PCM基群帧结构.doc

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3.6.2PCM基群帧结构
国际上通用的PCM编码有律和律标准，在数字复接系列里有两种标准化的基群帧结构。由于对话路信号的抽样速率为Hz，因此每帧的长度。一帧周期内的时隙安排称为帧结构。
我国采用的是律系列，因此这里我们重点介绍律的基群帧结构，图3-24所示为律PCM基群帧结构。在律PCM基群中，一帧共32个时隙。各个时隙按照0到31顺序编号，分别称为TS0～TS31。其中TS0用于帧同步，TS16用于传送话路信令，其余30个时隙用于传送30路电话信号的编码信号。每个时隙包含8位数字比特，一帧内共含有256个比特。
TS0用于帧同步，时隙TS0中第一位保留用于国际间通信。在偶数帧时在TS0的2～8位插入同步码组0011011，接收端识别出帧同步码组后，即可建立正确的路序。奇数帧时，TS0的第二位固定为1，以避免接收端错误识别为帧同步码组；第三位是帧失步告警码，本地帧同步时传送0，失步时传送1；其余比特保留给国内通信用。
TS16传送话路信令。话路信令是为电话交换需要编成的特定码组，用以传送占用、摘机、挂机、交换机故障等信息。由于话路信令是慢变化的信号，可以用较低速率的码组表示。话路信令按复帧传送，由16帧组成一个复帧，周期为2，复帧中各帧编号为F0～F15。话路信令的8位码分为前4位和后4位。在帧F0的TS16中前4位码用于传送复帧同步的码组0000，后4位中的位为复帧失步告警码，其余三位为备用比特。在帧F1～F15中TS16用于传送各话路的信令，前4位和后4位分别传送一个话路的信令。
图3-24律PCM基群帧结构

在律基群帧结构中每帧共32个时隙，其中有30个时隙用于传送30电话信号，因此律PCM基群也称PCM30/32路制式。

A律编码（A-law）是ITU-T（国际电联电信标准局）CCITTG.712定义的关于脉冲编码的一种压缩/解压缩算法。世界上大部分国家采用A律压缩算法。美国采用mu律算法进行脉冲编码。令量化器过载电压为1,相当于把输入信号进行归一化，那么A律对数压缩我定义为当0<=x<=1/A时，f(x)=(Ax)/(1+lnA)当1/A<=x<=1时，f(x)=(1+lnAx)/(1+lnA)
在现行的国际标准中A=87.6，此时信号很小时(即小信号时)，从上式可以看到信号被放大了16倍，这相当于与无压缩特性比较，对于小信号的情况，量化间隔比均匀量化时减小了16倍，因此，量化误差大大降低；而对于大信号的情况例如x=1/A，量化间隔比均匀量化时增大了5.47倍，量化误差增大了。这样实际上就实现了“压大补小”的效果。
上面只讨论了x>0的范围，实际上x和y均在[-1,1]之间变化，因此，x和y的对应关系曲线是在第一象限与第三象限奇对称。为了简便，x<0的关系表达式未进行描述，但对上式进行简单的修改就能得到。
按上式得到的A律压扩特性是连续曲线，A的取值不同其压扩特性亦不相同，而在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。为此，人们提出了数字压扩技术，其基本思想是这样的：利用大量数字电路形成若干根折线，并用这些折线来近似对数的压扩特性，从而达到压扩的目的。
折线实现
用折线实现压扩特性，它既不同于均匀量化的直线，又不同于对数压扩特性的光滑曲线。虽然总的来说用折线作压扩持性是非均匀量化，但它既有非均匀(不同折线有不同斜率)量化，又有均匀量化(在同一折线的小范围内)。有两种常用的数字压扩技术，一种是13折线A律压扩，它的特性近似A＝87.6的A律压扩特性。另一种是15折线μ律压扩，其特性近似μ＝255的μ律压扩特性。下面将主要介绍13折线A律压扩技术，简称13折线法。关于15折线μ律压扩请读者阅读有关文献。
图例
图6-12展示了这种13折线A律压扩特性。
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从图6-12中可以看到，先把轴的0～1分为8个不均匀段，其分法是：将0～1之间一分为二，其中点为1/2，取1/2～1之间作为第八段；剩余的0～1/2再一分为二，中点为1/4，取1/4～1/2之间作为第七段，再把剩余的0～1/4一分为二，中点为1/8，取1/8～1/4之间作为第六段，依此分下去，直至剩余的最小一段为0～1/128作为第一段。而轴的0～1均匀地分为八段，它们与轴的八段一一对应。从第一段到第八段分别为，0～1/8，1/8～2/8，…，7/8～1。这样，便可以作出由八段直线构成的一条折线。该折线与式(6-22)表示的压缩特性近似。
至于当在-1～0及在-1～0的第三象限中，压缩特性的形状与以上讨论的第一象限压缩待性的形状相同，且它们以原点奇对称