CN104754325B - 干扰信号记录装置及有线电视网损伤点定位的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种干扰信号记录装置,一种利用该干扰信号记录装置对有线电视网的损伤点进行定位的***及方法:一个干扰信号记录装置安装于有线电视网的前端,另一个干扰信号记录装置经过一个信号偶合器,安装于有线电视网的一个电缆支路;两个干扰信号记录装置都带有一个采样器;每个干扰信号记录装置在从下行信号中接收到一个预先指定的采样定时信号的时刻,开始对干扰信号采样;一个计算机通过互联网获取两个干扰信号记录装置采样得到的干扰信号的数字样值序列,并计算两个数字样值序列的互相关函数;根据计算结果的互相关函数图像中是否含有由损伤点引起的互相关峰,可判断途径下游信号耦合器安装位置的信号传播路径上是否存在损伤点。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及干扰信号记录装置及有线电视网损伤点定位的***和方法。
背景技术
光缆电缆混合有线电视网(HFC,Hybrid FiberCoaxial)的各种损伤主要发生在其中的电缆网中。电缆网中经常发生的损伤种类有电缆变形、电缆屏蔽层破损,连接件的接触点腐蚀、连接件间的接触不良,终端输出口开路等。各种损伤的损伤点均会产生干扰信号,对有线电视网的运行造成不良影响,对宽带接入业务的影响尤为严重。
有线电视网损伤点定位技术可从三个方面改善有线电视网的性能,一是及早发现损伤,使损伤在对业务造成影响之前得到修复;二是及早修复损伤,缩短每一处损伤的存续时间;三是伴随每处损伤存续时间的缩短,网中同时存在的损伤点的数量减少,干扰信号的幅度降低。
因损伤种类的不同,损伤点可产生三种干扰信号。一是外来信号,是电缆网所处环境中的电磁信号经损伤点进入有线电视网的信号。二是共通道失真信号。接插件中被腐蚀的接触界面会形成非线性的电压电流特性,有线电视网中的下行信号在经过该界面时产生非线性失真信号,以二次项失真信号和三次项失真信号为主。三是反射信号,是在阻抗失配点产生的,向信号的来源方向反射的信号。
目前使用较多的损伤点定位技术是受控开关法。在网络的上游安装频谱监测设备,监测上行通道的上行信号频谱。在网络下游的多个电缆支路中安装受控开关,受控开关可衰减上行信号的幅度。当某一受控开关进行开合变动时,若上游设备监测到干扰信号的幅度以受控开关的开合规律变化,则判定该受控开关的下游存在损伤点。受控开关法可对产生任何一种干扰信号的损伤点进行定位。美国专利“定位有线电视网损伤的方法和装置(申请号为US 20080320541)”是以受控开关法对损伤点定位的一个例子。受控开关法定位技术的第一个缺点是,当受控开关的安装位置偏向于电缆网的上游时,受控开关下游的电缆网规模就会较大,不利于损伤点的现场查找;当受控开关的安装位置偏向于电缆网的下游时,受控开关上游的不在定位范围内的线路长度就会较大。
美国专利“用于检测和定位数字信号泄漏的方法和装置(申请号为US2110043640)”介绍了一种针对产生外来信号的损伤点进行定位的方法。该方法通过一系列空间无线电定位的方法测定电缆网的信号泄漏点。该方法在检测泄漏信号和测量时延的过程中,使用了将接收的泄漏信号与一个生成的参考信号进行互相关函数计算的方法。由于产生泄漏信号的损伤点同时也是产生外来信号的损伤点,则该方法的定位结果自然也是对产生外来信号的损伤点的定位结果。该方法在电缆网附近的道路中进行信号检测,需要较大的人工工作量。该方法的另一个缺点是无法对建筑物内部的损伤点进行定位。
美国专利“共通道失真定位的方法与装置(申请号为US 20060248564)”介绍了一种针对产生共通道失真信号的损伤点进行定位的方法。在该方法中,在网络上游利用下行信号生成一个共通道失真信号,以其为参考信号;在参考信号生成点接收上行通道中的共通道失真信号;计算两个信号间的互相关函数,得到干扰信号的传播时长,进而计算得到参考信号生成点至损伤点的距离。由于电缆网是多分支网,在同一个距离上会存在多条电缆支路,于是该定位方法无法确知损伤点存在于哪一条电缆支路中。
美国专利“确定网络中微反射信号的方法与装置(申请号为US 20080140823)”介绍了一种针对产生反射信号的损伤点进行定位的方法。该方法由用户端设备发射上行方向的测试信号,由上游的检测设备接收测试信号,计算反射信号与直达信号的幅度比与时间差,从而确定哪一台用户端设备的上行信号传输路径中存在损伤点。该方法存在的主要缺点是,无法确知损伤点在路径中的具***置。
美国专利“用于鉴别有线电视网中噪声源的电缆调制解调器、***和方法(申请号为US 6772437 B1)”介绍了一种带有功率测量电路的电缆调制解调器。该电缆调制解调器安装于有线电视网的一个用户端口,可测量沿电缆线路传播至该端口的干扰信号的功率。该功率值被传输给一个噪声源识别***,噪声源识别***据此判断该电缆调制解调器安装位置附近的电缆线路中是否存在损伤点。干扰信号对有线电视网上行业务的损害程度,取决于干扰信号在上行信号接收端的幅度。通常自有线电视网的不同位置,至上行信号接收端的传输损耗,以及至最临近的电缆调制解调器安装位置的传输损耗会有很大不同。于是,就不同位置的损伤点来说,即使每一个损伤点最临近的电缆调制解调器测量到的干扰信号的功率相同,自不同位置的损伤点到达上行信号接收端的干扰信号的幅度却可能大不相同。此点严重降低了定位结果的可靠度。
发明内容
本发明提供一种干扰信号记录装置及有线电视网损伤点定位的***和方法。
本发明所提供的一个干扰信号记录装置的组成包括:
一个射频端口,用于与有线电视网的电缆线路连接;
一个信号接收器,连接于所述的射频端口;
一个采样器,连接于所述的射频端口;
一个微处理器,连接于所述的信号接收器和所述的采样器,该微处理器设置为,将所述的采样器采样得到的干扰信号的数字样值序列,与所述的信号接收器接收的一个采样定时信号的到达本装置的时刻发生联系。
由上,所述干扰信号记录装置可将采样得到的一个干扰信号的数字样值序列与一个采样定时信号的到达时刻发生联系。于是,当令安装于有线电视网上游和下游位置的两个干扰信号记录装置,分别将各自采样得到的干扰信号的数字样值序列与同一个信号源发射的同一个采样定时信号的到达时刻发生联系时,该两个记录装置采样得到的两个数字样值序列之间便建立了时间联系,使得在将该两个数字样值序列进行互相关函数计算时,可根据互相关函数图像中是否存在由损伤点引起的互相关峰,判断相关电缆线路中是否存在损伤点。
另外,本发明还提供一个干扰信号记录装置,其组成包括:
一个射频端口,用于与有线电视网的电缆线路连接;
一个信号发射器,连接于所述的射频端口;
一个采样器,连接于所述的射频端口;
一个微处理器,连接于所述的信号发射器和所述的采样器,该微处理器设置为,将所述的采样器采样得到的干扰信号的数字样值序列,与所述的信号发射器发射的一个采样定时信号的发射时刻发生联系。
另外,本发明还提供一个有线电视网损伤点定位***,其组成包括:
一个共通道失真参考信号记录器,连接于有线电视网,用于生成共通道失真参考信号,对该参考信号采样,使采样得到的该参考信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该参考信号记录器的时刻,或一个自该参考信号记录器发射的采样定时信号的发射时刻发生联系;
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的下游,用于对有线电视网中的干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻发生联系;
一个损伤点定位计算装置,利用通信媒介与所述的共通道失真参考信号记录器,和所述的安装于下游的干扰信号记录装置连接,用于计算所述的共通道失真参考信号的数字样值序列,与所述的干扰信号的数字样值序列的互相关函数。
由上,一个共通道失真参考信号记录器,和一个安装于有线电视网下游的干扰信号记录装置,分别将一个参考信号的数字样值序列和一个干扰信号的数字样值序列,与同一个信号源发射的同一个采样定时信号的到达时刻,或一个序列与该采样定时信号的到达时刻,另一个序列与该采样定时信号的到达时刻发生联系;一个损伤点定位计算装置计算该两个序列的互相关函数。于是可根据互相关函数图像中是否存在由损伤点引起的互相关峰,判断相关电缆线路中是否存在产生共通道失真信号的损伤点。
可选的,所述***的组成还包括:
