模拟电话通信系统
模拟通信系统与数字通信系统的区别!
在通信领域中，模拟通信系统和数字通信系统是两种主要的通信方式，它们在原理、特点、性能以及应用等方面存在着显著的区别。
一、基本原理1. 模拟通信系统①模拟通信系统是基于模拟信号进行信息传输的。
模拟信号是一种连续的信号，其幅度、频率或相位随时间连续变化，能够直接表示原始信息。
例如，声音通过麦克风转换为电信号时，产生的就是模拟信号，其电压或电流的幅度与声音的强度成正比。
②在模拟通信中，信息源产生的原始电信号通常经过调制，将其频谱搬移到适合传输的频段，然后通过信道传输。
在接收端，经过解调恢复出原始信号。
2. 数字通信系统①数字通信系统则是基于数字信号进行信息传输的。
数字信号是一种离散的信号，其幅度取值是有限的离散值，通常用二进制代码表示。
例如，计算机中的数据、数字电话中的语音信号等都是数字信号。
②数字通信系统中，信息源产生的原始信号首先经过采样、量化和编码等过程转换为数字信号，然后进行数字调制，将数字信号的频谱搬移到适合传输的频段。
接收端接收到信号后，经过数字解调、解码等过程恢复出原始数字信号，最后通过数模转换恢复出原始模拟信号。
二、信号特点1. 模拟信号①连续性：模拟信号在时间和幅度上都是连续变化的，没有明显的断点或跳跃。
②无限精度：模拟信号的幅度可以取任意值，具有无限的精度。
3. 易受干扰：由于模拟信号的幅度是连续变化的，所以在传输过程中容易受到噪声、干扰等因素的影响，导致信号失真。
2. 数字信号①离散性：数字信号在时间和幅度上都是离散的，只有有限的几个取值。
②有限精度：数字信号的幅度取值是有限的，通常用二进制代码表示，因此具有有限的精度。
③抗干扰性强：数字信号具有较强的抗干扰能力，因为只要干扰的幅度不超过一定的阈值，就不会影响数字信号的取值。
三、系统性能1. 有效性①模拟通信系统：通常用有效传输带宽来衡量有效性。
由于模拟信号的频谱是连续的，所以需要较宽的带宽来传输。
②数字通信系统：一般用传输速率（比特率）和频带利用率来衡量有效性。
蜂窝系统
微微蜂窝小区 随着容量需求进一步增长，运营者可按同一规则安装第三或第四 层网络，即微微蜂窝小区(picocell)。微微蜂窝实质就是微蜂窝的 一种，只是它的覆盖半径更小，一般只有10m～30m；基站发射 功率更小，大约在几十毫瓦左右；其天线一般装于建筑物内业务 集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式而存在的， பைடு நூலகம்主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。 在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通过在宏蜂窝下引入 微蜂窝和微微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结 构，从而解决网络内的“盲点”和“热点”，提高网络容量的。 因此，一个多层次网络，往往是由一个上层宏蜂窝网络和数个下 层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系统。如图
微蜂窝小区 微蜂窝小区(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门 技术。它的覆盖半径大约为30m～300m；发射功率较小，一般 在1W以下；基站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面 5m～10m，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。 因此，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖，消除宏蜂窝中的“盲 点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距 离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的 增长，且RF干扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足 该微小区域质量与容量两方面的要求。在实际设计中，微蜂窝作 为无线覆盖的补充，一般用于宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的 地点，如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的 场合一般是话务量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会 议中心、商务楼、停车场等地。
