Kỹ thuật điều chế xung mã PCM - Pdf 97

LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết trong những thập niên vừa qua do con người ý thức
được tầm quan trọng của khoa học kỹ thuật nên đã đặt ra các mục tiêu để hướng tới
như: thăm dò vũ trụ để đưa con người đến hành trình mới và có thể tồn tại được ở
đó… ngày nay với sự phát triển không ngừng của kinh tế, xã hội, khoa học kỹ
thuật,… ngành công nghệ thông tin đã và đang mở ra một kỷ nguyên mới - kỷ
nguyên của công nghệ thông tin. Và đã sử dụng thành công kỹ thuật xử lý tín hiệu
số, kỹ thuật chuyển mạch số, kỹ thuật truyền dẫn số, ghép kênh số… đáp ứng nhu
cầu trao đổi thông tin của người sử dụng vào các lĩnh vực đời sống áp dụng vào
trong các mạng viễn thông. Trong đó hệ thống chuyển mạch có nhiều cải tiến tiến
bộ, nhờ đó mà chất lượng phục vụ được nâng lên rõ rệt và mở ra nhiều dịch vụ
mới.
Các tổng đài trong và nước hiện nay, hầu hết đều là các tổng đài điện tử số
điều khiển theo chương trình lưu trữ SPC, có tính linh hoạt cao, dung lượng lớn,
cấu trúc gọn nhẹ theo từng modul, sử dụng các linh kiện, các công nghệ tiên tiến
rất thuận tiện cho việc quản lý, khai thác, vận hành, bảo dưỡng tổng đài có hiệu
quả. Ví dụ như tổng đài Alcatel-1000E10 do Pháp sản xuất.
Vậy: kỹ thuật chuyển mạch số, ghép kênh số, tổng đài số… cụ thể như thế
nào? "bài báo cáo" này, sẽ giúp chúng ta phần nào mang lại những kiến thức cơ
bản về đề tài đó.
Để hoàn thành được "bài báo cáo" này, ngoài nỗ lực của bản thân, chúng em
đã nhận được sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của các thầy: Dương Thanh Phương,
cùng toàn thể các thầy, cô trong trung tâm ĐT-TH-VT trường Đại học Công nghiệp
Hà Nội.
Mặc dù rất cố gắng để hoàn thiện bản báo cáo nhưng quá trình làm không
tránh khỏi những thiếu sót nhất định, chúng em rất mong được sự góp ý từ phía
thầy cô, cùng toàn thể các bạn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
1
CHƯƠNG I: KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ XUNG MÃ PCM
I. Giới thiệu

chu kỳ là TS thoả mãn điều kiện: f
s
≥ 2f
max
2
Trong đó: f
max
là tần số cao nhất của tín hiệu liên tục
F
s
là tần số lấy mẫu
Ví dụ: tín hiệu thoại f
max
= 4khz
- Quá trình lấy mẫu được mô tả bằng sơ đồ sau:
Upam
X(t)
TS
0
t
t+TS
t+2TS
t+3TS
t
W
Hình 1: Sơ đồ quá trình lấy mẫu
X(t): là tín hiệu liên tục theo thời gian có giải tần xác định từ f
min I
f
max

I : GIỚI THIỆU VỀ TỔNG ĐÀI SPC
Kể từ khi phát minh ra máy điện thoạivào năm1876 , cũng là lúc bắt đầu một cuộc
cách mạng về công nghệ thông tin .Năm 1876 cũng là lúc bắt đầu một cuộc cách
mạng về công nghệ thông tin. Năm 1878 hệ thống tổng đài nhân công được đưa
vào phục vụ thương mại thành công.Do nhu cầu trao đổi thông tin và số lượng
cuộc gọi tăng lên, tổng đài nhân công dần không đáp ứng được nhu cầu đó. Để
đáp ứng đựoc nhu cầu đó, người ta đã nghiên cứu và cho ra đời tổng đài số, gọi tắt
là SPC. Tổng đài SPC là tổng đài điện tử điều khiển theo trương trình lập sẵn, toàn
bộ các hoạt động của tổng đài đã được lập trình trướcvà đựoc ghi vào bộ nhớ có
dung lượng lớn. Mọi hoạt động của tổng đài được điều khiển bằng bộ vi sử lý
trung tâm như một máy tính điện tử nên tốc độ sử lý cuộc gọi rất cao. Ngày nay
tổng đài số đựoc sử dụng rộng dãi trên toàn thế giới nhờ nó có các ưu điểm mà
tổng đài nhân công không có.
II: NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA TỔNG ĐÀI SPC:
+ Có thể lưu trữ được các số liệu trong quá trình làm việc giúp việc vận
hành khai thác, bảo dưõng và quản lý một cách tối ưu dễ dàng.
+ Có thể áp dụng cộng nghệ máy tính vào việc quản lý, từ đó có thể áp
dụng tiến bộ công nghệ máy tính vào tổng đài.
+ Tổng đài SPC có thể phát hiện được các sử cố các họng hóc trong quá
trình vận hành , khai thác bằng các chương trìng tự động đo kiệm tra không làm
ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của tộng đài.
+ Tổng đài có cấu trúc gọn gàng theo tưng giá máy , ngăn kéo dangmodun
nên thuận tiện cho việc lắp đạt sửa chữa và thay thế .

