【導讀】系統(tǒng)上除了完成理論驗證實驗外，還可以完成該課程設計、畢業(yè)設計，以及二次性開發(fā)。本系統(tǒng)適合于各大學通信專業(yè)的?？粕?、本科生、研究生以及教師和相關的科研使用。程控交換系統(tǒng)模塊結構框圖如圖三所示。它由TMS320VC5410A芯片、SRAM和FLASH構成微控制系統(tǒng)。完成信號的分解、標準工作頻率是140MHz，產品在出廠時已設定好，無需調整。在做二次開發(fā)時根據需要

　　

【正文】 38 4．在電話摘機的同時，用示波器觀察 Aout1點的波形，記錄 下?lián)芴栆舻牟ㄐ渭邦l率。 5．在不按鍵即不更改系統(tǒng)參數的情況下， 20 秒后， Aout1 出現忙音，記錄下忙音的波形及頻率。 6．繼續(xù) 20 秒后， Aout1 出現催掛音，記錄下催掛音的波形及頻率。 7．將電話掛機。 8．將電話摘機，鍵入非本系統(tǒng)電話號碼，如 333 等，用示波器測量 Aout1 的波形，記錄下空號音的波形及頻率。 9．將電話掛機，打開鈴流開關，觀察鈴流狀態(tài)指示燈 D202 的狀態(tài)及閃爍情況，用萬用表交流電壓檔測量 TF21 的電壓值。 10．用示波器觀察 TF21 的波形及頻率。 11．關閉鈴流開關，關閉系統(tǒng)電源，整理實驗 記錄及實驗設備。 六、實驗注意事項 在測量 25Hz 的鈴流信號發(fā)生器輸出的波形時，一定要注意萬用表的量程和示波器的電壓量程檔，以防止損壞儀器和其它電子器件。 39 實驗七 DTMF 譯碼實驗 一、實驗目的 1．了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。 2．熟悉該電路的組成及工作過程。 3．觀測電話機發(fā)送的 DTMF 信號波形。 4．觀測 DTMF 信號的接收工作波形。 二、實驗設備 20M 通用示波器一臺， THECJ2 型現代程控交換 實驗箱一臺，話機兩部 三、實驗電路工作過程 按鍵話機所發(fā)出的選擇信號是采用編碼方式傳送，用一組按鍵代替撥號盤，每個話機共有 8 個頻率，分成高頻組和低頻組。其對應關系如下圖： 圖 7－ 1 按鍵號碼與頻率的關系 按鍵號碼是兩個四中取一的雙頻編碼方式，即每個按鍵按下時，發(fā)出兩個頻率，一個是高頻組中的四中取一，另一個則是低頻組中的四中取一。 DTMF 譯碼有硬件譯碼和軟件譯碼兩種。 硬件譯碼過程如下： DTMF 接收器先經高、低群帶通濾器進行 fL/ fH 區(qū)分，然后過零 Goertzel 算法介紹 40 Goertzel算法的仿真 檢測、比較，得到相應于 DTMF的兩路 fL、 fH 信號輸出。該兩路信號經譯碼、鎖存、緩沖，恢復成對應于 16 種 DTMF 信號音對的 4 比特二進制碼（ D1～ D4）。 軟件譯碼過程如上： A/D 采樣輸入信號，對輸入信號進行數字信號處理，主要算法包括： 雙音頻率信息獲取算法： Goertzel算法 41 判決方法 ? 信號強度大于 THRSIG ? 雙音信號（行、列）功率差： THRTWIREV~THRTWISTD ? 比鄰近雙音信號強度大 THRROWREL， THRCOLREL ? 二次諧波強度小于 THRROW2nd， THRCOL2nd 電路框圖： 圖 7－ 2 DTMF 譯碼電路框圖 模擬信號經過 PCM 轉換電路以后，轉換為 A 率編碼的 PCM 信號，通過 FPGA 組合到 32 路信號中發(fā)送給 DSP， DSP 通過其 MCBSP 口接收到 E1 PCM 信號，提取該時隙的PCM 信號并講 A率編碼信號解擴為線性 PCM 編碼進行 DTMF 軟解碼。 四、實驗內容 1．熟悉 DTMF 信號的特性。 2．了解 DTMF 信號軟件譯碼的算法和流程。 3．體會 DSP 實現 DTMF 信號的軟件譯碼。 五、實驗步驟 1．將兩部電話接到用戶一和用戶三模塊接口，系統(tǒng)上電。 2．