如果我們?cè)谝欢ǖ娜≈捣秶鷥?nèi)把量化值多

12、取幾個(gè)（量化級(jí)增多），也就是把量化間隔變小，則量化噪聲就會(huì)減小。比如，把量化間隔取成0.5，則上例的量化值就變成14個(gè)，量化噪聲變?yōu)?.25。顯然量化噪聲與量化間隔成反比。但是在實(shí)際中，我們不可能對(duì)量化分級(jí)過(guò)細(xì)，因?yàn)檫^(guò)多的量化值將直接導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、方便性、維護(hù)使用性等指標(biāo)的惡化。比如，7級(jí)量化用3位二進(jìn)制碼編碼即可；若量化級(jí)變成128，就需要7位二進(jìn)制碼編碼，系統(tǒng)的復(fù)雜性將大大增加。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 另外我們看到，盡管信號(hào)幅值大（大信號(hào)）和信號(hào)幅值小（小信號(hào)）時(shí)的絕對(duì)量化噪聲是一樣的，都是0.5個(gè)量化間隔，但相對(duì)誤差卻懸殊很大。也可以說(shuō)，對(duì)信號(hào)的影響大小不一

13、樣。比如上例中，信號(hào)最大值為6，絕對(duì)量化噪聲為0.5，而相對(duì)誤差為0.5/6=1/12，即量化誤差是量化值的1/12；而當(dāng)信號(hào)為1時(shí)，絕對(duì)量化噪聲仍為0.5，但相對(duì)誤差卻為0.5/1=1/2，量化誤差達(dá)到量化值的一半。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 可見大信號(hào)與小信號(hào)的相對(duì)誤差相差6倍。相對(duì)誤差大意味著小信號(hào)的信噪比小。顯然，提高小信號(hào)的信噪比（降低小信號(hào)的相對(duì)誤差）與提高系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)是相互矛盾的。那么，我們能否找到一種方法解決這一對(duì)矛盾，既提高了小信號(hào)的信噪比，又不過(guò)多地增加量化級(jí)（細(xì)化量化間隔）？回答是肯定的，這就是非均勻量化法。所謂非均勻量化就是對(duì)信號(hào)的不同部分用

14、不同的量化間隔，具體地說(shuō)，就是對(duì)小信號(hào)部分采用較小的量化間隔，而對(duì)大信號(hào)部分就用較大的量化間隔。實(shí)現(xiàn)這種思路的一種方法就是壓縮與擴(kuò)張法。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 壓縮的概念是這樣的：在抽樣電路后面加上一個(gè)叫做壓縮器的信號(hào)處理電路，該電路的特點(diǎn)是對(duì)弱小信號(hào)有比較大的放大倍數(shù)（增益），而對(duì)大信號(hào)的增益卻比較小。抽樣后的信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮器后就發(fā)生了“畸變”，大信號(hào)部分沒有得到多少增益，而弱小信號(hào)部分卻得到了“不正?！钡姆糯螅ㄌ嵘?，相比之下，大信號(hào)好像被壓縮了，壓縮器由此得名。對(duì)壓縮后的信號(hào)再進(jìn)行均勻量化，就相當(dāng)于對(duì)抽樣信號(hào)進(jìn)行了非均勻量化。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 在收信端為了恢復(fù)原始

15、抽樣信號(hào)，就必須把接收到的經(jīng)過(guò)壓縮后的信號(hào)還原成壓縮前的信號(hào)，完成這個(gè)還原工作的電路就是擴(kuò)張器，它的特性正好與壓縮器相反，對(duì)小信號(hào)壓縮，對(duì)大信號(hào)提升。為了保證信號(hào)的不失真，要求壓縮特性與擴(kuò)張?zhí)匦院铣珊笫且粭l直線，也就是說(shuō)，信號(hào)通過(guò)壓縮再通過(guò)擴(kuò)張實(shí)際上好像通過(guò)了一個(gè)線性電路。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 顯然，單獨(dú)的壓縮或擴(kuò)張對(duì)信號(hào)進(jìn)行的是非線性變換。壓縮與擴(kuò)張?zhí)匦砸妶D34。圖中，脈沖A和脈沖B是兩個(gè)樣值，作為壓縮器的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮后變成A與B，可見A與A基本上沒有變化，而B卻比B大了許多，這正是我們需要的壓縮特性；在收信端A與B作為擴(kuò)張器的輸入信號(hào)，經(jīng)擴(kuò)張后還原成樣值A(chǔ)和樣值B。 第3章