5
+ Thuận tiện , linh hoạt trong quá trình hoat động khi cần bổ xung dịch vụ
thuê bao hoặc thay đôỉ dịch vụ thuê bao, thay đổi số máy , thêm bớt thuê bao mà
không cần thay đổi cấu trúc phần cứng mà chỉ cần bổ xung chương trình.
III: NHIỆM VỤ CỦA TỔNG ĐÀI
- Tổng đài có các nhiệm vụ sau:

Thuê bao tương tự
Thuê bao số

Trung kê tương tự
Trung kế số
7
H1:1 Sơ đồ khối tổng đài SPC
1-Khối giao tiếp:
Dùng để giao tiếp giữa các thuê bao tương tự hoặc các thuê bao số với
chuyển mạch qua đường dây thuê bao, giao tiếp giữa tổng đài và tổng đài số với
các tổng đài khác qua đươòng truy kế. Trong khối giao tiếp bao gồm:
(1) Khối giao tiếp thuê bao tương tự, dùng để nối đầu, nối các thuê bao
tương tự với chuyển mạch, gồm 4 chức năng BORSCHT
+ Cấp nguồn( battery): cấp nguồn cho máy điện thoại 23V dòng điện từ
I=18-50mA
+Bảo vệ quá áp ( voer voltage protection): tránh điện áp cao ảnh hưởng tới
đường dây điện thoại và nguy hiểm cho người sử dụng
+Cấp chuông(Ring): Cấp chuông cảm ứng với 25Hz, 75V cho máy điện
thoại.
+Giám sát trạng thái( Supervision): Báo hiệu để tổng đài biết được trạng thái
của máy.
+Sai động(Hybird): là mạch chuyển đối 214 dây để biến đổi tín hiệu thoại từ
chế độ bán song công sang chế độ song công.
+Mã hoá(Coder): mã hoá và giải mã dùng để biến đổi tín hiệu tương tự thành
tín hiệu số và ngược lại
+Đo thử( Test): Đo kiểm tra các tham số đường dây
(2) Là khối giao tiếp thuê bao số dùng để đấu nối các thuê bao số với
chuyển mạch gồm 8 chức năng GAZPACHO
8
+Tạo khung(Generation frame): Nhận tín hiệu đồng bộ khung để phân biệt

