Bài giảng cơ sở thông tin số (Nguyễn Đình Thư) Chương 1: Công nghệ PCM

Cơ sở thông tin số

Giảng viên: Nguyễn Đình Thư : Lý Thuyết Chuyên Ngành Bộ môn : Điện Tử. Khoa : ĐHSPKT Vinh. Trường

(cid:56)(cid:47)(cid:55)(cid:47)(cid:50)(cid:48)(cid:49)(cid:49)(cid:32)(cid:56)(cid:58)(cid:53)(cid:54)(cid:58)(cid:52)(cid:50)(cid:32)(cid:80)(cid:77) (cid:67)(cid:417)(cid:32)(cid:83)(cid:7903) (cid:84)(cid:104)(cid:244)(cid:110)(cid:103)(cid:32)(cid:84)(cid:105)(cid:110)(cid:32)(cid:83)(cid:7889) (cid:49)

Cơ sở thông tin số

Chương I: Công nghệ PCM

I. Công nghệ PCM:

II.Cấu trúc khung và đa khung

III.Nén dãn tương số

IV.Đồ thị tuyến tính từng đoạn

Chương I: Công nghệ PCM

I. Công nghệ PCM:

1. Giới thiệu về PCM(Puls Code Modulation)

2(cid:61619)

Max

3. V= số bít *FLM

4. Ví dụ:

Cơ sở thông tin số

Chương I: Công nghệ PCM

I. Công nghệ PCM:

II.Cấu trúc khung và đa khung

III.Nén dãn tương số

IV.Đồ thị tuyến tính từng đoạn

II. Cấu trúc khung và đa khung

1. (cid:67)(cid:7845)(cid:117)(cid:32)(cid:116)(cid:114)(cid:250)(cid:99)(cid:32)(cid:107)(cid:104)(cid:117)(cid:110)(cid:103)(cid:32)(cid:118)(cid:224)(cid:32)(cid:273)(cid:97)(cid:32)(cid:107)(cid:104)(cid:117)(cid:110)(cid:103)(cid:32)(cid:99)(cid:7911)(cid:97)(cid:32)(cid:98)(cid:7897) (cid:103)(cid:104)(cid:233)(cid:112)(cid:32)(cid:80)(cid:67)(cid:77)(cid:45)(cid:50)(cid:52)

2. (cid:67)(cid:7845)(cid:117)(cid:32)(cid:116)(cid:114)(cid:250)(cid:99)(cid:32)(cid:107)(cid:104)(cid:117)(cid:110)(cid:103)(cid:32)(cid:118)(cid:224)(cid:32)(cid:273)(cid:97)(cid:32)(cid:107)(cid:104)(cid:117)(cid:110)(cid:103)(cid:32)(cid:99)(cid:7911)(cid:97)(cid:32)(cid:98)(cid:7897) (cid:103)(cid:104)(cid:233)(cid:112)(cid:32)(cid:80)(cid:67)(cid:77)(cid:45)(cid:51)(cid:48)(cid:46)

(cid:49)(cid:46)(cid:67)(cid:7845)(cid:117)(cid:32)(cid:116)(cid:114)(cid:250)(cid:99)(cid:32)(cid:107)(cid:104)(cid:117)(cid:110)(cid:103)(cid:32)(cid:118)(cid:224)(cid:32)(cid:273)(cid:97)(cid:32)(cid:107)(cid:104)(cid:117)(cid:110)(cid:103)

(cid:99)(cid:7911)(cid:97)(cid:32)(cid:98)(cid:7897) (cid:103)(cid:104)(cid:233)(cid:112)(cid:32)(cid:80)(cid:67)(cid:77)(cid:45)(cid:50)(cid:52)

1.1. Cấu trúc đa khung 12 khung

1.2. Cấu trúc đa khung 24 khung

(cid:99)(cid:7911)(cid:97)(cid:32)(cid:98)(cid:7897) (cid:103)(cid:104)(cid:233)(cid:112)(cid:32)(cid:80)(cid:67)(cid:77)(cid:45)(cid:50)(cid:52)

1.1. Cấu trúc đa khung 12 khung

F10

F11

F12

Đa khung 12 khung

125us

khung

TS1 TS2 TS3

TS22 TS23 TS24

1.1. Cấu trúc đa khung 12 khung

(cid:61656)

Khung có thời hạn (cid:49)(cid:50)(cid:53)(cid:117)(cid:115)

(cid:61692) Gồm một bit F đứng đầu và 24 khe thời gian được đánh số thứ tự từ TS1 đến TS24

(cid:61692) Mỗi khe thời gian ghép 8 bit

(cid:61692)Như vậy trong mỗi khung có 1+8x24 = 193 bit.