16、 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖34 壓縮特性示意圖 543210輸出壓縮曲線線性變換輸入ABAB543210輸出擴(kuò)張曲線輸入ABAB(a) 壓縮器輸入輸出示意圖(b) 擴(kuò)張器輸入輸出示意圖tttt第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 現(xiàn)在我們來(lái)看一下小信號(hào)的信噪比變化情況。在圖34中，樣值B如果經(jīng)均勻量化，則量化噪聲為0.5，相對(duì)誤差為0.5；而經(jīng)過(guò)壓縮后，樣值B的量化噪聲仍為0.5，但相對(duì)誤差變?yōu)?.5/3=1/6，比均勻量化減小了許多，其信噪比也就大為提高。壓縮特性通常采用對(duì)數(shù)壓縮特性，也就是壓縮器的輸出與輸入之間近似呈對(duì)數(shù)關(guān)系。而對(duì)數(shù)壓縮特性又有A律和律之分。 A律特性輸出y與輸入信號(hào)x之間滿足

17、下式： 1,01ln1ln1,11lnAxxxAyAxxAA (31) 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 式中,y為歸一化的壓縮器輸出電壓，即實(shí)際輸出電壓與可能輸出的最大電壓之比;x為歸一化的壓縮器輸入電壓，即實(shí)際輸入電壓與可能輸入的最大電壓之比;A為壓縮系數(shù)，表示壓縮程度。 從式（31）可見，在0 x1/A的范圍內(nèi)，壓縮特性為一條直線，相當(dāng)于均勻量化特性；在1/A0，當(dāng)抽樣頻率滿足fs滿足下式時(shí) 2()(1)2 (1)sHLMMfffBNN(35) 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 【例題32】 12路載波電話信號(hào)的頻帶范圍是 60108kHz，求其最低抽樣頻率fsmin=？ 解 因?yàn)樾盘?hào)帶寬B

18、=fH-fL=108-60=48kHz，fH/B=2.25,所以N取2，則M=2.25-2=0.25,根據(jù)式（35）可得：fsmin=248（1+0.25/2）=108kHz。 最低抽樣頻率fsmin=108kHz。 需要指出，從上述兩個(gè)抽樣定理中可知，抽樣信號(hào)必須是沖激信號(hào)。而理想的沖激信號(hào)是無(wú)法得到的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，大都采用窄脈沖序列代替沖激信號(hào)。 3.6 時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 在第2章中我們學(xué)過(guò)了信道復(fù)用中的頻分復(fù)用法，這一節(jié)我們介紹信道復(fù)用的第二種方法時(shí)分復(fù)用法（TDM）。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 我們知道一路基帶話音信號(hào)的最高頻率為3.4kHz

19、，一般取其為fH=4kHz，那么，若對(duì)該信號(hào)進(jìn)行PCM，則根據(jù)抽樣定理取抽樣頻率fs=8kHz，所對(duì)應(yīng)的抽樣間隔Ts=1/fs=125s，如果每個(gè)樣點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間為25s，則樣值信號(hào)的相鄰兩個(gè)樣點(diǎn)之間就有100s的空閑時(shí)間。若一個(gè)信道只傳輸一路這樣的PCM信號(hào)，則每一秒就有0.8s被白白浪費(fèi)掉了，如果進(jìn)行長(zhǎng)途傳輸，其信道利用率之低，傳輸成本之高是人們難以容忍的。為此，人們提出了時(shí)分復(fù)用的概念。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 所謂時(shí)分復(fù)用就是對(duì)欲傳輸?shù)亩嗦沸盘?hào)分配以固定的傳輸時(shí)隙（時(shí)間），以統(tǒng)一的時(shí)間間隔依次循環(huán)進(jìn)行斷續(xù)傳輸。下面我們以圖310為例詳細(xì)介紹時(shí)分復(fù)用的原理。 假設(shè)收、發(fā)信端各有3人

20、要通過(guò)一個(gè)實(shí)信道（一條電纜）同時(shí)打電話，我們把他們分成甲、乙、丙三對(duì)，并配以固定的傳輸時(shí)隙以一定的順序分別傳輸他們的信號(hào)，比如第一時(shí)刻開關(guān)撥在甲位傳輸甲對(duì)通話者的信號(hào)，第二時(shí)刻開關(guān)撥在乙位傳輸乙對(duì)通話者的信號(hào)， 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖310 時(shí)分復(fù)用示意圖 123123123123tT信道132通話人甲1通話人乙1通話人丙1k1132通話人甲2通話人乙2通話人丙2k2復(fù)用信號(hào)第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 第三時(shí)刻開關(guān)撥在丙位傳輸丙對(duì)通話者的信號(hào)，第四時(shí)刻又循環(huán)到傳送甲對(duì)信號(hào)，周而復(fù)始，直到通話完畢。時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn)是，各路信號(hào)在頻譜上是互相重疊的，但在傳輸時(shí)彼此獨(dú)立，任一時(shí)刻，信道