①扩大系统覆盖区域；
②提高频谱利用率，增加系统容量；
③降低基站发射功率，减少信号间干扰； ④减少电磁环境污染； ⑤节省系统成本。 智能蜂窝既可以是宏蜂窝，也可以是微蜂窝和微微蜂窝。这项技 术正在研制过程中。
电话工作原理和应用的关系
电话工作原理和应用的关系1. 电话工作原理的基础•信号传输：电话通信基于电信号的传输，通过将声音转换为电信号并在网络中传输。
•模拟电话系统：传统的电话系统基于模拟信号传输，通过模拟电压的变化来传递声音信号。
•数字电话系统：现代电话系统采用数字信号传输，通过将声音转换为数字信息，然后在网络中传输和处理。
2. 电话的基本组成部分•麦克风：用于将声音转换为电信号的输入设备。
•扬声器：用于将电信号转换回声音的输出设备。
•拨号键盘：用于拨号和其他电话功能操作的装置。
•传输介质：电话信号传输的物质介质，可以是铜线、光纤或无线信号。
•交换设备：电话网络中的核心设备，用于连接不同的电话线路和转接电话信号。
3. 电话应用的关系•语音通信：电话是最基本和常见的语音通信工具，通过电话可以进行远程的实时语音对话，方便人们之间的沟通。
•远程会议：电话可以用于远程会议的组织和实施，不同地点的人们可以通过电话进行语音交流，实现实时的会议讨论。
•电话销售：电话可以用于销售和客户服务，销售人员可以通过电话与潜在客户进行联系和销售推广，客户也可以通过电话咨询和购买产品。
•应急通信：电话是一种稳定可靠的通信手段，可以在紧急情况下进行求救和通知，帮助人们及时应对各种突发事件。
•远程教育：电话可以用于远程教育和培训，学生和教师可以通过电话进行远程教学，提供教育资源和知识传递。
•商务通讯：电话是商务交流的重要工具，通过电话可以进行商务洽谈、下订单、咨询等工作活动，方便商业合作。
4. 电话工作原理对应用的影响•音质：电话工作原理的不同会直接影响通话的音质，模拟电话系统可能会存在杂音和质量下降的问题，而数字电话系统能提供更清晰的通话音质。
•可靠性：电话工作原理和网络设备的可靠性对通话的稳定性和连通性有着直接影响，模拟电话系统可能会受到外界干扰和线路故障的影响，而数字电话系统更加稳定可靠。
•功能：电话的功能及其应用的丰富程度受到电话工作原理的限制，数字电话系统提供了更多的功能，例如语音信箱、呼叫转移、多方通话等功能。
通信系统的分类方式
通信系统的分类方式
通信系统可以根据不同的分类方式进行分类，常见的分类方式包括以下几种：
1. 按传输媒介分类：根据通信系统所使用的传输媒介，可以将通信系统分为有线通信系统和无线通信系统。
有线通信系统主要通过电缆或光纤等有线传输媒介进行信息的传输；无线通信系统则通过无线电波等无线传输媒介进行信息的传输。
2. 按通信范围分类：根据通信系统的通信范围，可以将通信系统分为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)和个人局域网(PAN)等。
广域网覆盖较大的范围，通常为跨越城市、地区、甚至国家的范围；城域网覆盖城市范围；局域网通常用于小范围内的局部通信；个人局域网则是个人设备之间的通信。
3. 按传输方式分类：根据信息的传输方式，通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统。
模拟通信系统通过连续的信号进行信息的传输，如传统的电话系统；数字通信系统则将信息转换为离散的数字信号进行传输，如数字电话系统和Internet 等。
4. 按通信协议分类：通信系统也可以根据所使用的通信协议进行分类，如TCP/IP协议、以太网协议等。
以上是通信系统常见的分类方式，不同的分类方式主要从不同的角度划分通信系统，以便于理解和研究。
电话通信系统方案
电话通信系统方案1. 引言电话通信系统是现代社会中必不可少的一种通信方式，它能够通过声音的传递实现人与人之间的即时通信。
本文将介绍一个通信系统的方案，包括系统的概述、系统的组成和实现方法等。