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的上游,用于对有线电视网中的干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻发生联系,该干扰信号记录装置利用通信媒介与所述的损伤点定位计算装置连接,由该定位计算装置计算所述的干扰信号的数字样值序列,与所述的共通道失真参考信号的数字样值序列的互相关函数。
由上,在上游安装一个干扰信号记录装置,使得***可以确定产生共通道失真信号的损伤点与一个定位基准点之间的电缆长度。另外,本发明还提供一个有线电视网损伤点定位***,其组成包括:
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的上游,用于对有线电视网中的干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻发生联系;
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的下游,用于对有线电视网中的干扰采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻发生联系;
一个损伤点定位计算装置,利用通信媒介与所述的安装于上游的干扰信号记录装置,和所述的安装于下游的干扰信号记录装置连接,用于计算所述的安装于上游的干扰信号记录装置采样得到的数字样值序列,与所述的安装于下游的干扰信号记录装置采样得到的数字样值序列的互相关函数。
由上,安装于有线电视网上游和下游位置的两个干扰信号记录装置,分别将各自采样得到的干扰信号的数字样值序列与同一个信号源发射的同一个采样定时信号的到达时刻,或一个序列与该采样定时信号的到达时刻,另一个序列与该采样定时信号的发射时刻发生联系;一个损伤点定位计算装置计算该两个序列的互相关函数。于是可根据互相关函数图像中是否存在由损伤点引起的互相关峰,判断相关电缆线路中是否存在损伤点。
可选的,其组成还包括:
一个信号偶合器,连接于所述的安装于下游的干扰信号记录装置,与有线电视网的电缆线路之间,用于将该信号偶合器下游和上游两部分线路产生的干扰信号耦合给所述的安装于下游的干扰信号记录装置。
由上,一个信号耦合器可将该信号偶合器下游产生的干扰信号耦合给干扰信号记录装置。于是,使得***可对偶合器下游的损伤点进行定位。此外,该信号耦合器还可将产生于该信号偶合器下游的任何信号,耦合给所连接的干扰信号记录装置,并将该信号向其上游的方向传输,供上游的干扰信号记录装置接收。于是,该信号耦合器下游线路中产生的上行业务信号或干扰信号可用作测试信号,用于测定信号耦合器所在位置在互相关函数图像中的时长值,使得信号偶合器的所在位置可成为一个便于使用的定位基准点。
另外,本发明还提供一种有线电视网损伤点定位方法,该方法包括步骤:
A、向有线电视网的线路中发射一个采样定时信号;
B、在有线电视网中选定一个检测点,在该检测点拾取下行信号,利用该下行信号生成一个共通道失真参考信号,对该参考信号采样,使采样得到的该参考信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该检测点的时刻,或在该检测点的发射时刻发生联系;
C、在有线电视网的下游选定一个下游检测点,在该下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该下游检测点的时刻,或在该检测点的发射时刻发生联系;
D、计算步骤B所述的数字样值序列与步骤C所述的数字样值序列的互相关函数;
E、依据所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的下游检测点的信号传输路径上存在损伤点。
由上,在有线电视网的一个检测点拾取下行信号,生成下行信号的共通道失真参考信号,将该参考信号采样;在有线电视网下游的一个检测点拾取干扰信号,将该干扰信号采样;分别将采样得到的一个参考信号的数字样值序列,和一个干扰信号的数字样值序列与一个在线路中传输的采样定时信号的到达时刻发生联系,或一个序列与该采样定时信号的到达时刻发生联系,另一个与该采样定时信号的发射时刻发生联系;计算该两个序列的互相关函数;根据互相关函数图像中是否存在由损伤点引起的互相关峰,判断途径下游检测点的信号传输路径上是否存在产生共通道失真信号的损伤点。
可选的,在步骤B后还包括步骤:
B1、在有线电视网的上游选定一个上游检测点,在该上游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻发生联系;
以及在步骤D后还包括步骤:
D1、计算步骤B所述的数字样值序列与步骤B1所述的数字样值序列的互相关函数;
以及在步骤E后还包括步骤:
F、在步骤D1所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中选取单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据步骤F所述的损伤点引起的互相关峰的时长值,确定损伤点在线路中的位置。
另外,本发明还提供一种有线电视网损伤点定位方法,该方法包括步骤:
A、向有线电视网的线路中发射一个采样定时信号;
B、在有线电视网的上游选定一个上游检测点,在该上游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻发生联系;
C、在有线电视网的下游选定一个下游检测点,在该下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该下游检测点的时刻,或在该下游检测点的发射时刻发生联系;
D、计算步骤B所述的数字样值序列与步骤C所述的数字样值序列的互相关函数;
E、依据所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的下游检测点的信号传输路径上存在损伤点。
由上,在有线电视网的一个上游检测点和一个下游检测点拾取干扰信号,并对干扰信号采样;分别将采样得到的两个干扰信号的数字样值序列,与一个在线路中传输的采样定时信号的到达时刻发生联系,或一个序列与该采样定时信号的到达时刻发生联系,另一个与该采样定时信号的发射时刻发生联系;计算该两个序列的互相关函数;根据互相关函数图像中是否存在由损伤点引起的互相关峰,判断途径下游检测点的信号传输路径上是否存在损伤点。
可选的,在步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻发生联系;
步骤D进一步包括步骤:
D1:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值;
D2、分别计算所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数;
步骤E进一步包括步骤:
依据步骤D2所述的互相关函数计算所得到的两个互相关函数图像中,均存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经步骤C和步骤C1各自所述的下游检测点的信号传输路径上均存在损伤点;
以及在步骤E后还包括步骤:
F、分别在所述的两个互相关函数图像中选取单独由途经步骤C所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,和单独由途经步骤C1所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据步骤F所述的从两个互相关函数图像中选取的互相关峰幅度的大小顺序,为所述的两个不同信号传输路径上的损伤点对网络业务的损害程度进行排序。
由上,对在两个不属于同一个电缆支路的下游检测点采样得到的干扰信号的数字样值列进行调整,使调整后的两个数字样值序列具有相同的幅度值,依据两个具有相同幅度值的数字样值序列分,别参与互相关计算得到的互相关图像中的互相关峰幅度的大小顺序,对不同路径上的损伤点对网络业务的损害程度进行排序。
可选的,步骤A后还包括步骤:
A1、在有线电视网的线路中传输第二个采样定时信号;
步骤B后还包括步骤:
B1、在所述的上游检测点第二次拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻发生联系;
步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻,或在该第二个下游检测点的发射时刻发生联系;
步骤D进一步包括步骤:
D1:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值。
