摘  要：PCM 是將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的常用方法。為了研究PCM30/ 32 路系統(tǒng)的發(fā)端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)，采用Max+ Plus Ⅱ設(shè)計(jì)出了該系統(tǒng)的電路圖，并在Max+ Plus Ⅱ中對(duì)該電路進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，PCM 30/ 32 路系統(tǒng)共包含32 路信息，其中包含30 路話音信號(hào)和兩路同步信息，每一路信息可以由D1~ D8 八位PCM 編碼表示。該軟件使用簡(jiǎn)單,操作靈活，支持的器件多，設(shè)計(jì)輸入方法靈活。

　　在通信技術(shù)中為了獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，就必須充分利用信道的傳輸能力，擴(kuò)大通信容量。因此，采取多路化制式是極為重要的通信手段。最常用的多路復(fù)用體制是頻分多路復(fù)用( FDM) 通信系統(tǒng)和時(shí)分多路復(fù)用( TDM) 通信系統(tǒng)。頻分多路技術(shù)是利用不同頻率的正弦載波對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，把各路基帶信號(hào)頻譜搬移到不同的頻段上，在同一信道上傳輸。而時(shí)分多路系統(tǒng)中則是利用不同時(shí)序的脈沖對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣,把抽樣后的脈沖信號(hào)按時(shí)序排列起來(lái)，在同一信道中傳輸。頻分多路復(fù)用主要用于模擬通信系統(tǒng)，時(shí)分多路復(fù)用常用于數(shù)字通信。碼分復(fù)用( CDMA) 用于移動(dòng)通信。

　　1   EDA 技術(shù)

　　EDA( 電子線路設(shè)計(jì)自動(dòng)化) 是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)、以硬件描述語(yǔ)言( VHDL) 為設(shè)計(jì)語(yǔ)言、以可編程器件( CPLD/ FPGA ) 為實(shí)驗(yàn)載體、以ASIC/ SOC 芯片為目標(biāo)器件，進(jìn)行必要的元件建模和系統(tǒng)仿真的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程。EDA 是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)*,它源于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試和計(jì)算機(jī)輔助工程 。利用EDA 工具，電子設(shè)計(jì)師從概念，算法、協(xié)議開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，從電路設(shè)計(jì),性能分析直到IC 版圖或PCB 版圖生成的全過(guò)程均可在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)完成。EDA 代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的最新發(fā)展方向，其基本特征是設(shè)計(jì)人員以計(jì)算機(jī)為工具，按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分，由硬件描述語(yǔ)言完成系統(tǒng)行為級(jí)設(shè)計(jì),利用先進(jìn)的開(kāi)發(fā)工具自動(dòng)完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局布線、仿真及特定目標(biāo)芯片的適配編譯和編程下載，這被稱為數(shù)字邏輯電路的高層次設(shè)計(jì)方法。

　　EDA 技術(shù)的主要特征作為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)技術(shù)，EDA 具有以下幾個(gè)明顯特征：

　　( 1) 用軟件設(shè)計(jì)的方法來(lái)設(shè)計(jì)硬件;( 2) 基于芯片的設(shè)計(jì)方法;( 3) 自動(dòng)化程度高;( 4) 自動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)品直面設(shè)計(jì)。

