HFC网络上行信道噪声特性研究及建模

摘要

一个网络系统投入运营之后,营运者最为关心的是系统的可靠性问题。目前影响HFC网络可靠性的因素主要是其上行信道复杂的噪声和干扰,以及由于网络结构本身决定的“噪声漏斗效应”而引起的信号损伤。为了提高HFC网络运行的可靠性以及网络维护的效率,必须结合实际HFC网络上行信道数据,获得上行信道中由于噪声和干扰引起的信号损伤的特征。然后提取出信号损伤特征并进行研究,从而了解噪声和干扰的本质特征。
　　 本文通过实时信号捕获和实时信号分析,给出了HFC网络上行信道中存在的主要噪声干扰的类型、产生原因、对信道的影响以及出现的频度等,并以频谱图和星座图的形式对典型噪声和干扰引起的信号损伤进行了描述；然后通过长期的大量观察和统计分析,提取出了典型噪声引起的信号损伤的特征；应用随机过程、数字通信等相关原理和知识,重点建立了高斯白噪声、窄带噪声的特征函数模型,并运用快速的级数展开方法,计算了基于噪声特征函数模型的上行信道QPSK或16QAM系统的误码率;运用MATLAB等仿真工具,对特征函数模型进行了仿真验证,给出了系统误码率与载噪比的关系曲线,即“瀑布曲线”。
　　 本文根据仿真结果,对建立的噪声和干扰模型的参数进行了反复修正和仿真验证,最后得出的研究成果,与实际网络系统中的信号损伤特征相符合,由此证明了本研究成果的正确性。同时,本研究成果是基于随机过程、数字通信中的基本原理和知识,推导过程也严格受这些理论的指导,因此,本研究成果具有很强的理论基础。
　　 本文对HFC网络上行信道中的噪声和干扰引起的信号损伤特征的总结、建立的典型噪声干扰的特征函数模型、基于这些模型得出的仿真结果及得出的结论等研究成果,对HFC网络上行信道的噪声识别和故障诊断具有重要的理论指导意义,同时,也为HFC网络系统的健康检测奠定了理论基础。