D2、在所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列中,计算源自步骤C所述的数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数,计算源自步骤C1所述的数字样值序列,与步骤B1所述的数字样值序列的互相关函数;
步骤E进一步包括步骤:
依据步骤D2所述的互相关函数计算所得到的两个互相关函数图像中,均存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经步骤C和步骤C1各自所述的下游检测点的信号传输路径上均存在损伤点;
以及在步骤E后还包括步骤:
F、分别在所述的两个互相关函数图像中选取单独由途经步骤C所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,和单独由途经步骤C1所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据步骤F所述的从两个互相关函数图像中选取的互相关峰幅度的大小顺序,为所述的两个不同信号传输路径上的损伤点对网络业务的损害程度进行排序。
可选的,在步骤E后还包括步骤:
F、在所述的互相关函数图像中选取单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据所述的单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰的时长值,确定损伤点的位置。
可选的,当步骤C所述的干扰信号是反射信号时,步骤G进一步包括步骤:
依据所述的单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的两个互相关峰的时长值,与由所述的下游检测点引起的互相关峰的时长值之差的绝对值相等,符号相反的条件,确定所述的下游检测点的下游存在损伤点。
可选的,当步骤C所述的干扰信号是外来信号或共通道失真信号时,步骤G进一步包括步骤:
依据所述的单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的一个互相关峰的时长值所对应的有线电视网线路中的一个位置,是所述的下游检测点的条件,确定所述的下游检测点的下游存在损伤点。
可选的,当步骤C所述的干扰信号是外来信号,或是共通道失真信号时,步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使该第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻发生联系;
在步骤D后还包括步骤:
D1、计算步骤B所述的数字样值序列,与步骤C1所述的数字样值序列的互相关函数;
在步骤E后还包括步骤:
E1、依据步骤D1所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的第二个下游检测点的信号传输路径上存在损伤点;
以及步骤F进一步包括步骤:
依据步骤E和E1各自所述的互相关函数图像中,每个图像存在的一对互相关峰与另一个图像的一对互相关峰间距相等的条件,判定步骤E所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,步骤E1所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,且判定所述的一个图像中的一对互相关峰的位置关系,与所述的另一个图像中的一对互相关峰的位置关系相反。
可选的,当步骤C所述的干扰信号是外来信号,或是共通道失真信号时,步骤A后还包括步骤:
A1、在有线电视网的线路中传输第二个采样定时信号;
在步骤B后还包括步骤:
B1、在所述的上游检测点第二次拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻发生联系;
在步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻,或在该第二个下游检测点的发射时刻发生联系;
在步骤D后还包括步骤:
D1、计算步骤B1所述的数字样值序列,与步骤C1所述的数字样值序列的互相关函数;
在步骤E后还包括步骤:
E1、依据步骤D1所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的第二个下游检测点的信号传输路径上存在损伤点;
以及步骤F进一步包括步骤:
依据步骤E和E1各自所述的互相关函数图像中,每个图像存在的一对互相关峰与另一个图像的一对互相关峰间距相等的条件,判定步骤E所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,步骤E1所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,且判定所述的一个图像中的一对互相关峰的位置关系,与所述的另一个图像中的一对互相关峰的位置关系相反。
可选的,在步骤F后还包括步骤:
在所述的两个图像的间距相等的互相关峰中,计算各自图像中两个互相关峰幅度的比值,依据该两个比值,确定一个图像中的一个互相关峰为一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,或一个单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰。
可选的,步骤D进一步包括步骤:
D21:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值。
D22、分别计算所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数;
以及在步骤F后还包括步骤:
判定在步骤E所述的图像和步骤E1所述的图像之间的两对间距相等的互相关峰中,幅度最大的互相关峰为一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,或单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰。
可选的,步骤D进一步包括步骤:
D31:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值。
D32、在所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列中,计算源自步骤C所述的数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数,计算源自步骤C1所述的数字样值序列,与步骤B1所述的数字样值序列的互相关函数;
以及在步骤F后还包括步骤:
判定在步骤E所述的图像和步骤E1所述的图像之间的两对间距相等的互相关峰中,幅度最大的互相关峰为一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,或单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰。
附图说明
图1为有线电视网损伤点定位***的方框图;
图2(A)~(E)为损伤点与检测点之间的不同位置关系的示意图;
图3(A)为损伤点的干扰信号示意图;
图3(B)为图2(A)所示情况下,上游检测点的干扰信号示意图;
图3(C)为图2(A)所示情况下,下游检测点的干扰信号示意图;
图3(D)为图3(B)中采样区域信号的示意图;
图3(E)为图3(C)中采样区域信号的示意图;
图3(F)是对图3(D)和图3(E)所示信号的数字样值序列进行互相关计算后得到的函数图像,横轴为采样顺序号的差值;
图3(G)是将图3(F)的横轴变换为时间轴后的函数图像;
图4-1(A)为图2(C)所示情况下,上游检测点采样区域的干扰信号示意图;
图4-1(B)为图2(C)所示情况下,下游检测点采样区域的干扰信号示意图;
图4-1(C)是对图4-1(A)和图4-1(B)所示信号的数字样值序列进行互相关计算后得到的函数图像;
图4-2(A)为图2(D)所示情况下,上游检测点采样区域的干扰信号示意图;
图4-2(B)为图2(D)所示情况下,下游检测点采样区域的干扰信号示意图;
图4-2(C)是对图4-2(A)和图4-2(B)所示信号的数字样值序列进行互相关计算后得到的函数图像;
图4-3(A)为图2(E)所示情况下,上游检测点采样区域的干扰信号示意图;
图4-3(B)为图2(E)所示情况下,下游检测点采样区域的干扰信号示意图;