用實驗箱上的左右鍵選擇到 交換界面，按下確認鍵，看到液晶第一行反顯，再按下選擇 撥號 檢測，按確認鍵，此時進入 撥號 檢測的觀測狀態(tài)。 3．用戶一摘機，可以觀察到液晶進入譯碼檢測畫面，其中的坐標圖是用戶一輸入信 PCM轉換電路 FPGA緩存 DSP 軟件 DTMF 譯碼 信號輸入 42 號的幅頻特性圖，縱坐標是幅度，橫坐標是頻率，由于按鍵音頻率集中在 600～ 1800Hz范圍內，故只顯示此范圍的幅度。下面是按鍵譯碼的數據。 4．按下話機的按鍵 1，用示波器觀測 Ain1 的波形，此時為 697Hz＋ 1209Hz的信號，觀測液晶顯示的幅頻圖，是否信號能量集中在 690 和 1200 位置處，觀察譯碼結果是否一致。 5．按下其他鍵做模擬信 號和幅頻特性的觀察實驗，可觀察幅頻特性來推斷按鍵的號碼（軟件程序也是如此來獲得按鍵號碼的）。 6．用戶一掛機。按取消鍵，再按左鍵恢復正常狀態(tài)。 7．打開鈴流開關，將用戶一摘機，撥打用戶三的號碼，體會 DTMF 軟譯碼的實際效果。 六、實驗注意事項 液晶觀測譯碼只有用戶一有效，其他用戶無效。檢測畫面只有當用戶一摘機的時候才開啟。由于 DTMF 采樣頻率為 8K，每個周期的點很少，圖像看起來比較松散。 43 實驗八 主叫識別 (CID)實驗 一、實驗目的 1．掌握 CID 功能的原理。 2．了解 CID 功能 實現的過程。 二、實驗設備 20M 通用示波器一臺， THECJ2型現代程控交換 實驗箱一臺，話機兩部，可顯電話一部 三、電路組成和原理 1． CID 功能介紹 主叫識別信息傳送及顯示 CID 業(yè)務是向被 叫 電話用戶提供的一種新的服務項目是 指在被叫用戶終端設備上顯示主叫號碼主叫用戶姓名呼叫日期時間等主叫識別信息 并進行存儲以供用戶查閱的一種服務項目。 實現 CID 的基本方法是發(fā)端交換機將主叫號碼等通過局間信令系統(tǒng) (例如 信令 系統(tǒng) )傳送給終端交換機終端交換機將主叫識別信息以移頻鍵控 FSK 的方式送給被 叫用戶終端設備如圖 8－ 1 所示 圖 8－ 1 CID 傳送方法示意圖 終端交換機將主叫識別信息送給被叫用戶終端設備在下述兩種狀態(tài)下進行 ： 一種是用戶終端掛機狀態(tài)另一種是用戶終端通話狀態(tài)。掛機狀態(tài)下的傳送方法是終端交換機將主叫識別信息在第一次振鈴和第二次振鈴間隔期間送給被叫用戶終端設備。通話狀態(tài)下的傳送方法是指具有 CID 功能的用戶乙已經與用戶甲處在通話狀態(tài)下又有第三方面用戶丙呼叫用戶乙時在用戶乙終端設備上顯示用戶丙的識別信息在此狀態(tài)下的 CID 業(yè)務必須以呼叫 44 等待 call waiting 業(yè)務為前提 。 2．數據格式 主叫識別數據格式有兩種；單數據消息格式（ SDMF）和復合數據消息格式（ MDMF）。前者的結構簡單，可容納的信息內容較少，如：呼叫序號、呼叫建立日期和時間及主叫號碼；后者的結構比較復雜，可容納的信息長度較長，除單數據格式內容以外還可傳主叫用戶的姓名等。 圖 8－ 2 單數據和復合數據消息幀格式 （ 1）單數據消息格式 單數據消息格式由消息頭和消息體組成，消息頭由消息類型和消息長度組成，它們均為 8bit。消息類型的值用來識別消息的特征。消息長度指明后面所跟的消息字的長度。消息體包括交換機需傳 給終端用戶的消息，消息體可容納 1255 個 8bit 的消息字。每個字用8bit 不帶校驗位的 8 位編碼字符集表示。 45 （ 2）復合數據消息格式 與單數據格式一樣，復合數據消息格式由消息體組成。不同的是，復合數據的消息體由一個或多個小的消息（稱為參數消息 0 組成，參數消息同樣具有參數頭和參數體。參數頭包括參數類型和參數長度，它們均為 8bit。參數類型值用來識別后續(xù)參數字。參數長度指明參數體中參數字的數目。復合數據消息格式允許不同特征產生的不同消息在同一個幀中傳送。 （ 3）消息幀格式 一個完整消息幀由信道占用信號和標志信號 、數據信息和校驗字組成。