21、上只有一路信號(hào)在傳輸。在上述通信過(guò)程的描述中，我們要注意兩個(gè)問(wèn)題，一是傳輸時(shí)間間隔必須滿足抽樣定理，即各路樣值信號(hào)分別傳輸一次的時(shí)間T125s，但每一路信號(hào)傳輸時(shí)所占用的時(shí)間（時(shí)隙）沒有限制， 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 顯然，一路信號(hào)占用的時(shí)間越少，則可復(fù)用的信號(hào)路數(shù)就越多。第二個(gè)問(wèn)題就是收信端和發(fā)信端的轉(zhuǎn)換開關(guān)必須同步動(dòng)作，否則信號(hào)傳輸就會(huì)發(fā)生混亂。這里需要引入“幀”的概念。所謂“幀”就是傳輸一段具有固定數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)所占用的時(shí)間。這里面包含兩個(gè)意思，第一，“幀”是一段時(shí)間（不同應(yīng)用或不同場(chǎng)合的幀其時(shí)間長(zhǎng)短是不同的），每一幀中的數(shù)據(jù)格式是一樣的；第二，“幀”是一種數(shù)據(jù)格式，一般來(lái)說(shuō)同一種

22、應(yīng)用每一幀的時(shí)間長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)格式是一樣的， 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 但每一幀的數(shù)據(jù)內(nèi)容可以不同（注意，有時(shí)同一種應(yīng)用其幀長(zhǎng)允許變化，比如802.3協(xié)議中的幀）。因此，在講到幀時(shí)，要么是強(qiáng)調(diào)傳輸時(shí)間的長(zhǎng)短，要么是強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)格式的結(jié)構(gòu)。比如，上面講的話音信號(hào)復(fù)用時(shí)，每一個(gè)傳輸循環(huán)必須小于等于125s，如果我們?nèi)∽畲笾档脑?，則一個(gè)循環(huán)就是125s。從傳輸時(shí)間上看，這125s就是3路話音信號(hào)TDM的一個(gè)幀，或者說(shuō)，一個(gè)幀是125s。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 而數(shù)據(jù)格式就是各路信號(hào)在一個(gè)幀中的安排方式（結(jié)構(gòu)）。注意在圖310的例子中，為了形象地說(shuō)明時(shí)分復(fù)用，我們“掩蓋”（沒有畫出）了量化和編

23、碼過(guò)程，而實(shí)際上TDM都是傳輸經(jīng)過(guò)編碼后的數(shù)字信號(hào)。上例中，如果把125s四等分，前三個(gè)等分按甲、乙、丙的順序分別傳輸3路話音信號(hào)，第四個(gè)等分傳輸一路控制信號(hào)，每個(gè)樣值用8位二進(jìn)制碼編碼，那么這種數(shù)據(jù)安排方式就是數(shù)據(jù)格式或幀結(jié)構(gòu)。圖311就是幀結(jié)構(gòu)示意圖。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖311 幀結(jié)構(gòu)示意圖 1 2 3t4 1 2 3 4 1 2 3 41 2 3 4圖3-11 時(shí)分復(fù)用幀結(jié)構(gòu)示意圖TT125 s復(fù)用信號(hào)8位編碼8位編碼8位編碼8位編碼第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 幀的概念非常重要，不但后面的復(fù)接技術(shù)要用到它，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也經(jīng)常碰到。比如，異步傳輸模式ATM的信元就可以理

24、解成幀，其結(jié)構(gòu)就是共有53個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)有8位，前5個(gè)字節(jié)是信頭也就是所謂的控制碼，后48個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)；我們常見的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)（802.3標(biāo)準(zhǔn)）就比ATM信元復(fù)雜一點(diǎn)，具體格式如圖312所示。注意這里的幀強(qiáng)調(diào)的是其數(shù)據(jù)格式也就是幀結(jié)構(gòu)。 第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 圖312 ATM、以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)示意圖 ATMA信元格式信頭(5B)數(shù)據(jù)(48B)前導(dǎo)字段7B幀起始符1B目的地址2-6B源地址2-6B長(zhǎng)度2B數(shù)據(jù)0-1500B填充0-46B校驗(yàn)和4B802.3的幀格式第3章 脈沖編碼調(diào)制(PCM) 在PCM等其它具有A/D轉(zhuǎn)換的通信應(yīng)用中，一般都采用TDM進(jìn)行信號(hào)傳輸，以提高信道利用率。 細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)上述普通的時(shí)分復(fù)用技術(shù)有一個(gè)缺陷，即在傳輸過(guò)程中，如果有一路或多路信號(hào)