图4-3(C)是对图4-3(A)和图4-3(B)所示信号的数字样值序列进行互相关计算后得到的函数图像;
图5(A)~(H)为两个调制解调器的采样点之间的相位差分别为0°、180°、+22.5°、-22.5°、+45°、-45°、+90°和-90°时QAM信号互相关峰的示意图;
图6为两个电缆支路的损伤点与检测点之间的位置关系图;
图7(A)为图6所示情况下,一个干扰源的信号同时到达两个支路的损伤点时,两个支路的互相关函数图像;
图7(B)为图6所示情况下,一个干扰源的信号先到达第一支路损伤点时,两个支路的互相关函数图像;
图7(C)显示的是,在图6所示的两个损伤点分别加入独立信号成分后,在图7(A)的基础上,互相关峰的幅度发生变化后的函数图像;
图8为电缆调制解调器的方框图;
图9(A)、图9(B)分别为干扰信号记录器的两个实施例的方框图;
图10(A)、图10(B)分别为共同道失真参考信号记录器的两个实施例的方框图;
图11(A)、图11(B)分别为信号耦合器的两个实施例的电原理图。
具体实施方式
图1是本发明的有线电视网损伤点定位***的一个实施例。图中安装于有线电视网前端的分配器113、电缆调制解调器101、分配器115和共通道失真参考信号记录器114;安装于有线电视网一个电缆支路的信号偶合器103和在末端用于损伤点定位的电缆调制解调器102;以及接入互联网的用于损伤点定位的计算机104,是为组成本定位***而增加的装置。图中的其他部分为一个简化的有线电视网。
各电视信道的信号和电缆调制解调器终端***(CMTS)105发射的下行信道信号,经混合器106混合成下行信号。一路下行信号经分配器113送至用于损伤点定位的电缆调制解调器101;另一路下行信号经分配器115送至共通道失真参考信号发生器114;第三路下行信号经光发射机107,光结点108,放大器110,分配器109,信号偶合器103,再经分配器109到达不同用户的用户设备111。下行信号也经信号耦合器103到达用于损伤点定位的电缆调制解调器102,该电缆调制解调器102同时可作为用户设备使用。下行信号也到达其他各电缆支路。电缆调制解调器102,以及各用户设备111发射的上行业务信号,先在电缆线路中,经下行信号的路径,按相反方向到达光结点108,再经光缆线路到达光接收机112。光接收机112输出的一路上行信号经分配器113到达电缆调制解调器终端***(CMTS)105。共通道失真参考信号发生器114发射的上行信号经分配器115,也送至电缆调制解调器终端***(CMTS)105。电缆调制解调器终端***(CMTS)105接入互联网。通过电缆调制解调器终端***(CMTS)105和互联网,电缆调制解调器101、102和共通道失真参考信号发生器114可实现与计算机104的通信。
按照前述的信号传播路径,途经信号偶合器103的整个信号传输路径中产生的干扰信号,包括其下游线路产生的干扰信号和其上游线路产生的干扰信号,均沿上行业务信号的传播路径到达位于前端的电缆调制解调器101。光结点108下游的其他电缆支路产生的干扰信号也沿各自的路径到达位于前端的电缆调制解调器101。于是整个电缆网产生的干扰信号均会到达位于前端的电缆调制解调器101。信号偶合器103下游线路产生的干扰信号沿上行信号的传播路径到达位于下游的电缆调制解调器102。信号偶合器103上游线路中产生的干扰信号沿下行信号的传播路径到达电缆调制解调器102,但连接于信号偶合器103上游线路的各电缆支路产生的干扰信号无法到达电缆调制解调器102。这样便只有途经信号耦合器103安装位置的信号传输路径上产生的干扰信号可以到达电缆支路中的电缆调制解调器102。
电缆调制解调器101和102各带有一个采样器,可将传播至本电缆调制解调器的干扰信号采样。计算机104经互联网向电缆调制解调器101和102传递指令,指令中包含预期电缆调制解调器终端***(CMTS)105即将发射的某一同步消息的特定编码。电缆调制解调器101和102分别将该特定编码作为识别条件,从电缆调制解调器终端***(CMTS)105此后发射的信号中识别该特定编码,一旦接收到该特定编码,便开始将此后采样的干扰信号的样值存入存储器,形成干扰信号的数字样值序列。计算机104经互联网接收两个电缆调制解调器101和102提供的干扰信号的数字样值序列,计算两个数字样值序列的互相关函数,得到一个互相关函数图像。如果互相关函数图像中存在由损伤点引起的互相关峰,便判断途经信号耦合器103安装位置的信号传播路径上存在损伤点。
在多个电缆支路中安装信号耦合器103和电缆调制解调器102,使安装的信号耦合器103和电缆调制解调器102覆盖全部电缆支路,便可在整个电缆网范围内实现对损伤点的定位。进一步,还可将信号耦合器103的安装位置设置为一个定位基准点,利用信号耦合器103下游线路产生的上行业务信号或干扰信号作为测试信号,测定信号耦合器103的位置在互相关函数图像中的互相关峰的时长值,依据损伤点的互相关峰的时长值与信号耦合器103所在位置互相关峰的时长值,计算出损伤点至信号耦合器103的电缆长度。
共通道失真参考信号记录器114拾取下行信号,利用下行信号生成共通道失真参考信号,以前述电缆调制解调器相同的工作过程,对该参考信号采样,得到该参考信号的数字样值序列。在为产生共通道失真信号的损伤点定位时,计算机104利用该参考信号的数字样值序列参与互相关函数计算,得到可靠度较高的定位结果。
图2为一组损伤点与检测点的位置关系图。图中自上游至下游各点的位置依次为:共通道失真参考信号记录点202、上游检测点203、下游检测点204和测试信号发射点206。
在图2中,下行信号和采样定时信号自上游向下游传输。在共通道失真参考信号记录点202,可利用一个共通道失真参考信号记录器采样得到一个参考信号的数字样值序列;在上游干扰信号检测点203,可利用一个信号偶合器和一个干扰信号记录装置对来自其下游的干扰信号采样,得到一个干扰信号的数字样值序列;在下游干扰信号检测点204,可利用一个信号偶合器和一个干扰信号记录装置对来自其上游和下游的干扰信号采样,得到一个干扰信号的数字样值序列;在测试信号发射点206,可利用一个测试信号发生器发射测试信号。
在图2(A)中,损伤点217位于下游检测点204的上游。用T237表示上游检测点203至损伤点217的信道时延,用T247表示下游检测点204至损伤点217的信道时延。令一个采样定时信号自上游向下游发射,假定该采样定时信号在t0时刻到达上游检测点203,则会在t0+T237时刻到达损伤点217,在t0+T237+T247时刻到达下游检测点204。
令在采样定时信号到达损伤点217的时刻,在该损伤点产生的干扰信号为信号的G点。在下行方向上,信号的G点与采样定时信号并行传播,经过时长T247,在t0+T237+T247时刻与采样定时信号同时到达下游检测点204。在上行方向上,信号的G点经过传播时长T237,在t0+2T237时刻到达上游检测点203,比采样定时信号的到达时刻滞后2T237时长。
图3(A)、图3(B)和图3(C)分别显示了损伤点217、上游检测点203和下游检测点204的干扰信号。在t0时刻,采样定时信号到达上游检测点203,在该时刻在上游检测点203开始对干扰信号采样。假定在上游检测点203的采样持续时长为T1,在上游检测点203结束采样的时刻便为t0+T1。在图3(B)中,在t0至t0+T1范围内的信号是上游检测点203的采样区域信号。以在该上游检测点203采样的起始时刻为该采样区域的时间0点,可得到上游检测点203的采样区域信号如图3(D)所示。在t0+T237+T247时刻,采样定时信号到达下游检测点204,在该时刻在下游检测点开始对干扰信号采样。假定在下游检测点的采样持续时长为T2,在下游检测点结束采样的时刻便为t0+T2。在图3(C)中,在t0+T237+T247至t0+T2范围内的信号是下游检测点204的采样区域信号。以在该下游检测点204的采样的起始时刻为该采样区域的时间0点,可得到下游检测点204的采样区域信号如图3(E)所示。
令在下游检测点204采样得到的数字样值序列为x(n),在上游检测点203采样得到的数字样值序列为y(n)。其中n为各个序列中每个样值的采样顺序号,对于序列x(n),n的取值范围为1至L,1和L分别是图3(E)中0和T2时刻采样得到的样值的采样顺序号;对于序列y(n),n的取值范围为1至P,1和P分别是图3(D)中0和T1时刻采样得到的样值的采样顺序号;当采样周期为T时,采样顺序号n与图3(D)和图3(E)中时间轴的时间值的关系为n/T+1。