信道占用信號和標志信號的目的是提示電話終端準備接收數據。校驗字是用作差錯檢查。 信道占用信號：由一組 300 個連續(xù)的 “0”和 “1”交替的位組成，其第一個比特為 “0”，最后一個比特為 “1”。在通話狀態(tài)下，信道占用信號不發(fā)送。 標志信號：由 180個（在掛機狀態(tài)下）或 80 個（在通話狀態(tài)下）標志位（邏輯 “1”）組成。 標志位；由 0~10 個邏輯 “1”組成。 每個數據字之前先行一位 “0”作為起始位，在最后加一位 “1”作為結束位。每個數據字的最低位先發(fā)送。這樣，實際每個字占 10bit，即 1XXXXXXXX0。數據傳送時，信道占用信號發(fā)送后接收標志信號。 數據信號必須連續(xù)傳送，若需要，標志位應加在如下位之間： a）消息類型字與消息長度字之間。 b）消息長度字與第一個參數字或消息字之間。 c）參數類型字與相應的參數長度之間。 d）參數長度字與第一個參數之間。 e）最后一個參數字與下一個參數類型字之間。 f）最后一個參數字或消息字與校驗字之間。 （ 4）數據定義 46 消息類型字的值（ 16 進制數表示）從 00~FF 可定義 256 種不同特征的消息，見表 8－ 1。 表 8－ 1 消息類型定義 值 含義 數據消息類型 00000100 主叫號碼傳送信息 單數據格式 10000000 呼叫建立 復合數據格式 其他 備用 備用 消息長度字為消息體中消息字的數目。用 16 進制數表示，值從 00~FF。 參數類型字的值（ 16 進制表示）從 00~FF可定義 256 種不同特征的參數，見表 8－ 2。 表 8－ 2 參數類型定義 值 含義 00000001 呼叫時間 00000010 主叫號碼 00000100 無 主叫號碼 00000111 主叫姓名 00001000 無主叫姓名 其它 備用 參數長度字為參數體中參數字的數目。用 16 進制數表示，值從 00~FF。 單數據消息格式消息字有以下各項： 日期、時間（月、日、時、分）用 ASCII 字符表示，共 8 個字節(jié)； 47 主叫號碼（如果允許顯示）用 ASCII 字符表示； 如果不允許顯示主叫號碼，將傳送字符 “P”； 當終端交換機無法得到主叫號碼時，將傳送字符 “O”。 單數據消息格式消息按消息類型（如： 04H）、消息長度、消息字、月、 日、時、分、主叫號碼（ “O”或 “P”）順序排列組成。 復合數據消息格式參數字有以下各項： 日期、時間（月、日、時、分）用 ASCII 字符表示，共 8 個字符； 主叫叫碼用 ASCII 字符表示； 無主叫號碼用字符 “P”或 “O”表示； 主叫姓名用 ASCII 字符表示。 無主叫姓名用 ASCII 字符表示，用字符 “P”或 “O”表示。 （ 5）差錯檢查 發(fā)送器按一定的算法計算出消息的校驗字并附加到消息后面。接收器在收到消息幀后重新計算出校驗字并與收到的校驗字相比較。若兩值相同則消息正確收到。校驗字的算法是將消息數據（即單 數據格式的消息類型字，消息長度字和消息數據字；復合數據格式的消息類型字，消息長度字，所有的參數類型字，所有的參數長度字和所有的參數數據字）按 256 模求和取補來得到校驗字。 3．主叫識別信息數據傳送協(xié)議 在一次呼叫中若被叫用戶申請了 CID 業(yè)務則終端交換機向該被叫用戶傳送主叫識別信息數據傳送時序如圖 8－ 3 所示 圖 8－ 3 主叫識別信息數據傳送的時序 符號 時間值 含義 48 A 鈴流 B ~ 第一次振鈴結束與數據傳送開始之間的時間間隔 C 傳送數據的時間包括信道占用信號和標志信號 D 200ms 數據傳送結束與第二次振鈴開始之間的時間隔 E 1s 鈴流 B+C+D 應 各時段可根據具體情況定 在數據傳送前或過程中 ,如果用戶摘機 ,則傳送停止且呼叫處理正常進行。 4．交換機端的物理層數據傳送電參數 FSK 數據要求 調制方式 相位連續(xù)二進制移頻 邏輯 1