数字信号的载波传送及按捺回传通道噪声的办法
数字信号的载波传送

　　当数字信号要进行较长间隔的传送时，就要选用载波传送的办法了。数字信号的载波传送与基带传送的首要区别即是添加了调制与解调的环节，是在复接器后添加了一个调制器，在分接器前添加一个解调器算了。

　　数字信号只需几个离散值，这就象用数字信号去操控开关挑选具有纷歧样参量的振动相同，为此把数字信号的调制办法称为键控。调制办法有凹凸键控（ASK）；有频移键控（FSK）；有相移键控（PSK）。

　1、凹凸键控（ASK）

　　凹凸键控能够经过乘法器和开关电路来完毕。载波在数字信号1或0的操控下通或断，在信号为1的状况载波接通，此刻传输信道上有载波呈现；在信号为0的状况下，载波被关断，此刻传输信道上无载波传送。那么在接纳端咱们就能够依据载波的有无康复出数字信号的1和0。关于二进制凹凸键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍，波形如图D-2。

　2、频移键控（FSK）

　　频移键控是运用两个纷歧样频率F1和F2的振动源来代表信号1和0，其波形如图D-3所示，用数字信号的1和0去操控两个独立的振动源替换输出。对二进制的频移键控调制办法，其有用带宽为B=2xF+2Fb,xF是二进制基带信号的带宽也是FSK信号的最大频偏，因为数字信号的带宽即Fb值大，所以二进制频移键控的信号带宽B较大，频带运用率小。
　3、相移键控（PSK）

　　在相移键控中，在波相位受数字基带信号的操控，如在二进制基带信号中为0时，载波相位为0，为1时载波相位为π,载波相位和基带信号有逐个对应的联络，其波形如图D-4。
三、多进制数字调制

　　上面所谈论的都是在二进制数字基带信号的状况，在实习运用中，咱们常常用一种称为多进制（如4进制，8进制，16进制等）的基带信号。多进制数字调制载波参数有M种纷歧样的取值，多进制数字调制比二进制数字调制有两个超卓的利益：一是有于多进制数字信号富含更多的信息使频带运用率更高；二是在相同的信息速率下持续时刻长，可早年进码元的能量，然后减小因为信道特性致使的码间烦扰。因为遍幅的联络，这儿只谈论用得最多的一种调制办法：多进制相移键控（MPSK）。

　　多进制相移键控又称为多相制，因为基带信号有M种纷歧样的状况，所以它的载波相位有M种纷歧样的取值，这些取值通常为等间隔。在多相制移键控有必定移相和相对移相两种，实习中大多选用四相必定移相键控（4PSK，有称QPSK），四相制的相位有0、π/2、π、3π/2四种，别离对应四种状况11、01、00、10。QPSK信号可标明为I(t)COS2πft-Q(t)SIN2πfct，其间榜首项是同相重量，第二项称为正交重量，所以QPSK又称为正交相移键控调制。

　　从上可知，QPSK的频带运用率是相应二进制数字调制的2倍，但这是以献身功率运用率为价值的。因为跟着进制的添加各码元之间的间隔减小，晦气于信号的康复，分外是遭到噪声和烦扰时误码率会随之增大。为处理这个疑问，咱们不得不跋涉信号功率（即跋涉信号的信噪比来避免误码率的增大），这就使功率运用率下降了。为此能否有一种办法使频带运用率添加各码元之间的间隔又不太小呢？这就引入了一种称为QAM（正交凹凸调制）。QAM的特征是各码元之间不只凹凸纷歧样，相位也纷歧样，归于凹凸与相位相联络的调制办法，在QPSK中各码元的凹凸相同仅仅相位纷歧样，所以其均匀功率较高，QAM因为各码元的凹凸纷歧样，所以均匀功率较小。因而在均匀功率相同的状况下，QAM各码元的电平取值可高于QPSK各码元的取值，然后使信噪比得而跋涉。