序列x(n)与y(n)的互相关函数的表达式为:(式1)。式中n+m不得大于P。对于m的每一个取值,其函数值Rxy(m)为序列x(n)中的自第1个至第L个样值,即序列x(n)的全部样值,依次与序列y(n)中的自第1+m个至第L+m个样值,即序列y(n)的一个与序列x(n)的样值数相等的样值段中的样值,按顺序一一对位相乘后的累加值。其中的m是序列y(n)参与对位相乘的样值段中每一个样值的采样顺序号,与序列x(n)每一个对位相乘样值的采样顺序号的差值。从图3(D)和图3(E)可见,在图3(E)中时刻0至时刻T2的信号,与图3(D)中时刻2T237至时刻2T237+T2的信号是高度相似的信号,于是数字样值序列y(n)中采样顺序号自2T237/T+1至(2T237+T2)/T+1的样值序列段的样值,与数字样值序列x(n)的全部样值之间,具有最强的互相关性。此时,互相关函数Rxy(m)有最大值。即在互相关函数图像中,在对位相乘的样值间的采样顺序号的差值m为(2T237/T+1)-1的位置,会出现一个互相关峰。而m为其他值时,序列y(n)中的各样值段,均与序列x(n)无关,不会出现互相关峰。图3(F)为互相关函数图像,横轴为对位相乘样值间的采样顺序号的差值m。可将图3(F)中横轴的各m值乘以采样周期T,使横轴变换为时间轴。图3(G)为横轴变换为时间轴的互相关函数图像。图3(G)显示,互相关峰在时长值为2T237的位置。而2T237恰为损伤点217至上游检测点203的信道时延T237的2倍。
利用上述方法得到的信道时延,以及收集的光缆长度数据和光缆中的信号传播速度参数,可计算出有线电视网中损伤点的上游光缆线路的信道时延,继而得到损伤点上游电缆线路的信道时延。再利用电缆中的信号传播速度参数,可计算得到损伤点至光结点的电缆长度。当忽略互相关函数图像中的信道时延时,便可仅根据互相关图像中是否存在互相关峰,判断上游检测点203与下游检测点204之间是否存在损伤点。
在图2(B)中,损伤点229位于下游检测点204的下游。此时,自损伤点229产生的干扰信号,在到达下游检测点204时,一路信号可在该检测点被采样,同时另一路信号继续向上游检测点203方向传播。该两路信号可看作是自该游检测点同时向两个检测点方向传播的信号。就此点而言,下游检测点对干扰信号的影响,等同于图2(A)中的损伤点217产生干扰信号的过程。于是,使用前述的定位方法,在计算互相关函数后,互相关峰会出现在下游检测点204至上游检测点203的信道时延的2倍位置。遇此情形,需判定损伤点位于下游检测点204的下游。显然,对存在于下游检测点下游的损伤点,定位结果中只能表示出损伤点所在的区域。若希望缩小该区域的范围,则需要将下游检测点进一步向下游迁移。
前述定位过程中得到的电缆长度中,可能含有上行信号信道与下行信号信道的时延特性不一致引起的误差,可能含有上游、下游两个电缆调制解调器对采样定时信号的响应速度不一致引起的误差,还可能含有引用的信号传播速度参数的误差。当计算光缆线路的信道时延时,还存在光缆长度的数据误差。在实际有线电视网的线路中,在将上游的电缆调制解调器安装于光缆线路的上游时,由于光缆线路长度较大,光缆长度的测量数据通常会含有较大的误差。此外,在实际线路中,也需要测量上游的电缆调制解调器的连接电缆的长度,将其信道时延计入定位过程的信道时延中,否则也会引起误差。这些误差会降低***的定位精度。
假定将图2(A)中的下游检测点204设定为一个定位基准点,该检测点可将来自其下游的信号向上游检测点203方向传输,并假定自测试信号发射点206向上游方向发射一个测试信号。将该测试信号按干扰信号处理,按前述的定位方法,可得到下游检测点204至上游检测点203的光缆和电缆的总长度,记为S234,将其中含有的定位误差记为ΔS234,则准确的光缆和电缆的总长度为S234-ΔS234。
令对损伤点217的定位结果为,损伤点217至上游检测点203的光缆和电缆的总长度为S237,其中含有的定位误差为ΔS237,则准确的光缆和电缆的总长度为S237-ΔS237。
用下游检测点204至上游检测点203的准确的光缆和电缆的总长度S234-ΔSS234,减去损伤点217至上游检测点203的准确的光缆和电缆的总长度S237-ΔS237,得到损伤点217至下游检测点204的准确的电缆长度为(S234-ΔSS234)-(S230-ΔS230)。由于ΔS S234与ΔS230的差别极小,损伤点217至下游检测点204准确的电缆长度便成为S234-S237。该表达式消除了定位误差项ΔS237。
在定位过程中,可利用损伤点互相关峰的时长值与定位基准点互相关峰的时长值的差值,直接计算损伤点与定位基准点之间的信道时延。此种方法可不必使用定位基准点上游的线路数据,从而可降低收集线路数据的工作量。也可对干扰信号和定位基准点测试信号的合并信号进行记录。如此,可进一步消除因测试信号与干扰信号的采样时间不同可能引起的定位误差。
在图1所示的***中,将信号偶合器103的位置选定为定位基准点会带来较大便利。自信号耦合器103下游的用户设备发射的上行业务信号或损伤点产生的干扰信号,在到达信号耦合器103时,会自信号耦合器103同时向前端的和末端的两个电缆调制解调器传输。利用信号偶合器103的这一特性,可将信号偶合器103下游的用户设备发射的上行业务信号,或损伤点产生的外来信号作为测试信号使用,因而可免于使用测试信号发生器,有助于简化对定位基准点的测定过程。
另外,当信号耦合器103具有向下游的电缆调制解调器102反射信号的功能时,以信号耦合器103的位置为定位基准点,还可将下游的电缆调制解调器102发射的上行业务信号作为测试信号使用。
前述方法适合于对产生外来信号、共通道失真信号或反射信号中的任何一种干扰信号的损伤点进行定位。
共通道失真信号的幅度通常较小,在存在其他信号引起的互相关峰的情况下,对共通道失真信号互相关峰的识别就较为困难。改进的措施是使用一个共通道失真参考信号记录器。共通道失真参考信号记录器拾取有线电视网中的下行信号,生成下行信号的二次项失真信号和三次项失真信号,以其作为参考信号。将该参考信号采样,得到共通道失真参考信号的数字样值序列。计算共通道失真参考信号的样值序列,与下游的电缆调制解调器采样得到的干扰信号的样值序列的互相关函数,得到一个互相关函数图像。依据互相关函数图像中是否存在互相关峰,可判断相应的信号传输路径上是否存在损伤点。在存在互相关峰的情况下,还可计算该参考信号的数字样值序列与上游采样的干扰信号的数字样值序列的互相关函数,确定出损伤点在线路中的位置。
在图2(A)中,损伤点217位于下游检测点204的上游。一个与采样定时信号并行的下行信号的一个信号点,在到达共通道失真参考信号记录点202时,可生成共通道失真参考信号的一个信号点,该信号点的信号被记录为参考信号的数字样值序列中的第一个样值。在另一时刻,该下行信号的信号点和与其并行的采样定时信号到达损伤点217,在该损伤点会产生一个与下行信号的该信号点对应的干扰信号的信号点。干扰信号的该信号点的信号与采样定时信号并行传播至下游检测点204时,被记录为下游的干扰信号的数字序列的第一个样值。显然,计算该参考信号的样值序列与该下游干扰信号的样值序列的互相关函数,互相关函数图像中互相关峰的时长值应为0。
在图2(B)中,损伤点229位于下游检测点204的下游。一个与采样定时信号并行的下行信号的一个信号点在到达下游检测点204后,继续向下游的损伤点229传播。与采样定时信号并行的下行信号的信号点在到达损伤点229时,产生出一个干扰信号的信号点,向上游方向传播的干扰信号的该信号点,到达下游检测点204的时刻晚于采样定时信号的到达时刻,滞后时长是下游检测点204至损伤点229的信道时延的2倍。干扰信号的该信号点的信号的样值在干扰信号的数字样值序列中的采样顺序号必大于1。于是以该序列为x(n),以参考信号的数字样值序列为y(n),按式1计算该两个序列的互相关函数,互相关峰的时长值为负值,其绝对值为下游检测点204至损伤点229的信道时延的2倍。
在图2(B)显示的损伤点229位于下游检测点204的下游的情形中,以参考信号的样值序列,替代前述定位过程中下游的干扰信号的样值序列,参与计算与上游的干扰信号的样值序列的互相关函数,得到的互相关函数图像中互相关峰的位置,与直接计算两个干扰信号的序列时稍有不同。此时,由下游检测点204下游的损伤点229引起的互相关峰的时长值,并不等于上游检测点203至下游检测点204的信道时延的2倍,而是等于上游检测点203至损伤点229的信道时延的2倍。