T) bốn tầng ( T – S – S - T ).
3 . Khối điều khi
Dùng để điều khiển toàn bộ tổng đài hoạt động theo chương trình lưu trữ . Bao
gồm khối xử lý trung tâm và các bộ nhớ
Phối hợp vào / ra
Xử lý trung tâm
Bộ nhớ chương trình
Bộ nhớ số liệu
Bộ nhớ phiên dịch
H 1.2 : sơ đồ khối khối điều khiển.
Bộ xử lý trung tâm là một bộ vi xử lý có công suất lớn , tốc độ cao thiết kế
một cách tối ưu để điều khiển đấu nối cuộc gọi và các công việc trong tông đài có
liên quan đến việc đấu nối.
Yêu cầu : Xử lý với thời gian thực công việc cụ thể khi co yêu cầu cuộc gọi
là .
+ Tổng đài nhận các xung mã chọn số ( con số thuê bao bị gọi).
+ Chuyển các con số địa chỉ trong trường hợp chuyển tiếp cuộc gọi.
+ tạo tuyến đấu nối qua tổng đài.
+ truyền tín hiệu báo hiệu giữa thuê bao và tổng đài và giữa các tổng đài với
nhau.
Bộ xử lý trung tâm làm việc với tốc độ rất cao có thể xử lý mọi thao tác một
cách nhanh tróng. Để thực hiện các thao tác điều khiển của mạch điến có liên hệ
chặt chẽ với chương trình trong bộ nhớ ROM . các phần bộ nhớ khác thay đổi
thông tin trong đó gọi là bộ nhớ RAM.
- Các bộ nhớ : gồm ba bộ nhớ
10
+ Bộ nhớ chương trình : là bộ nhớ có dung lượng lớn để nhớ toàn bộ chương
trình hoạt động của tổng đài,nhớ dữ liệu của tổng đài như số thuê bao , số trung kế
,các loại dịch vụ… được nạp khi khởi động ban đầu. Số liệu trong bộ nhớ chương
trình được lưu trữ không thay đổi trong mỗi lần sử dụng cuộc gọi .

+ Thiết bị ngoại vi báo hiệu gồm.
- Hệ thống báo hiệu kênh riêng CAS: dùng để truyền báo hiệu giãư các tổng
đài. Các kênh báo hiệu được truyền tín hiệu thoại ( âm thanh ).
- Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS: Dùng để truyền báo hiệu giữa các tổng
đài khác. CAS là các kênh báo hiệu được truyền trên đường trung kế riêng biệt
tách rời đường trung kế tín hiệu tiếng. Gọi là đường báo hiệu.
- Thiết bị ngoại vi số liệu : Dùng để phục vụ cho thống kê tính cước bảo trì
vận hành,Nó gồm các bộ nhớ có dung lượng và các băng đĩa từ .
5 – Thiết bị giao tiếp người - máy:
Dùng để trao đổi thông tin hay truy cập giữa người quản lý tổng đài với tổng
đài , máy thông qua các lệnh điều khiển chương trình .Nó bao gồm : Máy tính ,
đĩa từ , máy in …Khi cần truy cập kiểm tra các khối chức năng ,thay đổi các
chương trình phải thông qua CPU , màn hình , bàn phím. Có thể kiểm tra hoặc
thay đổi bổ xung các câu lệnh chương trình và dịch vụ.
V – PHẦN MỀM CỦA TỔNG ĐÀI SPC
Phần mềm của tổng đài SPC : Đây là phần quan trọng vì nó điều khiển hoạt
động của các phần cứng`thực hiện các chức năng của tổng đài. Do tổng đài số
hoạt động theo chương trình lập sẵn nên các phần mềm này có một vai trò quan
trọng trong suốt quá trình hoạt động của tổng đài . Ngày nay với sự phát triển
mạnh mẽ của công nghệ tin học người ta đã không ngừng cải tiến và phát minh ra
các phần mềm có tiện ích và độ tin cậy cao hơn. Phần mềm này được chia làm ba
loại:
- Phần mềm hệ thống.
12
- Phần mềm bảo dưỡng.
- Phần mềm quản lý.
13
1 – Phần mềm hệ thống :
Đây là phần mềm quan trọng nhất vì nếu không có phần mềm này tổng đài
sẽ không hoạt động được các chức năng của tổng đài không còn.

