同軸電纜接入網(wǎng)信道建模與故障診斷方法研究.pdf

1、隨著高清多媒體、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)游戲、云接入技術(shù)等多種高帶寬業(yè)務(wù)的普及應(yīng)用,用戶對(duì)于數(shù)據(jù)通信速率的要求越來(lái)越高,高速接入網(wǎng)成為了當(dāng)前通信技術(shù)的研究重點(diǎn)。而有線電視同軸電纜網(wǎng)絡(luò)由于覆蓋面廣,用戶數(shù)多,因而得到了廣泛的關(guān)注,并且在國(guó)內(nèi)外興起了一大批同軸接入技術(shù),如DoCSIS(Data over Cable Service Interface Specification,有線傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接口規(guī)范)、EoC(Ethernet over COAX,以太

2、數(shù)據(jù)通過(guò)同軸電纜傳輸)、EPoC(EPON Protocal over Coaxial Distribution Network,在同軸分配網(wǎng)絡(luò)中傳輸EPON協(xié)議)等,同軸接入方式在三網(wǎng)融合的背景下已經(jīng)成為了接入技術(shù)的研究重點(diǎn)。
　　本論文旨在研究同軸電纜分配網(wǎng)的信道特性及故障診斷。在基于常見(jiàn)的同軸分配網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)實(shí)驗(yàn),在5MHz~1.2GHz的頻率范圍內(nèi),對(duì)同軸分配網(wǎng)信道的主要特性包括傳輸特性、噪聲特

3、性以及故障診斷和定位等進(jìn)行了初步研究,建立了相應(yīng)的信道建模,構(gòu)造了新的故障診斷方法,對(duì)進(jìn)一步了解同軸接入技術(shù)提供了一定的參考價(jià)值。主要內(nèi)容包括:
　　(1)對(duì)分支分配器進(jìn)行了電磁建模。建模方法包括三種:基于ABCD矩陣的器件建模、基于ADS軟件的器件建模、基于S參數(shù)矩陣的器件建模。對(duì)二分配器和一分支器這兩個(gè)基本元件進(jìn)行了三種方法的器件建模。借助于級(jí)聯(lián)關(guān)系和這兩個(gè)基本元件的模型,可計(jì)算出其它種類的分支分配器的器件特性。對(duì)每種模型都給

4、出了實(shí)例,并比較了這三種模型的優(yōu)缺點(diǎn)。基于遺傳算法,對(duì)分支分配器中最核心的器件——磁芯進(jìn)行了德拜級(jí)數(shù)建模,磁芯特性用于分支分配器模型中,使得器件特性的仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果十分逼近。
　　(2)對(duì)同軸電纜信道進(jìn)行了多種方法的建模(曲線擬合、ABCD矩陣、S參數(shù)、ADS軟件建模),提出了更加適用的基于S參數(shù)的多徑信道建模方法。其模型的S參數(shù)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)測(cè)獲得的,使仿真的結(jié)果跟實(shí)測(cè)的結(jié)果十分逼近,幅頻曲線和相頻相對(duì)誤差控制在5％以內(nèi)

5、。完成了基于S參數(shù)的多徑信道建模的仿真軟件,在已知網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中各器件特性的情況下,利用該仿真軟件能估算出任意給定拓?fù)涠丝诘膫鬏斕匦?包括幅頻、相頻曲線、群時(shí)延和時(shí)域反射等。
　　(3)對(duì)同軸電纜信道的噪聲特性進(jìn)行了分類和建模。根據(jù)噪聲特性的不同,可以把影響同軸網(wǎng)絡(luò)的噪聲歸納為三種:有色背景噪聲、窄帶噪聲和脈沖噪聲。分析了各種噪聲的概率密度函數(shù),并對(duì)實(shí)測(cè)的噪聲進(jìn)行噪聲分解;對(duì)每種噪聲依據(jù)其概率密度函數(shù)進(jìn)行了參數(shù)擬合,建立的模型可仿真出各