在对产生共通道失真信号的损伤点定位时,需要将互相关函数图像中的正峰和负峰均视为有效的互相关峰。前已述及,产生共通道失真信号的根源,在于损伤点所具有的所施加电压与所通过电流之间的非线性关系。此非线性关系反映了损伤点的阻抗与施加电压之间的非线性关系。显然这种因施加电压的不同而引起的阻抗变化,会使损伤点的入射信号因施加电压的不同而产生不同幅度的反射信号。从能量传输的角度看,入射信号中未通过损伤点的能量就是在损伤点反射的能量。于是,若下行信号在通过损伤点后,在某一极性方向上,信号的幅度被压缩了,在反射信号中,同一极性的信号幅度就会加大。所以,以损伤点为中心,在信号沿电缆传输的两个方向上,共通道失真信号的极性相反。在图2(A)的情形中,损伤点217位于下游检测点204的上游,到达上游检测点203和下游检测点204的信号便极性相反,在互相关函数图像中引起负互相关峰。在图2(B)的情形中,损伤点229位于信号偶合器204的下游,到达上游检测点203和下游检测点204的信号便极性相同,在互相关函数图像中引起正互相关峰。
在为产生反射信号的损伤点定位时,会使用一个检测反射点的测试信号,此时,需要将测试信号的直达信号与反射信号均视为同时自损伤点传播的干扰信号。在图2(A)中,假定自测试信号发射点206发射一个测试信号。当该测试信号到达损伤点217时,反射信号与继续向前传播的直达信号同时自损伤点217向两个方向传播。显然,只要将其中的直达测试信号视为干扰信号,对损伤点的定位结果便与前述的定位结果一致。
由于使用了测试信号,当损伤点是产生反射信号的损伤点时,互相关函数图像中除前述由损伤点引起的互相关峰外,还可能存在另外的互相关峰。例如在图2(A)中,当自测试信号发射点206发射测试信号时,直达测试信号可到达下游检测点204和上游检测点203。该直达测试信号便会在互相关函数图像中形成一个互相关峰,其时长值为上游检测点203至下游检测点204的信道时延的2倍,该互相关峰并非由损伤点引起。
到达两个上游检测点203和下游检测点204的直达测试信号的幅度,会远大于反射信号的幅度,从而直达测试信号引起的互相关峰的幅度也会远大于损伤点引起的互相关峰的幅度。据此,可方便地识别出直达测试信号引起的互相关峰。而如果进一步将下游检测点204作为定位基准点使用,在互相关函数图像中,由直达测试信号引起的的互相关峰的时长值等于由定位基准点的时长值,该互相关峰便更加易于识别。
一个产生反射信号的损伤点是否引起互相关峰,以及互相关峰的位置和数量,还与损伤点与测试信号源的相对位置有关。在图2(B)中,损伤点229位于下游检测点204的下游,当自测试信号发射点206发射测试信号时,由该损伤点反射的信号只向测试信号发射点206方向传播,无法到达上游检测点203和下游检测点204,该损伤点229不会在互相关函数图像中引起互相关峰。当自下游检测点204发射测试信号时,由损伤点229反射的信号可到达下游检测点204和上游检测点203,该损伤点会在互相关函数图像中引起多个互相关峰。
当线路中存在两个产生反射信号的损伤点时,互相关峰的位置并不由两个损伤点各自的位置单独决定。在图2(C)中,损伤点229和230均位于下游检测点204的下游。令采样定时信号到达上游检测点203的时刻为t0,上游检测点203至下游检测点204的信道时延为T234,则有采样定时信号到达下游检测点204的时刻为t0+T234。令自测试信号发射点206发射一个测试信号,令该测试信号中在t0+T234时刻到达下游检测点204的信号为信号的G’点。在上游检测点203的采样区域信号图上,信号的G’点位于2T234位置;在下游检测点204的采样区域信号图上,信号的G’点位于0位置。令损伤点229至损伤点230的信道时延为T290,经损伤点229第一次反射后,再经损伤点230第二次反射的反射信号,在到达上游检测点203和下游检测点204时,分别比到达各检测点的直达信号滞后2T290时长。于是在上游检测点203的采样区域信号图上,第二次反射的反射信号的G’点位于2T234+2T290位置,在下游检测点204的采样区域信号图上,第二次反射的反射信号的G’点位于2T290位置。两个采样区域的信号示于图4-1(A)和图4-1(B),在图中第一次反射的信号和第二次反射的信号分别用实线和虚线表示。该两个采样区域中信号的数字样值序列的互相关函数图像示于图4-1(C)。
在图4-1(C)中,存在一个由下游检测点204引起的互相关峰,其时长值为2T234,该时长值等于图4-1(A)中的直达信号的G’点与图4-1(B)中的直达信号的G’点之间的时间差。另外的互相关峰分别为,时长值为2(T234-T290)的互相关峰,其时长值等于图4-1(A)中的直达信号的G’点与图4-1(B)中的反射信号的G’点之间的时间差;时长值为2(T234+T290)的互相关峰,其时长值等于图4-1(A)中的反射信号的G’点与图4-1(B)中的直达信号的G’点之间的时间差。在图4-1(C)中,两个由损伤点反射的反射信号引起的互相关峰位于由检测点引起的互相关峰的两侧,与由检测点引起的互相关峰之间的间距相等。
由图4-1(A)中的反射信号的G’点,与图4-1(B)中的反射信号的G’点之间的时间差,本应引起一个互相关峰。但由于两个反射信号的幅度小,互相关峰在时间轴上的位置又与由检测点引起的互相关峰一致,图象中显示不出该互相关峰。
在图2(D)中,损伤点217位于下游检测点204的上游,损伤点229位于下游检测点204的下游。令下游检测点204至损伤点217的信道时延为T247,损伤点217至损伤点229的信道时延为T279。按前述方法分析,可得到上游检测点203的采样区域信号图,如图4-2(A)所示,可得到下游检测点204的采样区域信号图,如图4-2(B)所示,可得到互相关函数图像,如图4-2(C)所示。图4-2(A)与图4-1(A)相比,第二次反射的反射信号相对于直达信号的滞后时长变为2T279。图4-2(B)与图4-1(B)相比,除第二次反射的反射信号相对于直达信号的滞后时长变为2T279外,还增加了一个由损伤点217第一次反射的反射信号,该反射信号的G’点在2T247位置,所增加的反射信号在图4-2(B)中用实线加圆圈表示。图4-2(C)与图4-1(C)相比,增加了由损伤点217第一次反射的反射信号引起的两个互相关峰,一个互相关峰的时长值为2(T234-T247)的互相关峰,其时长值等于图4-2(A)中的直达信号的G’点,与图4-2(B)中的第一次反射的反射信号的G’点之间的时间差;另一个互相关峰的时长值为2(T234+T279-T247)的互相关峰,其时长值等于图4-2(A)中的第二次反射的反射信号的G’点,与图4-2(B)中的第一次反射的反射信号的G’点之间的时间差。
在图2(E)中,两个损伤点217和218均位于下游检测点204的上游。令下游检测点204至损伤点217和218的信道时延分别为T247和T248,损伤点217至损伤点218的信道时延为T278。按前述方法分析,可得到上游检测点203的采样区域信号图,如图4-3(A)所示,可得到下游检测点204的采样区域信号图,如图4-3(B)所示,可得到互相关函数图像,如图4-3(C)所示。图4-3(A)与图4-2(A)相比,第二次反射的反射信号相对于直达信号的滞后时长变为2T278。图4-3(B)与图4-2(B)相比,图4-3(b)中增加了一个经第一次反射的反射信号,所增加的反射信号在图4-3(B)中采用实线加圆圈表示,减少了一个经第二次反射的反射信号。这是由于经损伤点218第二次反射的信号并不向其下游反射,而两个损伤点的第一次反射的反射信号均向其下游反射。图4-3(C)与图4-2(C)相比,增加了一个互相关峰,并且不再存在间距相等的互相关峰。这是由于没有反射信号自下游检测点204的下游向该检测点传播的结果。
从前述可知,可依据在下游检测点204引起的互相关峰的两侧存在间距相等的互相关峰的条件,判定检测点的下游存在损伤点。
用同样方法,可分析自下游检测点204发射测试信号时,互相关函数图像中互相关峰的位置关系,会得到另一组结果。但仍可依据在下游检测点204引起的互相关峰的两侧存在间距相等的互相关峰的条件,判定检测点的下游存在损伤点。
