hfc反向通道监测系统的研究与设计

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1、天津工业大学硕士学位论文HFC反向通道监测系统的研究与设计姓名：翟盛君申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：林久令;门云阁20081201摘要随着现代科学技术的发展，数字电视逐渐成为广播电视的主导。利用有线电视网络进行双向系统改造，可以组成混合光纤同轴电缆网(HFC)，通过HFC网络，用户可以收看数字电视，进行VOD视频点播和宽带上网，这是一种发展前景广阔的通信技术。HFC网是一种新型的宽带网络，使用光纤连接到服务区，而在进入用户的“最后1公里"采用同轴电缆，它是一种双向的传输信道。HFC双向通讯网络结构复杂，最影响其网络

2、传输质量的是上行反向通道的噪声干扰，虽然可以通过各种方法抑制噪声，但对于某些突发性噪声，例如线路故障或用户端设备故障，以及各种家用电器产生的突发性噪声，目前并没有很好的抑制方法。这些噪声经上行信道上传后，与其他用户信号混叠，可能进入终端站、分前端以及总前端，对整个网络的通信质量造成影响，严重时甚至造成整个HFC网络的瘫痪。本文针对HFC网络的特点，主要研究和设计了一种HFC反向通道信号监测系统，用于监测和分析HFC网络中上行反向通道的信号性能和指标。监测系统是由一个主控制器(PC服务器)和数据监控设备通信网关(管理服务器)以及多

3、达16个测量模块的控制仪器构成的，主要用于HFC网络反向通道数据的采集、分析以及对网络的远程监测。HFC网络反向通道信号监测系统对信号的采样速度很快而且数据量很大，无法用电脑直接存储和传输，这就需要有高速的数据采集装置和高效的数据处理算法对采样数据进行解析。因此，课题在算法上采用高速12位加将采样信号数据传送给现场可编程门阵列(FPGA)，FPGA进行先入先出(FIF0)存取、滤波、加窗和快速傅立叶变换(FFr)等算法分析并处理采样数据，解决监测系统数据采集和处理的问题，再将处理后的数据传回下位机主控制芯片DSP，DSP对数据进

4、行最后的细化整理后通过PCI接口发送给电脑并存盘。完成上述处理一场251X16bit(HFC反向通道信号监测系统的界面一场显示251个点，每个点用16bit二进制数表示)数据的时间只有1ms，比现阶段最先进的美国同类产品数据处理速度提高了300,--,400倍。同时，在硬件方面把HFC反向通道监测系统设计为最多可容纳16个测量模块，最少可只包含1个测量模块的可随意收缩的模式。用户可以根据自己的实际需要添加测量模块，与以往的同类产品测量模块固定化设计相比，大大节省了资源，降低了成本，增加了系统灵活性。结合数据监控设备通信网关，HF

5、C反向通道监测系统最终使管理员无需跑到远程站点即可实时监测HFC网络反向通道信号的状态。关键词：HFC网；有线电视系统；快速傅罩叶变换；FPGAAbstractWiththedevelopmentofmodemscienceandtechnology,digitalisbecomingthedominantofthetelevisionbroadcasting．Peopleusetheexistingcabletelevisionnetworkthroughtwo—waysystem，composeofhybridfiberan

6、dcoaxialcabletoformanewnetwork(HFC)．HFCnetworkisanewkindofbroadbandnetworkusingfiber-optictoconnectwithserviceareas，andcoaxialcableaccesstotheusers¨’thelast1km”．HFCtwo-waycommunicationnetworkisverycomplex，itsbackupchannelnoiseimpactonthequalityofthetransmissionnetwor

7、k．Althoughwecanuseavarietyofmethodstocurbthenoise，butsomesuddennoise，suchasthelinefaultandthecustomerequipmentfailure，wecannotrestrainverywell．Thesenoisemaygotothebackupchannel，mixwithothersignals，entertheterminalstation，thefrontendandtheoverallfront-end，willimpactth

8、eentirecommunicationnetworkquality,evencausesevereparalysisoftheentirenetwork．ForthecharacteristicsofHFCnetworksinthispaper，weresea