2. 系统概述电话通信系统是由多个电话终端、电话交换机、传输媒介、信令和控制系统等组成的。
它能够实现用户之间的语音通信、传真传输等功能。
电话通信系统广泛应用于家庭、企业、政府机关等各个领域。
3. 系统组成电话通信系统主要由以下几个组成部分构成：3.1 电话终端电话终端是用户进行语音通信的设备，包括有线电话、无线电话、手机等。
它们通过麦克风和扬声器实现声音的输入和输出。
电话终端一般具有拨号功能，用户可以通过拨号键盘拨打电话号码。
3.2 电话交换机电话交换机是电话通信系统中的核心设备，用于实现电话呼叫的接入、转接和结束等功能。
电话交换机可以根据呼叫的号码进行路由选择，将呼叫连接到目标终端。
3.3 传输媒介电话通信系统的传输媒介包括电话线路、光纤、卫星等。
电话线路是传输电话信号的常用媒介，它可以通过传统的铜线或光纤进行传输。
光纤传输速度快且容量大，适用于高速和长距离的通信。
3.4 信令和控制系统信令和控制系统用于管理和控制电话通信系统的呼叫过程。
它包括拨号信号的解析、呼叫连接的建立和释放等功能。
信令和控制系统一般由软件实现，可以自动处理和路由电话呼叫。
4. 实现方法电话通信系统的实现可以采用以下几种方法：4.1 传统模拟电话系统传统模拟电话系统是电话通信系统的最早实现方法之一。
它通过模拟信号的传输实现语音通信功能。
传统模拟电话系统相对简单，但由于传输质量受到限制，存在通话质量不稳定和容易受到干扰等问题。
4.2 数字电话系统数字电话系统是一种基于数字信号的电话通信系统。
它通过将语音信号转换成数字信号进行传输，可以提供更好的通话质量和更多的功能。
数字电话系统可以利用计算机网络进行数据传输，实现语音通信和数据传输的统一。
模拟电话通信系统课件
数字信号传输是通过数字通信网络进行传输的， 如光纤、无线通信等。
数字信号的特点
数字信号具有离散性、抗干扰能力强等特点，能 够保证通信的可靠性和稳定性。
信号转换技术
01
模拟信号转换为数字信号
通过模拟/数字转换器（A/D转换器）将模拟信号转换为数字信号。
02
数字信号转换为模拟信号
通过数字/模拟转换器（D/A转换器）将数字信号转换为模拟信号。
云计算技术
云计算技术的运用将推动模拟电话通信系统向云端转移，实现更高效 的数据存储、处理和远程控制。
市场发展趋势
市场规模持续扩大
随着人们对通信需求的不断增长，模拟电话通信系统的市场规模 将持续扩大。
行业应用领域不断拓展
从传统的电信、金融等行业拓展到智能家居、智慧城市等领域，模 拟电话通信系统的应用领域将更加广泛。
工业物联网
工业物联网的发展需要高可靠、高稳定的通信网络支持，模拟电话通信系统将为工业物联 网的发展提供重要的通信保障。
感谢观看
THANKS
05
模拟电话通信系统的信号传
输
模拟信号传
模拟信号定义
模拟信号是指利用连续的 电压或电流表示信息的信 号。
模拟信号传输方式
模拟信号传输是通过电话 线、电缆等方式进行传输 的。
模拟信号的特点
模拟信号具有连续性、实 时性等特点，能够真实地 表示声音、图像等信息。
数字信号传
数字信号定义
数字信号是指利用离散的电压或电流表示信息的 信号。
成。
广域网
定义
广域网是将分布在不同地点的计算机和设备通过通信线路互联起 来，实现数据传输和资源共享的计算机网络。
特点
模拟电话的电路原理及应用
模拟电话的电路原理及应用1. 概述模拟电话是指基于传统的模拟电信技术而实现的电话通信系统。
它利用模拟电路传输语音信号，使用户可以通过电话线路进行语音通信。
本文将介绍模拟电话的电路原理以及其应用。
2. 电路原理模拟电话的电路原理是基于模拟电信技术设计的，主要包括电话呼叫、语音通信和信号传输三个方面的内容。
2.1 电话呼叫在模拟电话系统中，呼叫过程通常包括拨号、呼叫建立和呼叫振铃等环节。
•拨号：用户通过拨号盘输入拨号码，拨号信号经过拨号机构的信号处理后转换为数字信号。
•呼叫建立：拨号信号经过交换机后，与被叫号码建立连接；后续的呼叫建立阶段是建立语音通信的准备阶段。
•呼叫振铃：被叫用户的电话设备会通过振铃信号进行响应，告知用户有呼叫请求。
2.2 语音通信语音通信是模拟电话的核心功能，其实现需要用到语音编码、解码和信号处理等技术。
•语音编码：将语音信号转换为数字信号，常用的编码方式有Pulse Code Modulation (PCM)和Adaptive Differential Pulse Code Modulation(ADPCM)等。