前已述及,可利用用户设备的上行业务信号作为检测反射点的测试信号。但目前使用的上行业务信号主要为QAM信号。当以QAM信号的每一个符号为基本信号单位时,QAM信号可视为随机信号。但在每一个符号的持续时间内,信号却是确定信号,且为单载频信号,其频率即为该上行业务信号的发射载频。这样,在上游和下游的两个电缆调制解调器分别采样的过程中,当信号的某一个位置是一个电缆调制解调器的一个采样点时,该信号位置通常不会是另一个电缆调制解调器的采样点。另一个电缆调制解调器的最接近该信号位置的采样点,会与前一个电缆调制解调器的采样点之间存在一个相对于上行业务信号发射载频的一个相位差。在该信号位置之后,两个电缆调制解调器各自依次进行的每一次采样,两个电缆调制解调器之间每一对采样点之间的相位差也均相同。此种采样点相对于信号位置的不一致,便引起了两个电缆调制解调器的采样点之间相对于上行业务载频的相位差。当该采样点之间的相位差接近于90°时,互相关函数图像在最该出现互相关峰的位置,函数值接近于零;此时,在互相关函数图像上该位置的一侧,在相差一个、两个等采样周期的时间位置上,在最远的时间位置不超过一个符号时长的范围内,必有若干互相关函数值不接近于零。在函数图像在最该出现互相关峰的位置的另一侧,情况也相同。于是将这些函数值连接成曲线,便得到一幅采样点之间的相位差为90°时的互相关峰区域图形。两个调制解调器的采样点之间相位差为其他值时,互相关峰区域图形的形状也会不同。
在两个调制解调器的采样点之间的相位差一定的情况下,影响互相关峰区域图形形状的参数是QAM信号的载频频率、调制信号的符号频率、和采样器的采样频率。于是可以在实验室环境中,采用实际使用的信号和采样器参数,采集一组两个调制解调器的采样点之间的相位差为不同值时的互相关峰图形。在定位过程中,将定位过程中得到的图形与实验室图形对比,可以得到准确的互相关峰的时长值。也可以用计算机仿真的方法得到实验室图形。图5中图5(A)至图5(H)分别显示了两个调制解调器的采样点之间的相位差为0°、180°、+22.5°、-22.5°、+45°、-45°、+90°和-90°时的,采用仿真方法计算得到的互相关峰图形。
另一方面,还可以计算两个调制解调器的采样点之间相位差为不同值时的实验室图形特征点的幅度,与两个调制解调器的采样点之间的相位差为0°时幅度的比值,利用这些比值,可将具有两个调制解调器的采样点之间的相位差为不同值时的互相关峰的幅度归一化为同一个相位差时的幅度,使不同相位差之间的互相关峰可以比较幅度。
当在不同的信号传输路径上的损伤点,产生相同成分的干扰信号时,每个支路的互相关函数图像中,除存在单独由途经本支路的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰外,还会存在由其他信号传输路径上的损伤点引起的寄生互相关峰。在利用互相关峰的时长值确定损伤点在线路中的位置的过程中,需要对该两种互相关峰进行识别。
图6是一幅在两个电缆支路上,损伤点与检测点的位置关系图。图中位置601是上游检测点,612是第一个电缆支路的检测点,622是第二个电缆支路的检测点。613和623分别是第一个电缆支路和第二个电缆支路的损伤点,均在各支路检测点的上游。当上游检测点601至第一个支路的损伤点613的信道时延为T113,至第二个支路的损伤点623的信道时延为T123时,按前述方法分别对每一个支路的损伤点定位,在第一个支路的函数图像中,由本支路的损伤点引起的互相关峰的时长值为2T113,在第二个支路的函数图像中,由本支路的损伤点引起的互相关峰的时长值为2T123。
假定环境中有一个干扰源,来自该干扰源的信号同时到达两个支路的损伤点613和623。在第一个支路,干扰信号经过传播时长T113到达上游检测点,在第二个支路,干扰信号经过传播时长T123到达上游检测点,在上游检测点,两个支路的信号的时间差为T113-T123。前已述及,第二个支路的互相关峰的时长值为2T123,假定T113大于T123,则第二个支路的信号便先到达上游检测点,由第一个支路的信号在第二个支路的函数图像中引起的寄生互相关峰便会在2T123+(T113-T123)的位置。同理,由第二个支路的信号在第一个支路的函数图像中引起的寄生互相关峰会在2T113-(T113-T123)的位置。如果假定前述干扰源是环境中的唯一干扰信号源,两个支路的互相关函数图像就如图7(A)所示。从图中可看出,在两个图像中,互相关峰的间距相等,本支路的互相关峰与寄生互相关峰的位置相反,两个图像的4个互相关峰中,时长值最大的和最小的两个互相关峰分别是每个图像的本支路损伤点的互相关峰。
但一个外部干扰源的信号在传播至两个损伤点时一定存在时间差,该时间差会影响寄生互相关峰的时长值。于是在将两个支路的互相关函数图像中时长值最大和最小的互相关峰判断为本支路损伤点的互相关峰时,可能发生判断错误。因时间差的大小和正负为随机分布,则两个损伤点至上游检测点的信道时延的差距越大,判断正确的概率就越大。
如果一个干扰源的信号先到达第二个支路的损伤点623,后到达第一个支路的损伤点613,时间差为T113-T123,两个支路的干扰信号到达上游检测点的时间差便成为2(T113-T123),两个图像就如图7(B)所示。在两个图像中,一个图像中的寄生互相关峰的时长值等于另一个图像中的本支路损伤点的互相关峰的时长值。这就是共通道失真信号的情况,只是共通道失真信号并非由同一个干扰源产生,而是由同一个信号源的信号在两个损伤点分别产生。
此处,可补充说明一下两个损伤点存在于同一个支路时互相关峰的时长值之间的关系。如果是产生外来信号的损伤点,在两个损伤点中包含相同成分的信号时,互相关函数图像中互相关峰的位置关系等于将图7(A)的两个图像重合后的各互相关峰之间的位置关系。如果是产生共通道失真信号的损伤点,互相关函数图像中互相关峰的位置关系等于将图7(B)的两个图像重合后的各互相关峰之间的位置关系。
在互相关函数图像7(A)中,第一个支路的图像中时长值小的互相关峰与时长值大的互相关峰的幅度之比,应等于第二个支路的图像中时长值小的互相关峰与时长值大的互相关峰的幅度之比。这是由于已假定,到达上游检测点的两个支路的干扰信号完全相同,该两个信号的幅度比例就决定了两个图像中互相关峰的比例。但在实际网络中,自两个支路的损伤点进入网络的外来信号中均会含有相互独立的信号成分。第一个支路的独立信号成分会使7(A)中第一个支路图像的本支路损伤点的互相关峰的幅度加大,第二个支路的独立信号成分会使图7(A)中第二个支路图像的本支路损伤点的互相关峰的幅度加大,而两个图像中寄生互相关峰的幅度则不因独立信号成分的存在而改变幅度。于是按前述方法计算实际互相关峰的幅度之比,两个图像的比值就不再相等,比值较大的图像中,时长值较小的互相关峰为本支路损伤点的互相关峰。两个支路的互相关图像示于图7(C)。
就产生外来信号的损伤点的情况,另一个识别出本支路的损伤点的互相关峰的方法是,先将在两个支路采样得到的数字样值序列的幅度值调整成一致,再计算互相关函数。如果一个数字样值序列为x(n),n自1取值至L,定义该序列的幅度值为假定图6中,在第一个支路和第二个支路采样得到的数字样值序列分别为xa(n)和xb(n),n自1取值至L。将该两个序列的幅度值调整为一致的方法可为:分别计算该两个序列的幅度值,以前一个序列的幅度值与后一个序列的幅度值之比作为一个系数,以该系数乘以后一个序列的全部样值。此时,经乘以系数后的后一个序列的幅度值与前一个序列的幅度值一致。分别计算两个幅度值一致的数字样值序列与上游的数字样值序列的互相关函数。这样两个互相关图像之间互相关峰的幅度关系,便不受两个下游数字样值序列幅度值不一致的影响,从而可判断两个互相关函数图像的具有间距相等关系的两对互相关峰中,幅度最大的互相关峰为一个本支路损伤点的互相关峰。
两个支路的共通道失真信号的成分都以下行信号的二次项失真信号和三次项失真信号为主,信号成分基本相同,两种失真项信号的幅度比例会有所不同,此种幅度比例的不同,会使每一个图像中寄生互相关峰的幅度小于没有此种不同时的幅度,于是可使用处理外来信号的方法识别图像中的互相关峰。
另一个识别本支路损伤点的互相关峰的方法是,利用下行信号生成两个共通道失真参考信号,一个为二次项失真信号的参考信号,另一个为三次项失真信号的参考信号,将两个参考信号分别采样得到两个参考信号的数字样值序列。分别计算两个参考信号的数字样值序列与上游采样的干扰信号的数字样值序列的互相关函数,得到一个二次项失真信号的互相关函数图像和一个三次项失真信号的互相关函数图像。计算两个图像之间具有同一时长值的互相关峰幅度的比值。分别计算两个参考信号的数字样值序列与第一个支路的干扰信号的数字样值序列的互相关函数,得到一个二次项失真信号的互相关函数图像和一个三次项失真信号的互相关函数图像。计算两个图像之间互相关峰幅度值的比值。再分别计算两个参考信号的数字样值序列与第二个支路的干扰信号的数字样值序列的互相关函数,得到一个二次项失真项信号的互相关函数图像和一个三次项失真信号的互相关函数图像。计算两个图像之间互相关峰幅度值的比值。将第一个支路的两个下游图像之间的互相关峰幅度的比值,与上游两个图像之间的各个互相关峰幅度的比值进行比较,从上游图像的互相关峰的比值中选出最为接近的比值;将第二个支路的两个下游图像之间的互相关峰幅度的比值,与上游两个图像之间的各个互相关峰幅度的比值进行比较,从上游图像的互相关峰的比值中选出最为接近的比值。再从两个已选出的比值中选出最为接近的一对比值,在该最接近的一对比值中,来自上游图像的比值所代表的互相关峰的时长值,是来自下游支路的比值所代表支路的损伤点的时长值。