dùng để lưu giỡ tài chính, vật chất, và các dụng cụ kỹ thuật của tổng đài.
Nối tóm lại phần mềm quả lý có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì và
phát triển tổng đài nó giúp cho việc quẩn lý trở lên đơn giản và thuận tiện.
VI: PHẦN MỀM XỬ LÝ CUỘC GỌI
1. Qúa trình hoạt động xở lý cuộc gọi
Trong mạng viễn thông, trong một thời điểm có rất nhiều cuộc gọi yêu cầu
bộ xử lý phải xử cuộc gọi đó. Thực chất tại một thời điểm bộ xử lý trung tâm chỉ
xử lý được một cuộc gọi. Nhưng do bộ xở lý trung tâm được thiết kế tối ưu và có
tốc độ xử lý rất nhanh nên ta có cảm giác cuộc gọi được xử lý đồng thời. Như vạy
các cuộc gọi được xử lý rtheo kiểu phân chia thời gian. Như vạy để chờ xở lý
cuộc gọi thì cuộc gọi phải ở trạng thái cố định. Khi có kích hoạt thì nó sẽ nhảy
sang trạng thái khác. Sự nhảy sang trạng thái khác hữu hạn. Khi có nhu cầu cuộc
gọi, thuê bao chủ gọi nhấc máy thì sẽ có các trạng thái sau:
- Thuê bao ở trạng thái đợi ký tự thú nhất.
- Thuê bao đặt máy.
- Thuê bao bỏ máy
2 . Bộ đếm thời gian
Khi có cuộc gọi thì bộ đếm thời gian được làm việc với mục đích:
+ Để chánh viẹc chiếm dụng tuyến đầu nối, đối với các thuê bao không có
nhu cầu cuộc gọi.
+ Ghi lại thời gian cuộc gọi để phục vụ thống kê tính kích thước.
3.Các bản ghi cuộc gọi
- Bản ghi cuộc gọi có nhiệm vụ ghi lại các đặc tính
Các đặc tính gồm:
15
+ Địa chỉ vật lý của thuê bao: gồm thuê bao và địa chỉ của người dùng thuê
bao (tên và địa chỉ)
+ Ghi sổ danh bạ của thuê bao: mỗi thuê bao có một kênh thoại riêng cho
nên có đặc trưng cho thuê bao là các ký tự đã sử dụng gọi đến cho thuê bao.
+ Gĩư liệu cố định: Cho biết trạng thái của thuê bao ( gia đình, cơ quan…) và

Đây là một cuộc gọi đường dài, máy điện thoại A chuyển tất cả các con số
địa chỉ 034 621 271 đến tổng đài1. TĐ1 sẽ ghi lại thanh ghi và xử lý yêu cầu cuộc
gọi.
- Xác định tổng đài 3 có mã số là 034, tổng đài 4 có mã số là 621 và thuê bao B
( máy bị gọi) có mã là 271.
- Tổng đài 1sễ chiếm một đường trung kế rồi đến tổng đài 2 và chuyển cả 9 con số
địa chỉ 034 621 271.
- Tổng đài 2 ghi vào thanh ghi và xử lý cuộc gọi và chiếm một đường trung kế rồi
đến tổng đài 3 và chuyển tiếp 6 côn số tiến đến tổng đài 3 đó là các con số 621
271.
- Tổng đài 3 sễ ghi các con số vào thanh ghi và xử lý tiếp cuộc gọi. Tổng đài 3 lại
chiếm một đường trung kế rồi đến tổng đài 4 và chuyển 3 con số cuối 271 đến
tổng đài 4.
- Tổng đài 4 xác định thuê bao có mã là 271 và gủi tín hiệu chuông đến ttuê bao B (
thuê bao bị gọi)
• Đặc điểm:
- Các con số trên mỗi lần truyền là nhiều nên tốc độ truyền chậm thời gian để tăng
lên.
- Do đó nhiều lần truyền nên số thiết bị thu và phát báo hiệu nhiều nên tính kinh tế
kém không phù hợp với mạng viễn thông cần tốc độ và tính kinh tế như ngày nay
nên phương pháp này chưa sử dụng.
2Phương pháp xuyên suốt.
- Phương pháp xuyên suốt được biến diểm theo sơ đồ sau.
17
TĐ1
TĐ2
TĐ3
TĐ4
Máy ĐT A Máy ĐT B
Máy chủ gọi Máy bị gọi

đổi mới.
- Hệ thống thông tin số là hệ thống thông tin mà tín hiệu được truyền đi
không liên tục theo thời gian. Trong quá trình truyền dẫn và xử lý tín hiệu thì tín
hiệu được biến đổi thành tín hiệu số nhị phân có 2 trạngthái O và 1 khác với thông
tin cơ bản thông tin truyền thông. Do sự phát triển của công nghệ thông tin kỹ
thuật số vi xử lý nên thông tin số được ứng dụng rộng rãi vì có nhiều ưu điểm:
như loại bỏ được tạp âm khi truyền, khả năng cung cấp được đa dịch vụ…
- Các tín hiệu thoại, tín hiệu hình là các tín hiệu truyền thống, tín hiệu cơ bản
phổ biến nhưng lại là tín hiệu tương tự. Để truyền dẫn xử lý được trong hệ thống
thông tin số thì phải biến đổi từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số và người ta gọi
chung là biến đổi A/D (Analog/Digital). Trong viễn thông người ta sử dụng kỹ
thuật điều chế xung mã viết tắt là PCM để biến đổi tín hiệu thoại từ tương tự
thành số.
- Quá trình điều chế xung mã PCM đượcchia làm 3 bước:
+ Lấy mẫu
+ Lượng tử
+ Mã hoá
1. Lấy mẫu:
Lấy mẫu là quá trình rời rạc chia nhỏ tín hiệu theo thời gian.
Cơ sở của lấy mẫu là định lý KACHENHICOP là một tín hiệu liên tục theo
thời gian có giải tần xác định có thể được biểu diễn bằng các điểm rời rạc có chu
kỳ thoả mãn điều kiện:
f
s
≥ 2f
max
Trong đó: f
max
: tần số giới hạn của tín hiệu liên tục
20