•语音解码：将数字信号转换为模拟语音信号，使其能够被人类听到。
•信号处理：通过信号处理技术对音频信号进行增强、降噪等处理，以提高通信质量。
2.3 信号传输信号传输是指模拟电话中语音信号的传递和接收过程，主要包括线路传输和信号调制解调两个方面。
•线路传输：通过电话线路传输语音信号，一般使用两线制或四线制，以保证语音信号的传递质量。
•信号调制解调：调制是将语音信号转换为模拟信号，使其能够在传输过程中传递；解调则是将模拟信号转换为语音信号，以供接收方使用。
3. 应用模拟电话具有广泛的应用范围，包括家庭电话、企业电话以及公共电话等。
3.1 家庭电话模拟电话在家庭中应用广泛，通过家庭电话用户可以实现长距离语音通信，方便与家人、亲友进行交流。
家庭电话的安装通常较为简单，只需接入电话线路即可使用。
模拟电话通信系统PPT课件
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所 有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在 我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利 完成，要特别感谢我的指导老师***老师，感谢各位 老师的关心和帮助。
解决方法
常用的方法有定时查询方式和中断方式，在查询方式下无论 外界信号是否发生变化，查询系统必须定时运行驱动程序， 因而需占用较多的CPU时间，效率较低。中断方式的实时性 较强，且仅在外界信号到达时启动程序，因而效率较高。但 中断的随机性很大，被中断的进程的环境必须得到妥善的保 护。因此中断处理方式相对较复杂。还有一种方式是采用多 CPU并行处理。具体采用哪一种方式要视输入信号的实时性 要求和处理器的负荷决定。
一般情况，呼叫可以分为三个阶段：接续过程、通 话过程、拆续过程。接续过程是指从用户发起呼叫 一直到通话正式建立的整个阶段。在这个阶段，交 换机主要完成以下工作：首先，交换机应能够检测 到用户摘机并提示用户拨号，然后按照用户所拨的 电话号码检测对方现在所处的状态，如果对方正处 于“空闲”状态，则使对方用户电话振铃，此时对 方用户应在规定的时间内摘机，通话方可建立，否 则交换机认为对方不在并向主叫用户发催挂音同时 释放交换机资源，直到主叫挂机；如果对方正处于 “忙”的状态（“摘机”状态）则交换机向主叫发 忙音，最后释放所有被占用的资源。
第三章 系统的硬件实现
I/0扩展口
键盘输入
DTMF接收器
CPU
用户状态检测电路
信号音控制电路
交换网络驱动电路
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致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所 有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在 我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利 完成，要特别感谢我的指导老师***老师，感谢各位 老师的关心和帮助。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。
模拟电话通信系统的软件设计
指导教师： 学生： 班级： 系别：
主要内容
第一章 引言 第二章 电话通信系统的工作原理 第三章 系统的硬件实现 第四章 控制软件的设计
第一章 引言
本文是基于单片机的模拟电话通信系统的软件设计， 设计的核心是设计一个简易的程控交换系统。本设 计的重点是交换系统的软件设计，其设计的主要内 容是对单片机进行编程，使其能够完成对整个系统 的控制，实现呼叫、接续、拆线等各种通信功能。 研究现状：随着经济的发展和人民生活水平的提高， 电话通讯在生活及工作中发挥了重大作用，但普通 的一个或多个话机并行接入一根外线的模式已经远 远不能满足生活和工作上的需要，并带来许多不便； 专用的交换机又太昂贵及功能太过强大造成浪费。
呼叫处理过程流程图
软件设计流程