　1/4波长天线

　　天线的发射根柢原理是：电以挨近光的速度在导体中传达，当遇到导体中的不接连点时，它就会被反射回信号源。假定电流是交变的，而且反射电流在恰当的时刻回来原点或馈电点，那么电流就会遭到后边各周期的强化，然后只需求很小的能量就可坚持天线内的驻波。即因为驻波的存在使天线处于谐振状况。然后向空间发射电波。在谐振状况下，电压在电流为最大值的中点（振子的中点）是很少，在两头却有极大值，欧姆规矩适用于天线，在中点因为电流大，电压低，所以电阻较小，在两头景象刚好相反，因而阻抗较高。

一、四分之一波长天线

　　这是一种平面接地天线，此天线由一根笔直受鼓动的1/4波长振子构成，振子与一自个工地上有联络，人工地上由四根水平放置的，而且在电气上是接地的辐射棒构成，辐射棒与地上的夹角纷歧样，天线所呈现的阻抗也纷歧样，如，与地平面平行时阻抗为34欧；与地平面为45度时，阻抗为50欧。

二、加载天线

　　依据传输线的理论，1/4波长的开旅程恰当于一个串联谐振电路，所以其悉数负载是呈纯电阻性的，在有些场合，因为环境的要素，天线的长度通常遭到绑缚，所以呈现了加载天线。依据传输线的理论，长度小于1/4波长的倍数的天线其阻抗呈容性，这时天线不发作谐振，为此咱们能够在天线上加一个电感来与天线平衡，然后使天线发作谐振，咱们称这种天线为加载天线。如图TX-2是三种加载办法的天线。

　　A为底部加载天线，这种天线的利益是机械功用较好，缺陷是这种加载办法的辐射电阻很低，而且因为大大都能量从加载线圈辐射出来的，因而其辐射功率较低。

　　C是顶部加载天线，因其机械功用差，所以在实习中很小运用到。

　　B为中部加载天线，这种天线尽管其辐射电阻仍较低，但沿着天线的电流散布较均匀，辐射功率较高所以被广泛运用。
CATV的回传网

　　如今，有线电视工作正在高速翻开，CATV网将从传统的单向的单一（只传输电视信号），向双向交互式多功用方向翻开（INTERNET、VOd、
数据沟通，数字电视、数字播送等），网络构造由曩昔的单一电缆网变成光纤电缆混合网（HFC），其翻开的基地是由单向网变成双向传输网。已然是双向传输网，就存在一个反向回传疑问，在双向CATV体系中最超卓的疑问即是反向传输通道的噪声堆集疑问，即所谓“漏斗效应”。

一、噪声的发作

　　通常反向通道传输的是数据信号，传输的首要技能方针是误码率，而HFC电缆分配网是由分支分配器构成的，传输通道被许多用户同享使其处于一个杂乱的电磁波的环境中，短波播送、家用电器烦扰、工业电器的烦扰、天然雷电烦扰等，悉数有线电视网犹如一张无量的网状天线，各种烦扰经过用户端口、电缆自身等途径进入通道中，经回传拓宽器构成“漏斗效应”使回传通道载噪比恶化，然后使误码率大增。

按捺回传通道噪声的办法

　1、跋涉同轴电缆分配网络的屏蔽才调，避免烦扰从电缆侵入，用户的终端盒、分支分配器均要选用有超卓屏蔽功用和阻隔度较高的商品。别的，同轴电缆网要有超卓的接地体系，接地电阻应小于8欧姆。

　2、精心方案电缆分配网，削减外烦扰的侵入。关于有线电视体系正向传输的方案咱们早年比照了解，但关于反向通道的方案咱们或许还比照默生，下面就谈谈反向通道方案要思考的疑问。

　a、信号传输体系正向和反向传输损耗的区别。
　　从用户终端设备到前端之间会跟着时刻、温度和地址而有所纷歧样，其间大有些是沿回传方向各个分支、分配器端口到拓宽器之间的电缆损耗，因为分支、分配器都是为正向传输供给适宜的电平，在回传的状况下，信号的电平将各纷歧样，而正反向传输通道的电平存在着较大的区别

　　在正向通道方案是按最高工作频率挑选各分支器，使得信号在各分支器输出端口电平一同，这么使每一支口抵达用户家中有一个适宜的电平，可是，回传途径损耗将呈现较大的区别，表一所列的数据是它的一个极好阐明。