(cid:61692)V(PCM-24) = 193bit/khung x 8 x 103 khung/s = 1544x103 bit/s = 1544kbit/s.

(cid:61692)Báo hiệu được truyền trong bit thứ 8 của khe thời gian thuộc khung 6 và khung 12 (và ký hiệu A và B).

1.1. Cấu trúc đa khung 12 khung

(cid:61656)

Khung có thời hạn (cid:49)(cid:50)(cid:53)(cid:117)(cid:115)

(cid:61692)Để tránh phỏng tạo từ mã đồng bộ do ảnh hưởng của nhiễu thì từ mã này phải có nhiều bit.

(cid:61692)Trong đa khung 12 khung lấy các bit F của các khung lẽ để tạo thành từ mã đồng bộ khung 101010

(cid:61692)lấy các bit F của các khung chẵn để tạo thành từ mã đồng bộ đa khung 00111S.

Bit S có logic 0 ở trạng thái bình thường và mức logic 1 khi mất đồng bộ khung hoặc mất đồng bộ đa khung.

1.1. Cấu trúc đa khung 24 khung

T = 125us x 24 = 3ms

F13 F14 F15 F16 F17 F18 F19 F20 F21 F22 F23 F24

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

Đa khung 24 khung

m e4 m 0 m e5 m 1 m e6 m 1

m e1 m 0 m e2 m 0 m e3 m 1

Chương I: Công nghệ PCM

II. Cấu trúc khung và đa khung

(cid:99)(cid:7911)(cid:97)(cid:32)(cid:98)(cid:7897) (cid:103)(cid:104)(cid:233)(cid:112)(cid:32)(cid:80)(cid:67)(cid:77)(cid:45)(cid:51)(cid:48)(cid:46)

2ms

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12

Đa khung 16 khung

TF =125us

Cấu trúc khung

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

TS CH

Khung F0

Các khung chẵn 0 0 1 1 0 1 1

B1 0

B2B3B4B5B6B7 B8 0 0 0 S A S S

Các khung lẻ

1 A S S S S S

Cấu trúc khung PCM30

(cid:61656)

Khung có thời hạn (cid:49)(cid:50)(cid:53)(cid:117)(cid:115)

(cid:61692)Khung được chia thành 32 khe thời gian bằng nhau và đánh số thứ tự từ TS0 đến TS31.

(cid:61692)Mỗi khung gồm có 256 bit và chu kỳ lặp lại của khung 125us.

(cid:61692)Mỗi đa khung kéo dài trong 2ms và chứa 16 khung

(cid:61692)Các khung được đánh số thứ tự từ F0 đến F15: Trong đó 8 khung mang chỉ số chẵn và 8 khung còn lại mang chỉ số lẻ.

(cid:61692)Các TS0 đứng đầu các khung chẵn gồm bit Si được sử dụng cho quốc tế

và 7 bit còn lại là từ mã đồng bộ khung 0011011.

Đồng bộ trong PCM30

Các khung chẵn 0 0 1 1 0 1 1

Các khung lẻ

1 A S S S S S

(cid:61692)Các khe TS0 đứng đầu các khung lẻ gồm bit thứ nhất Si dùng cho mạng quốc tế

(cid:61692)Bit thứ 2 luôn có logic 1 để tránh phỏng tạo từ mã đồng bộ khung

(cid:61692)Bit thứ ba dùng cho cảnh báo xa khi mất đồng bộ khung

(cid:61692)5 bit S còn lại dành cho quốc gia.