　　2   PCM發(fā)端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)

　　對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)，CCIT T 規(guī)定，PCM 的抽樣率為8 kHz，即在1 s 內(nèi)信息可分成8K 個(gè)幀。每幀的周期為125  s，在每個(gè)幀周期內(nèi)，安插有32 路時(shí)隙，分別用TS0~ TS31 表示，其中TS0 作為幀同步時(shí)隙，用來(lái)傳送幀同步碼組和幀失步對(duì)告碼，T S16 用來(lái)傳送復(fù)幀同步信號(hào)，復(fù)幀失步對(duì)告及各路信道信號(hào)，另外30 路時(shí)隙用來(lái)傳送30 路話音信號(hào)，每個(gè)時(shí)隙可以插入8 位二進(jìn)制信息碼( 即每時(shí)隙含8 b 信息碼，由PCM 編碼器完成) 。另外，每16 幀構(gòu)成1 個(gè)復(fù)幀，即1 個(gè)復(fù)幀中有16 個(gè)子幀( 編號(hào)為F0，F(xiàn)1,… ，F(xiàn)15) ，其中F0，F(xiàn)2，,F14 為偶幀，F(xiàn)1，F(xiàn)3,… ，F(xiàn)15 為奇幀，以上的幀構(gòu)成PCM30/ 32 路基群系統(tǒng)。PCM 的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1  PCM30/ 32 路基群系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)以上幀結(jié)構(gòu)PCM30/ 32 系統(tǒng)的碼速率為：

　　Fs= 8K×32 × 8= 2. 048 Mb/ s以上幀結(jié)構(gòu)的同步碼及信令比特如下:

　　( 1) 偶幀( F0，F(xiàn)2,… ，F(xiàn)14) 的T S0 用于傳送幀同步碼，碼型為0011011。

　　( 2) 奇幀( F1，F(xiàn)3，…，F(xiàn)15) 的T S0 中的1 b 用于傳送幀失步碼。當(dāng)幀同步時(shí)，A1= 1，失步時(shí)A1= 0，其他比特為國(guó)內(nèi)通信用。

　　( 3) 每一子幀TS0 的第一比特用于CRC 校驗(yàn)，不用時(shí)固定發(fā)“ 1”。

　　( 4) TS1~ TS15 及TS17~ T S31 共30 個(gè)時(shí)隙用于傳送第1 路至第30 路信息信號(hào)。

　　( 5) T S16 用于傳送復(fù)幀同步信號(hào)、復(fù)幀失步信號(hào)及各路信道( 掛機(jī)、占線等) 信號(hào)。

　　由PCM 的幀結(jié)構(gòu)可知，PCM 基群的時(shí)序是時(shí)鐘及幀時(shí)序發(fā)生器控制的，其原理框圖如圖2 所示。圖中的PCM 編碼由單片PCM 編碼器完成，碼型變換器即NRZ 碼 HDB3 碼變換器。將變換后的雙極性信碼送到數(shù)字調(diào)制器或多路基群復(fù)接器，復(fù)接成高次群后送到數(shù)字調(diào)制設(shè)備或光通信設(shè)備。

圖2  PCM30/ 32 基群系統(tǒng)原理框圖

　　3   仿真結(jié)果

　　打開(kāi)PC 機(jī)界面Max+ Plus  軟件，輸入圖3 所示的電路圖；選菜單File Pr oject Set Project toCur rent File，然后選菜單Max+ plus  complier 編輯當(dāng)前圖形文件; 仿真電路，記錄電路仿真波形( 仿真參數(shù)為grid size= 2. 4  s; End t ime= 100 ms) 。仿真結(jié)果如圖4，圖5 所示。

圖3  PCM30/ 32 基群系統(tǒng)電路圖

圖4   PCM30/ 32 路系統(tǒng)的發(fā)送端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果1

圖5   PCM30/ 32 路系統(tǒng)的發(fā)送端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果2

　　由圖4，圖5 可以看出，該仿真結(jié)果包含F(xiàn)0，F(xiàn)1，F(xiàn)2三幀信息，每幀包含ch1~ ch30 共30 路信息，每一路信息可以由D1~ D8 八位PCM 編碼表示。

　　4   結(jié)  論

　　本文利用Max+ Plus  軟件對(duì)PCM30/ 32 路系統(tǒng)的發(fā)送端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真，由仿真結(jié)果可以清楚地發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)發(fā)端時(shí)序的規(guī)律，該軟件使用簡(jiǎn)單，操作靈活，支持的器件多，設(shè)計(jì)輸入方法靈活多變。