[發明專利]一種同軸電纜信道模型的構建方法無效
| 申請號: | 201110021842.1 | 申請日: | 2011-01-20 |
| 公開(公告)號: | CN102111226A | 公開(公告)日: | 2011-06-29 |
| 發明(設計)人: | 祝常健;徐娟娟;牛麗仙;孫洪亮;林煬煬;任麗麗;邢增謀 | 申請(專利權)人: | 深圳市阿派斯實業有限公司 |
| 主分類號: | H04B17/00 | 分類號: | H04B17/00;H04B3/50 |
| 代理公司: | 深圳市智科友專利商標事務所 44241 | 代理人: | 孫子才 |
| 地址: | 518000 廣東省深圳市南山*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 同軸電纜 信道 模型 構建 方法 | ||
技術領域
本發明屬于通信技術領域,涉及同軸電纜通信信道,特別涉及一種進行同軸電纜通信研究的同軸電纜信道模型的構建方法。?
背景技術
在當今的信息社會,通過同軸電纜傳輸信號得到了廣泛的應用。因此,它有待于人們對它進行更加深入和全面的了解。同軸電纜由包裹在外護套6內的同軸的兩個導體構成,外導體3是一個圓柱形的導體,內導體5是金屬線,它們之間填充著絕緣介質4,當有電流在絕緣介質4中渡過時,絕緣介質4中的電場和磁場將發生變化,電場分布1和磁力線2方向和大小都有變化,實際應用中同軸電纜的外導體是接地的,它的結構和場分布如圖1和圖2?所示。同軸電纜通信質量好、通信容量大,也最不易受干擾,是一種理想高效的接入介質。同軸電纜是家庭已有布線中物理性能最好的一種介質,一直用于傳輸有線電視視頻業務。我國正在建設的下一代廣播電視網(Next-Generation?Broadcast,NGB)的超寬帶接入技術,同軸電纜作為其傳輸介質,就是一個很好的選擇。信道的數學模型是用來表征實際物理信道的特性,?為了從研究同軸電纜信息傳輸的角度出發,使基于同軸電纜的通信系統的一些基本問題研究比較方便,有必要對同軸電纜的信道建立數學模型。?
經對現有文獻檢索發現,沈悅,蔡家麟等人在《中國有線電視》發表題目為“纜橋系統有線網絡信道模型”的文章建立了一個纜橋信道模型,它的衰減系數計算過于復雜,而且它的衰減系數計算與頻率相關,并不能很好的反映同軸電纜信號傳輸衰減特性,再者這個信道模型沒有考慮同軸電纜的熱噪聲。同軸電纜信道屬于有線信道,在現有的有線信道模型中,基于電力線的信道模型比較成熟,其中Haumonte,M.Gaeta等人發表的題目為“A?model?based?cable?network?simulator:development?and?experimental?verification”的文章以及Man?-fred?Zimmermann?和?Klaus?Dostert發表題目為“A?multi-path?signal?propagation?model?for?the?powerline?channel?in?the?High?Frequency?Range”的文章詳細的給出了可靠的電力線信道模型。但是同軸電纜的通信環境和電力線的通信環境存在一定的差別,所以不能直接運用電力線的信道模型作為同軸電纜的信道模型建模。為了更好的研究基于同軸電纜的通信特性,需要建立一個同軸電纜的信道模型。?
發明內容
本發明的目的是提供一種同軸電纜的數學模型的建立方法,為同軸電纜通信的研究提供信道模型。根據同軸電纜的信道特點,本發明建立的信道模型考慮了:網絡模型的路徑數目及其長度、節點分支分配器和用戶終端盒的反射系數、路徑的傳輸系數、同軸電纜傳輸信道的衰減系數、同軸電纜傳輸過程中的多徑延遲和同軸電纜的熱噪聲。?
為達到上述目的,本發明的技術方案是:一種同軸電纜信道模型的構建方法,該方法建立具有N條信道傳輸路徑載波頻率為?的同軸電纜信道的數學模型,包括以下步驟:?
步驟A、確定權重系數;
步驟B、確定衰減系數;
步驟C、確定每條信道的路徑長度;
步驟D、計算每條信道的路徑的信號延時;
步驟E、計算同軸電纜的熱噪聲;
步驟F、確定信噪比;
步驟G、根據下式得到同軸電纜信道傳輸函數的時域中的表達式:
?????
根據下式得到同軸電纜信道傳輸函數的頻域中的表達式:
?
其中:其中為路徑序號,為載波頻率,為步驟A確定的路徑的權重系數,為步驟C確定的路徑的長度,為步驟B確定的路徑衰減系數,為步驟D計算出來的路徑的信號延時,為絕緣材料中的電磁波速度;
步驟I、按下式獲得整體信道的數據模型:
????
其中:是步驟E中計算的熱噪聲。
進一步的,上述的一種同軸電纜信道模型的構建方法中:所述的步驟A中是按下式確定權重系數的:?
????????
式中:是權重系數,表示路徑序號,是路徑的反射系數,是路徑的傳輸系數。
所述的步驟B中:所述的衰減系數是通過測量獲得的。?
所述的步驟D中:按下式計算每條信道的路徑的信號延時:?
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式中為絕緣材料中的電磁波速度,?,其中為同軸電纜的介電常數。
所述的步驟D中:所述的熱噪聲為高斯白噪聲,其功率同以下公式表示:?
?
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