电话信道精确时延测量方法研究

摘要

随着现代科技的进步,各行业涌现出大量以电话授时为基础的多种应用。通过公共电话交换网(PSTN,Public Switched Telephone Network)进行电话授时服务已广泛应用于通信、电力、交通与金融等部门。在电话授时技术中,关键问题是解决时延的精确测量,现有电话授时技术的信道时延测量误差较大。本论文研究的目的是提高电话信道时延的测量精度,以满足电话授时的需求。
　　首先,论文阐述了公共电话网的一般组成结构,重点研究了电话交换网中交换设备的时延特性。论文对比了不同的时延测量方法,通过对时延测量方法的研究和分析,在现有电话信道时延测量的基础上,提出一种在 PSTN信道中利用伪随机码(PN码)相关特性(即通过检测相关函数峰值)来测量信道时延的新方法。
　　其次,在分析PSTN信道时延测量原理的基础上提出了基于PN码的时延测量系统的总体方案,包括系统实现方案的设计、信号体制的设计和信号处理方案的设计;针对本系统时延测量信号的特性,设计出了基于匹配滤波器捕获方案、基于科斯塔斯环的载波跟踪环路和基于延迟锁定环的码跟踪环路。
　　最后,搭建了FPGA+DSP的数字化电话信道时延测量系统实验平台,完成了时延测量系统整体功能验证,并且在PSTN端局内进行了实际测试。测试结果表明,该电话信道时延测量系统在端局内线路时延波动测值优于6.67 sμ,测量精度高于传统的电话信道时延测量方法,达到预期目标。

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1绪论

1.1引言

1.2课题研究背景与意义

1.3国内外发展现状

1.4论文内容及工作安排

2公共电话交换网基础

2.1 PSTN简述

2.2公共电话网的交换传输过程

2.3公共电话通信网时延特点

2.4本章小结

3时延测量方法研究与分析

3.1侧音测距原理与分析

3.2 NTP时延测量原理与分析

3.3 PN码时延测量原理与分析

3.4基于PN码的电话信道时延测量新方法

3.5本章小结

4基于PN码的电话信道时延测量系统设计

4.1系统总体方案设计

4.2数字滤波单元设计

4.3捕获单元设计

4.4跟踪单元设计

4.5本章小结

5时延测量实验系统FPGA实现

5.1实验平台介绍

5.2 FPGA简要说明与设计流程

5.3发送端的FPGA实现

5.4接收端的FPGA实现

5.5时延测量系统实物图

5.6测试结果及分析

5.7本章小结

6总结

致谢

参考文献