là tín hiệu liên tục theo thời gian được lấy mẫu tại các thời
điểm t, t + T
s
, t + 2T
s
, t + 3T
s
… có chu kỳ T
s
thoả mãn điều kiện f
s
≥ 2 f
max
.
- Ý nghĩa thực tiễn của lấy mẫu: khi truyền một tín hiệu liên tục theo thời
gian, không cần truyền toàn bộ giá trị tức thời mà chỉ cần truyền đi một số điểm
dời dạc theo thời gian ở đầu ta có thể khôi phục lại tín hiệu ban đầu.
- Kết quả của lấy mẫu: Nhận được một dãy xung có biên độ thay đổi liên tục,
thay đổi theo tín hiệu X
(t)
gọi là dãy xung điều kiện. U
PAM
(Pulse Amplitad
Modulation). Để thực hiện lấy mẫu người ta sử dụng các mạch điều chế biên độ
xung.
Ở máy thu phải khôi phục lại được tín hiệu liên tục X
(t)
từ dãy xung điều biến
U
PAM

phần tín hiệu cần phải khôi phục lại từ dãy xung điều biến U
PAM
.
- Tần số lấy mẫu f
S
là thành phần không mang tin không cần phải khôi phục.
- Hai dải biên: Biên dưới LSB và biên trên USB có giải tần từ f
s
- f
max
÷ f
s
+
f
max
là thành phần không cần phải khôi phục lại.
Từ đồ thị phổ của dạng xung U
PAM
nhận thấy do khôi phục được tín hiệu liên
tục X
(t)
từ dãy xung điều biên U
PAM
thì chỉ cần dùng một bộ lọc thấp. Thì tần số
của bộ lọc phải thoả mãn điều kiện: f
max
≤ f
lọc
≤ f
s

2. Lượng tử
Lượng tử là quá trình dời dạc chia nhỏ tín hiệu theo biến theo mức biên độ.
Sau khi lấy mẫu, nhận được dãy xung điều biến U
PAM
. Nếu để nguyên như vậy thì
nó không truyền được trực tiếp dãy xung điều biến đến bên máy thu mà phải thực
hiện biến đổi xung điều biên U
PAM
thành tín hiệu số nhị phân gọi là mã hoá. Mỗi
một giá trị biên độ của U
PAM
được mã hoá bằng một từ mã.
23
f
f
S
0
f
s
- f
max
f
max
f
S
+f
max
Mã tín hiệu thoại là một đại lượng ngẫu nhiên không quy luật nên dãy xung
U
PAM

t
t
0
1
2
3
4
t t+T
S
t+2T
S
t+T
S
24
Hình: Các mức lượng tử hoá
2X
max
: dải động tín hiệu
n: mức lượng tử tương ứng với mỗi một bước ∆ (đen ta) có một mức lượng
tử hoá.
Sau khi lấy mẫu ta chia giải biên độ thành những đoạn đều nhau ∆
(H)
. Nhận
được mức lượng tử 0,1,2,3,4…
Tiến hành làm tròn giá trị biên độ của U
PAM
ở những mức lượng tử gần nhất
mỗi sai số là ± ∆/2 (đường nét đứt).
Nhận xét: Trong quá trình lượng tử hoá do thực hiện phép làm tròn nên mắc
phải sai số ở máy thu, khi khôi phục lại tín hiệu sẽ không làm tròn giống tín hiệu


Nhờ tải bản gốc
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status