表1 分支端口编号
T1 T2 T3 T4 T1到T4
750MH分支端口总损耗 27db 25db 26db 27db 0db
40MHZ分支端口总损耗 27db 21.2db 16.8db 9.3db 17.7db
上面比方阐明在40MHz的回传频率上，对纷歧样端口的回传途径损耗纷歧样可达17.7dB,这么大的纷歧样就央求前端接纳机有很大的输入方案（很大的动态方案）可是体系有载噪比的绑缚，所以当回传信号电平较少时是不容许的，如上面的比方，榜首个分支器回传的电平设为60dB，那么第四个分支回传的信号电平就只需42dB,显着由第四个分支回传的信号时，载噪比是不契合方针的，通常咱们央求用户端的终端设备如机顶盒或CABLE MODEM所发送的回传信号抵达前端时都有必要邻近，那么怎样做到这一点呢？即怎样将各个分支器端口的损耗归一化呢？有一种简略而有用的办法即是选用均衡器。因为均衡器是方案成掩盖悉数正向和反向频带（5-750MHZ）的，这么均衡器可批改回传通道的损耗纷歧样一同也平整正向通道的照料。例如一个6dB的均衡器将在5MHZ处衰减6dB,而在40MHZ处将衰减4.6dB,，在750MHZ处衰减0dB,这个均衡器插损为1dB,这么在750MHZ处损耗为1dB,在40MHZ处为5.6dB，再早年面的比方剖析，在各分支器的端口处刺进均衡器：如图二所示，回传40MHZ处各分支器端口到拓宽器的衰减值如表二：

表2 分支端口编号
T1 T2 T3 T4 T1到T4
750MH分支端口总损耗 27db 26db 27db 28db 1db
40MHZ分支端口总损耗 27db 26.8db 27db 28.8db 1.8db

由表二中可知，均衡器大大地削减了反向通道的损耗纷歧样，做到分支器端口的归一化途径损耗，另一利益是下降了进入电缆体系的总集聚噪声。在不参加均衡(设烦扰电平为20dBmv),榜首个分支口进入的烦扰强度为-7dBmv,终究一个分支口进入的烦扰为10.7dBmv；运用均衡往后，悉数端口的电平变成了-7dBmv摆布，这么使得知数体系的载噪比得以改进。

B、每HZ固定功率法：满负荷的回传体系由许多信道构成，每一信道所占的带宽和调制办法（QPSK、SQAM等）等都或许纷歧样，那么怎样为每个信道分协作适的电平呢？因为回传光发射机的激光器输入电平有严峻的绑缚，当电平跨过其最大容许输入电往常，激光器会呈现削波景象而使信号严峻失真。首要咱们要剖析激光器终究能够加上多大的射频功率，然后将总功率按每信道占用的带宽（总带宽是35MHZ）的多少来分配给各信道。在这儿可选用一种每HZ固定功率的分配办法：首要把总功率从每HZ的步长均匀分配到悉数回传频带上（步长的数值由激光器所能承受的最高输入电平所挑选，如激光器最高输入电平为45dbmV那么每HZ步长均匀功率为-30DBMV。算法如下：设每HZ步长均匀功率为X，X=激光机最高输入电平-10lg总带宽HZ，X=45dbmV-10lg[35*10E6]=-30.44dbmV,选-30dbmV）然后以各信道占有的带宽分配功率。例如某个信道占有带宽为1MHZ，它所分到的功率值是-30DBMV+10lg（10E6）=30DBMV，另一信道所占带宽为10KHZ，那其分配到的功率值是-30DBMV+10lg（10E4）=10DBMV。从这儿咱们能够看出，窄的信道集聚噪声小一同功率也小，较宽的信道承受的集聚噪声大但一同信号功率也强，这么就确保了各个信道之间有比照均衡的载噪比。

　3、节点切开：在前面已提过，电缆网所带的用户越多，集聚噪声效应则越大，为此咱们可用多开光节点的办法来切开电缆网所带用户。通常一个光节点带用户500户就能确保回传通道的载噪比在规矩的方案内。

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