(cid:61692)Khi trạm đầu xa không thu được từ mã đồng bộ khung sẽ đặt A = 1 và truyền về trạm gốc.

Đồng bộ trong PCM30

Khung F0

B1 0

B2B3B4B5B6B7 B8 0 0 0 S A S S

(cid:61692)Khe thời gian TS16 của khung F0 truyền từ mã đồng bộ đa khung

vào vị trí các bit thứ nhất đến bit thứ tư

(cid:61692)Bit thứ 6 truyền cảnh báo xa khi mất đồng bộ đa khung (A=1)

(cid:61692)Các bit S dành cho quốc gia, nếu không sử dụng thì đặt S =1

Báo hiệu trong PCM30

(cid:61692)Các khe thời gian TS16 của khung F1 đến khung F15 dùng để truyền báo hiệu.

(cid:61692)Khi trạm đầu xa không thu được từ mã đồng bộ khung sẽ đặt A = 1 và truyền về trạm gốc.

(cid:61692)Báo hiệu của mỗi kênh thoại được mã hóa thành 4 bit a,b,c,d và ghép vào nửa khe thời gian TS16.

(cid:61558)Nửa bên trái truyền báo hiệu của các kênh thoại thứ nhất đến 15

(cid:61558)Nửa phải truyền báo hiệu các kênh thoại thứ 16 đến 30

Cơ sở thông tin số

Chương I: Công nghệ PCM

I. Công nghệ PCM:

II.Cấu trúc khung và đa khung

III.Nén dãn tương số

IV.Đồ thị tuyến tính từng đoạn

III.Nén dãn tương số

1. Đồ thị tuyến tính từng đoạn.

(cid:61549)

2. Bảng mã hóa luật có

trộn

3. Bảng mã hóa luật có A không trộn

1. Đồ thị tuyến tính từng đoạn.

7/8

6/8

5/8

4/8

3/8

2/8

1/32

1/16

1/2

1/64

Đặc tính biên độ nén dãn số A= 87,6/13

1/12 8

1. Đồ thị tuyến tính từng đoạn.

b1 b2b3b4 b5b6b7b8

Chỉ số đoạn

Chỉ số bước lượng tử

Phía trái nếu b1=0 và phải nếu b1=1

III.Nén dãn tương số

1. Đồ thị tuyến tính từng đoạn.

(cid:61549)

2. Bảng mã hóa luật có

trộn

3. Bảng mã hóa luật có A không trộn

(cid:61549)

2. Bảng mã hóa luật có

trộn

Mã vào có trộn

Mã ra có trộn

Mã nén

0 0 0 0 0 0 0 1 w x y z a 0 0 0 0 0 0 1 w x y z a b 0 0 0 0 0 1 w x y z a b c 0 0 0 0 1 w x y z a b c d 0 0 0 1 w x y z a b c d e 0 0 1 w x y z a b c d e f 0 1 w x y z a b c d e f g 1 w x y z a b c d e f g h

0 00 w x y z 0 0 1w x y z 0 1 0w x y z 0 1 1w x y z 1 0 0w x y z 1 0 1w x y z 1 1 0w x y z 1 1 1w x y z

0 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 0

Ví dụ: cho tín hiệu 7611, tính mã vào, mã nén, mã ra và sai số

III.Nén dãn tương số

1. Đồ thị tuyến tính từng đoạn.

(cid:61549)

2. Bảng mã hóa luật có

trộn

3. Bảng mã hóa luật có A không trộn

Mã vào 0 0 0 0 0 0 0 w x y z a 0 0 0 0 0 0 1 w x y z a 0 0 0 0 0 1 w x y z a b 0 0 0 0 1 w x y z a b c 0 0 0 1 w x y z a b c d 0 0 1 w x y z a b c d e 0 1 w x y z a b c d e f 1 w x y z a b c d e f g

Mã nén 0 0 0w x y z 0 0 1w x y z 0 1 0w x y z 0 1 1w x y z 1 0 0w x y z 1 0 1w x y z 1 1 0w x y z 1 1 1w x y z

Mã ra 0 0 0 0 0 0 0 w x y z 1 0 0 0 0 0 01 w x y z 1 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0