下面主要以語音頻號為例，介紹pcm原理：
一、語音頻號的數位化
大家都知道，語音頻號是模擬訊號，而數字程式控制交換機內部交換的卻是數碼訊號，那麼如何使模擬的語音頻號數位化，可採用脈衝編碼調製的方法，即pcm。我們知道，模擬訊號數位化稱為模/數（a/d）變換，而把數碼訊號還原成模擬訊號稱為數/模（d/a）變換，綜合a/d和d/a的一般步驟，圖1給出了pcm通訊的簡單模型。
圖1 pcm通訊的簡單模型
（一）抽樣
語音頻號在時間上是連續的，經過抽樣後變成時間上離散的訊號。簡單的說，抽樣就是將模擬訊號在時間上離散的過程。抽樣上每隔一定的時間間隔t，在抽樣器上接入乙個抽樣脈衝，通過抽樣的脈衝去控制抽樣器的開關電路，取出話音訊號的瞬間電壓值，即樣值。
如圖2所示，抽樣後的訊號稱為抽樣訊號，顯然，它可以看作按幅度調製的脈衝訊號，即pam訊號，其幅度的取值仍是連續的，不能用有限個數字來表示，因此抽樣值仍是模擬訊號。
圖2 語音頻號的抽樣
語音頻號抽樣後訊號所占用的時間被壓縮了，這是時分復用技術的必要條件。關於這一點將在本節課第三個內容講解，但是，用抽樣訊號代替原訊號必須要滿足抽樣定理，否則樣值不能夠完全表徵原訊號。
抽樣定理：對於乙個具有有限頻寬的模擬訊號f(t)，其最高頻率分量為fm ,則當抽樣頻率fs ≥ 2fm 時，樣值可以完全表徵原訊號。
我們的語音頻號頻率在300-3400hz之間，根據抽樣定理，抽樣頻率fs=2x3400=6800hz，為了留一定的防衛帶，itu(international telecommunications union，國際電信聯)盟規定的抽樣頻率為：fs=8000hz，抽樣週期為t=1/8000=125μs。
（二）量化
抽樣後的訊號，其幅度的取值仍是無限多個，是連續的，在幅度上離散化抽樣訊號，就是量化。簡單的說，量化就是將抽樣訊號在幅度上離散化的過程。量化可以採用「四捨五入」的方法，使每個抽樣後的幅度值用乙個鄰近的「整數」值來近似，圖3就是這種量化方法的示意圖，圖中把訊號歸納為0-7級，並規定，小於0.
5的為0級；0.5-1.5之間為1級；依次類推，這樣經過量化，連續的樣值被歸到了0-7級中的某一級，圖4就是量化後的值，這裡的每一級稱為量化級。
圖3 抽樣
圖4 量化
需要注意的是，把無限多個幅度值量化成有限的量化級，必然會產生誤差，即量化誤差。小訊號的量化誤差相對較大，為提高小訊號量化後的訊雜比，可以增加量化級數或採用不均勻量化分組，第一種方法要求更多的編碼位數及更高的碼速，也就對編碼器要求更高；第二種方法是講小訊號的量化級分得更細些，將大訊號的量化級分得粗略些，這種做法叫做「壓縮擴張法」，簡稱「壓擴法」。
itu建議的壓擴法特性叫做a律或μ律。a律用於歐洲和中國，30/32路pcm系統中採用a律；μ律用於北美和日本，24路pcm系統中採用μ律。
（三）編碼
簡單的說，編碼就是將量化後的幅度值用一定的**來表示。由於編碼後的數碼訊號攜帶著原始語音（模擬）訊號資訊，因此就如同將模擬訊號「調製」到了**上，而**是由訊號抽樣得到的脈衝序列再量化編碼後得到的，這就構成了脈衝編碼調製通訊，即我們通常所說的pcm通訊。
（四）再生、解碼、低通
在pcm通訊的接收端，需要將pcm訊號還原成語音（模擬）訊號，這需要再生、解碼、低通（或重建）幾個過程，再生就是將pcm訊號進行放大，解碼就是把pcm訊號轉換為與傳送端相同的pam訊號，在pam訊號中包含原語音訊號的頻譜，因此可以採用把pam訊號通過低通濾波器分離出所需要的語音頻號，這一過程即為重建。
二、時分多路復用和pcm30/32系統
在通訊網的建設中，線路裝置的投資佔較大比重，因此，如何提高線路利用率，在較少的硬體資源上傳輸更多的訊號，實現多路復用，可採取頻分和時分兩種方法。現有的有線電視頻號傳送，就採用頻分的方法，即把多種頻段的訊號混合在一起傳送，由接收機選頻來分離訊號。
時分多路復用就是利用各路訊號在通道上占有不同時間間隙（即時隙）而把各路訊號分開。具體來說就是，就是把時間分成均勻的時間間隔，將每一路訊號的傳輸時間分配在不同的時間間隔內，以達到互相分開的目的，每路所占用的時間間隙稱為時隙（ts）。
pcm通訊是典型的時分多路通訊系統，如圖5所示。
如圖5 由上圖可見，每一路通道在指定的時間內接通，其它時間內為別的通道接通，為了使發端與收端各路通道能夠協調一致的工作，在傳送端需要傳送乙個同步訊號，利用同步控制訊號來確保發端和收端協調工作。
下面我們介紹pcm系統中時隙和幀的概念。前面已經講過，對於語音頻號傳送，抽樣頻率為8000hz，即每125μs抽樣一次，每次抽樣後經過量化和編碼成為8位元的碼串，傳送一路的8位元對應的時間長度就是乙個時隙（ts）,在pcm32系統中，32條資訊復用一條物理電路，因此，在125μs內各路訊號傳送一次，即32個時隙的碼串依次傳送一遍，就合成了一「幀」。並且，在採用隨路信令時，為了傳送各話路的標誌訊號，還引入了復幀的概念，將連續的16幀稱為乙個復幀。
itu建議的pcm基本結構包括32路系統和24路系統，我國和歐洲採用的是pcm32系統，關於這一點我們在前面已經講過，因為**通訊中，由30個時隙作為話路使用，因此也稱為pcm30/32系統，其幀結構如圖6所示。
圖6 pcm30/32系統幀結構圖
由上圖可見，每一幀對應的時間長度為125μs，每個時隙的大小是125μs/32=3.9μs，每一復幀的時間長度為16x125μs =2ms。32個時隙是這樣分配的，ts1-ts15、ts17-ts31為話路時隙，ts0用來傳送幀定位訊號，保持發端與收端的同步工作。
在局間採用隨路信令時，ts16用來傳送復幀同步碼和各話路的標誌訊號，當局間採用no.7信令時，ts16可以作為信令鏈路使用，也可以作為話路使用。這裡的隨路信令和no.
7信令我們將在以後的課程中陸續講到，這裡不作詳細講解。
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