基于DSP的HFC反向通道噪声监控系统的设计及实现

论文摘要

有线电视HFC双向传输系统,是随着CATV增值业务的需求,单向电视传输系统面临全面改造成双向网络的现状,迅速发展起来的一种新型网络传输形式。随着HFC网络的大规模投资建设与改造升级,HFC网络的宽带数据业务成为了公众用户选择宽带接入的一个重点。但在HFC网络上承载通信业务,首先要保障反向通道的传输质量,而影响传输质量的,主要是反向通道中的噪声汇聚和侵入干扰。本文主要针对HFC网反向通道中的噪声汇聚和侵入干扰,设计并实现一种基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和Ethernet的实时信号频谱监测系统。利用多路的高速数字采集系统对输入的RF信号实现高动态范围和低噪声的数字转换;利用DSP的高速数据处理能力,在多个域中分析随时间变化的RF信号;并通过ARM芯片构架的以太网通信系统对某个区域内的大数量和分散的HFC反向通道进行实时的信号频谱监测,及时发现问题和分析问题。与基于瞬态开关的噪声抑制系统组成一套新颖的HFC反向通道噪声监测和抑制解决方案,实时监测HFC反向通道的噪声,并利用噪声抑制系统控制HFC上行的汇聚支路数,减少上行噪声的汇聚。文中给出了系统的各个硬件电路模块具体电路的实现过程,并对硬件设计中遇到的关键问题进行了处理,完成了系统硬件实物的设计和测试。试验证明该系统在HFC反向通道的维护中得到很好的应用。可以很好的保障CATV网络的反向通道,实现可靠的上行数据传输,为数字广播电视交互式业务的扩展提供了技术保障。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 课题目标
• 1.4 作者的主要工作
• 第二章 信号调理与A/D 采样电路设计及实现
• 2.1 A/D 采样电路
• 2.1.1 ADC 芯片选择
• 2.1.2 A/D 采样电路设计及实现
• 2.2 信号调理电路
• 2.2.1 多路信号选择
• 2.2.2 电调衰减
• 2.2.3 两级放大
• 2.2.4 滤波
• 2.3 本章小结
• 第三章 FPGA 控制电路设计及实现
• 3.1 FPGA 及其开发工具
• 3.1.1 Lattice ECP2 系列FPGA
• 3.1.2 FPGA 开发工具ispLEVER
• 3.2 功能描述
• 3.3 各子模块的逻辑实现
• 3.3.1 时钟管理模块（PLL）
• 3.3.2 数据缓冲模块（FIFO）
• 3.4 本章小结
• 第四章 DSP 数据处理电路设计及实现
• 4.1 TMS320C67138 概述
• 4.1.1 C67138 功能模块
• 4.2 DSP 数据处理板卡
• 4.2.1 外部存储器模块
• 4.2.2 电源模块、时钟模块和JTAG 模块
• 4.3 本章小结
• 第五章 ARM 数据通信电路设计及实现
• 5.1 S3C45108 的体系结构和工作原理
• 5.1.1 S3C45108 的体系结构
• 5.1.2 S3C45108 的工作原理
• 5.2 ARM 与外部存储器的接口
• 5.3 ARM 的以太网通信接口（TCP/IP）
• 5.4 ARM 与DSP 的接口（HPI）
• 5.5 本章小结
• 第六章 噪声抑制系统设计及实现
• 6.1 HFC 网噪声漏斗效应
• 6.2 噪声抑制系统
• 6.2.1 方案设计
• 6.2.2 DIB 开关
• 6.2.3 DIB 开关控制器
• 6.2.4 多用户终端的解决方案
• 6.3 噪声抑制系统实际效果
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结和展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2：系统外观图
• 附录3：硬件板卡图