有源多线对信道仿真方法及实现

发布时间：2017-07-14 13:15

  本文关键词：有源多线对信道仿真方法及实现

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【摘要】：随着数字业务的不断发展,用户对高速率的需求也越来越大,虽然光纤技术的发展日新月异,但相对成本较高,且由于早期的铜线覆盖率高,特别是随着各种高速体制和技术的提出,数字用户线技术作为最后一公里的主流接入方式,仍然拥有广阔的前景。数字用户线(xDSL)设备虽然已得到广泛采用,但xDSL设备的通讯距离、通讯带宽和通讯速率千差万别,设备和系统测试需至少涵盖xDSL的典型应用场景,包括线缆长度(分段)、噪声/干扰强度、线对数等,而模拟仿真技术已无法满足这些测试需求,目前主要依赖配线架和手工操作进行场景更换,测试周期和测试工序复杂且不易管控,数字仿真具有高带宽、可编程、易升级、易扩展等优势。本文在MATLAB/Simulink框架下搭建信道模拟器,并辅以理论分析和MATLAB仿真对信道模拟的结构进行验证,论文安排如下:首先,介绍了双绞线的特性,现有双绞线通信系统的原理及优势;对数字用户线系统的组成和几种常见数字用户线技术进行了详细介绍;简单回顾了传输线理论,这对信道仿真模型的提出做了充分理论准备。其次,对30MHz带宽下的双绞线远端衰减和远端串扰模型进行了研究。针对传统的RLCG模型和ABCD模型并不适用于10MHz以上带宽的双绞线建模问题,提出了一种新型模型:Wideband模型。对标准中提出的近端串扰和远端串扰模型进行了详细介绍,并在此基础上引出了我们所选用的远端串扰99%扩展模型。最后,针对所选择的远端衰减和远端串扰模型,对四线对双绞线信道做了总体的结构设计,然后根据总体设计完成了信道模拟器的具体实现,包括滤波器组系数的截取和滤波器的Simulink搭建,并分别对远端衰减和远端串扰滤波器进行了测试验证,接着描述了收发机的具体实现,至此整个通信系统的Simulink模块就编写完毕了,为了方便用户的使用编写了系统仿真控制台程序对各个模块进行仿真控制。信道模拟器的Simulink实现为Xilinx FPGA的实时传输模拟提供基础,具有重要实用价值。
【关键词】：xDSL 双绞线 多线对 串扰 Simulink
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状与发展态势11-13
• 1.3 论文内容及章节安排13-14
• 第二章 双绞线特性概述及DSL通信系统介绍14-20
• 2.1 双绞线特性概述14-16
• 2.1.1 双绞线传输的原理15
• 2.1.2 双绞线传输的特点15-16
• 2.2 xDSL宽带接入传输技术16-19
• 2.2.1 非对称数字用户线18-19
• 2.2.2 超高速数字用户线19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 xDSL传输信道的仿真模型20-42
• 3.1 传输线的基本理论及常用参数20-23
• 3.1.1 均匀传输线的分布参数及等效电路20-21
• 3.1.2 均匀传输线方程21-23
• 3.2 RLCG模型23-25
• 3.2.1 RLCG解析模型24
• 3.2.2 RLCG数值模型24-25
• 3.3 ABCD模型25-27
• 3.3.1 二端口网络的ABCD模型25-27
• 3.3.2 ABCD模型的输入阻抗和传输函数27
• 3.4 Wideband信道模型27-32
• 3.5 双绞线的串扰模型32-41
• 3.5.1 串扰的功率谱密度33-38
• 3.5.2 近端串扰模型38-39
• 3.5.3 远端串扰模型39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 四线对xDSL信道的仿真实现42-66
• 4.1 信道总体结构设计42-46
• 4.1.1 多线对串扰信号流图43-45
• 4.1.2 基于横截滤波器的信道模拟器的原理45-46
• 4.2 信道模拟器的具体实现46-53
• 4.2.1 时域冲激响应的截取46-49
• 4.2.2 时域滤波器的搭建49-53
• 4.3 信道模拟器的测试53-61
• 4.3.1 参数模型的验证53-56
• 4.3.2 远端衰减模块的测试及分析56-59
• 4.3.3 远端串扰模块的测试与分析59-61
• 4.4 收发机模块的具体实现61-63
• 4.4.1 信号源模块61
• 4.4.2 编码模块和调制模块61-63
• 4.4.3 解调模块63
• 4.4.4 误码率计算模块63
• 4.5 双绞线传输系统仿真控制台63-64
• 4.6 XILINX System Generator64-65
• 4.7 本章小结65-66
• 第五章 结论与展望66-68
• 5.1 全文总结66-67
• 5.2 后续工作展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士期间取得的研究成果71-72

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本文编号：541226