系统初始化程序：对AT89C51设置中断及内部数据存储单元清零， 8255进行端口功能设置 主叫摘机检测程序：主叫摘机后，拨号音控制信号至高电平，交换网 络向主叫方发送拨号音。 拨号检测与等待摘机程序：主叫开始拨号，AT89C51检测到拨号信号 后立刻中断拨号音的发送，响应中断读取电话号码对应的二进制编码。 如果被叫号码对应的主机不存在或被叫方正在通话过程中，则向主叫 方发送忙音，催其挂机。如果被叫方能后接通，则振铃音控制信号和 回铃音控制信号置高电平，交换网络向被叫方发送振铃信号，同时向 主叫方发送回铃音。 话路接续程序：检测到被叫方摘机信号后，系统停止发送振铃音和回 铃音，AT89C51启动MT8816接通通话线路。 通话检测程序：线路一旦接续成功，双方即可进行通话。当检测到一 方的挂机信号后，向为挂机的用户从催挂音（本系统用忙音代替）， 双发挂机后，AT89C51控制MT8816进行拆除通话线路，回初始化程 序，重新等待用户摘机。
解决方法
常用的方法有定时查询方式和中断方式，在查询方式下无论 外界信号是否发生变化，查询系统必须定时运行驱动程序， 因而需占用较多的CPU时间，效率较低。中断方式的实时性 较强，且仅在外界信号到达时启动程序，因而效率较高。但 中断的随机性很大，被中断的进程的环境必须得到妥善的保 护。因此中断处理方式相对较复杂。还有一种方式是采用多 CPU并行处理。具体采用哪一种方式要视输入信号的实时性 要求和处理器的负荷决定。 在本系统中同时采用了查询和中断两种方式。对于用户的摘 挂机信号，相对来说实时性要求较低，采用查询方式。而对 于拨号信号实时性要求则较高，所以采用中断方式。同时， 系统通过建立合理的软模型，保证了程序的并发性。
信号流图
两个电话正常通话时，要将两个电话的 来话和去话交叉连接。例如，电话用户 1和电话用户2通话，要将电话用户1的 来话接到电话用户2的去话，而电话用 户2的来话则连接到电话用户1的去话。 当进行PCM编码通话时，也是如此。 图是整个系统在工作过程中的信号流图。 可见在用户话机与交换机之间的线路上， 要沿两个方向传递话音信号。同时为了 接通一个电话，除了上述情况之外，还 必须有一套信令系统，来指导呼叫过程 的进行。
信号检测、信号音控制电路
信号检测、信号音控制电路
双音多频解码电路
双音多频解码电路
用户电路
用户接口电路
第四章
控制软件的实现
一般情况，呼叫可以分为三个阶段：接续过程、通 话过程、拆续过程。接续过程是指从用户发起呼叫 一直到通话正式建立的整个阶段。在这个阶段，交 换机主要完成以下工作：首先，交换机应能够检测 到用户摘机并提示用户拨号，然后按照用户所拨的 电话号码检测对方现在所处的状态，如果对方正处 于“空闲”状态，则使对方用户电话振铃，此时对 方用户应在规定的时间内摘机，通话方可建立，否 则交换机认为对方不在并向主叫用户发催挂音同时 释放交换机资源，直到主叫挂机；如果对方正处于 “忙”的状态（“摘机”状态）则交换机向主叫发 忙音，最后释放所有统是整个交换机的核心，几乎所有的交换处 理都要求在控制系统的的参与下才能进行。本系统 通过AT89C51来实现对系统的控制。
1. CPU：中央处理器，负责处理和储存信息，由单 片机89C51实现。 2. DTMF接收器：接收DTMF信号，同时译成四位 的二进制码，接收存储后送给CPU处理。由专用芯 片MT8870及通道选择电路完成。 3. 用户状态检测电路：识别用户的摘挂机状态，送 给CPU处理。由89C51的P1口完成。 4. 信号控制音电路：按照CPU发出的指令，控制信 号音的通断。由I/O扩展芯片8255完成。 5. 交换网络驱动电路：输出交换器的地址和开关控 制数据。由74LS373来完成。 6. 键盘输入：进行功能设定，包括电话会议、超时 设定、系统复位等。为2×4矩阵8个按键。
第二章 电话通信系统的工作原理
原理：本设计以AT89C51为控制核心，以MT8816 为交换芯片。用单片机、74LS373以及8255设计成 了信号检测、信号音控制电路，用CD4066和 MT8870设计了双音多频解码电路，用MH88612和 TP3067设计成了用户接口电路。只需向AT89C51 进行必要的编程，就能实现对系统的控制，而其余 的芯片的功能已经固化，不需要进行编程设计
软件设计的难点
程控交换机的控制软件应具备2个重要特性：实时 性和并发性，实时性要求系统响应速度快，并发性 则要求其能同时处理网上电话的各种请求。这两项 基本要求反映出开发此类软件的难度。当系统要同 时处理多个用户的请求时，就涉及到系统的实时性 和并发性的问题 。一个CPU在一个时刻只能处理一 件事情，但是由于用户发出的各种请求和信号的时 间并不可预料，因此系统对相应的信号检测的时刻 也不确定。