利用自损伤点向两个方向传播的共通道失真信号,在不同方向上信号极性相反的特性,也可帮助识别本支路损伤点的互相关峰。损伤点位于检测点上游的,到达上、下游检测点的信号是极性相反的信号;损伤点位于检测点下游的,到达上、下游检测点的信号是极性相同的信号。在利用参考信号的样值序列分别与上游和下游一个支路的干扰信号的样值序列进行互相关计算时,上游图像和下游图像的互相关峰均为正峰或负峰的,到达上下游检测点的信号的极性就相同,否则就相反。
前述先将两个数字样值序列的幅度值调整成一致,再计算互相关函数的方法,还可用于对不同电缆支路的损伤点对网络业务的损害程度进行排序。当比较不同支路的两个图像的本支路损伤点的互相关峰的幅度时,如果两个图像中互相关峰之间的幅度大小关系,不受下游采样的数字样值序列幅度值的影响,两个图像中本支路损伤点的互相关峰的幅度较大者,参与互相关函数计算的下游数字样值序列的来源支路的损伤点,对网络业务的损害程度就较大。
利用共通道失真参考信号发生器采样得到的参考信号的数字样值序列替代每一个下游采样的干扰信号的数字样值序列进行互相关计算,每次计算中,参考信号的数字样值序列的幅度天然相等,在识别出各支路损伤点的互相关峰之后,可按各支路损伤点的互相关峰幅度为各损伤点对网络业务的损害程度排序。
与图1的***稍有不同的***是,图1中的两个电缆调制解调器分别被两个干扰信号记录器取代。其中一个干扰信号记录器带有一个采样定时信号发射器,由该干扰信号记录器向另一个干扰信号记录器发射采样定时信号,该干扰信号记录器便不必接收采样定时信号,而是使采样得到的数字样值序列直接与本干扰信号记录器发射采样定时信号的发射时刻发生联系。该***不再利用调制解调器终端***发射的信号作为采样定时信号。
图8为一种用于损伤点定位的电缆调制解调器的方框图。图中除常规电缆调制解调器含有的调谐器811、解调器812、调制器813、媒介访问控制器814、微处理器815、存储器816、用户接口控制器817外,还有一个可调谐带通滤波器818,和一个模数转换器819。一个采样器包含在模数转换器819中。调谐器811、解调器812和媒介访问控制器814共通构成了一个信号接收器。该信号接收器接收在有线电视网线路中传输的同步消息信号。可变中心频率和可变带宽的可调谐带通滤波器818连接于电缆调制解调器的射频端口,可使特定频率范围的干扰信号经过该可调谐带通滤波器818到达模数转换器819。模数转换器819对干扰信号采样、量化、编码。微处理器815通过互联网接收计算机104的指令,调整可调谐带通滤波器818的频率和带宽,并等待媒介访问控制器814提供的一个信号,该信号与一个预期由图1中的电缆调制解调器终端***(CMTS)105发射的某一同步消息的特定编码的到达时刻相关,一旦得到该信号,便开始将采样得到的干扰信号的样值存入存储器816。
图9(A)和9(B)为干扰信号记录器两个实施例的方框图。两个图中含有的微处理器915、存储器916、可调谐滤带通波器918、模数转换器919与图8中的815、816、818和819的作用相同。图9(A)中含有一个采样定时信号发射器922,用于向有线电视网的线路中发射采样定是信号。图9(A)中的微处理器915与采样定时信号发射器922连接,一旦得到采样定时信号发射器922发射了采样定时信号的信号,便开始将采样得到的干扰信号的样值存入存储器916。图9(B)中含有一个采样定时信号接收器923,用于自有线电视网的线路接收采样定时信号。图9(B)中的微处理器915与采样定时信号接收器923连接,一旦得到采样定时信号接收器923接收到了采样定时信号的信号,便开始将采样得到的干扰信号的样值存入存储器存储器916。图9(A)和图9(B)中均含有一个电缆调制解调器921,用于建立与***中定位计算机104的通信。
图10(A)为一个共通道失真参考信号记录器第一实施例的方框图。该图比图8增加了一个共通道失真参考信号发生器1031,用固定频率的带通滤波器1032取代了图8中的可调谐滤带通波器818,并取消了带通滤波器1032与微处理器815之间的连接。带通滤波器1032使下行信号通过滤波器。共通道失真参考信号发生器1031利用下行信号生成共通道失真参考信号。模数转换器819对参考信号采样。
图10(b)为另一个共通道失真参考信号记录器第二实施例的方框图。包括二次项失真参考信号发生器1041和三次项失真参考信号发生器1042,取消了第一实施例中的共通道失真参考信号发生器1031。二次项失真参考信号发生器1041生成下行信号的二次项失真信号,三次项失真参考信号发生器1042生成下行信号的三次项失真信号。模数转换器819分别对二次项失真信号和三次项失真信号采样。
利用分支器各输出口之间不能充分隔离的特性,可将一个常规的分支器作为信号偶合器使用。图11(A)为一种信号偶合器的原理图。图中1101和1102为有线电视网常用的分支器,1103为有线电视网常用的分配器;C1,C2,C3为信号偶合器的三个端口,C1与C2端口之间的***损耗很小,C1与C3端口之间,C2与C3端口之间的***损耗很大。C1和C2端口用于将该信号耦合器串接于有线电视网的线路。C3口用于连接入户电缆,在入户电缆的另一端接电缆调制解调器和用户设备。
图11(b)为另一种信号偶合器的原理图。图中1104为一个分支器,其接口开路或短路,1105为一个分支器。图中C1端口用于与上游的电缆连接,C2端口用于与下游的电缆连接,C3至C6端口用于连接入户电缆。分支器1105的分支口开路或短路。端口C 2至端口C 6中任何一个端口有信号进入时,分支器1105的开路或短路的分支口会将信号向端口C 2至端口C 6的全部端口反射。当将该信号耦合器接入电缆线路时,其下游的任何用户端口均可安装用于损伤点定位的电缆调制解调器。
***中执行互相关函数计算的装置可以是一台安装了互相关函数计算软件的计算机,也可以是一个专用硬件和专用软件相结合的装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种干扰信号记录装置,其特征在于,其组成包括:
一个射频端口,用于与有线电视网的电缆线路连接;
一个信号接收器,通过所述射频端口连接于所述有线电视网的电缆线路;
一个采样器,通过所述射频端口连接于所述有线电视网的电缆线路;
一个微处理器,连接于所述的信号接收器和所述的采样器,该微处理器设置为,将所述的采样器采样得到的干扰信号的数字样值序列,与所述的信号接收器接收的一个采样定时信号的到达本装置的时刻建立关联。
2.一种干扰信号记录装置,其特征在于,其组成包括:
一个射频端口,用于与有线电视网的电缆线路连接;
一个信号发射器,通过所述射频端口连接于所述有线电视网的电缆线路;
一个采样器,通过所述射频端口连接于所述有线电视网的电缆线路;
一个微处理器,连接于所述的信号发射器和所述的采样器,该微处理器设置为,将所述的采样器采样得到的干扰信号的数字样值序列,与所述的信号发射器发射的一个采样定时信号的发射时刻建立关联。
3.一种有线电视网损伤点定位***,其特征在于,其组成包括:
一个共通道失真参考信号记录器,连接于有线电视网,用于生成共通道失真参考信号,对该参考信号采样,使采样得到的该参考信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该参考信号记录器的时刻,或一个自该参考信号记录器发射的采样定时信号的发射时刻建立关联;
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的下游,用于对有线电视网中的干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻建立关联;
一个损伤点定位计算装置,利用通信媒介与所述的共通道失真参考信号记录器,和所述的安装于下游的干扰信号记录装置连接,用于计算所述的共通道失真参考信号的数字样值序列,与所述的干扰信号的数字样值序列的互相关函数。
4.根据权利要求3所述的***,其特征在于,其组成还包括:
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的上游,用于对有线电视网中的干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻建立关联,该干扰信号记录装置利用通信媒介与所述的损伤点定位计算装置连接,由该定位计算装置计算所述的干扰信号的数字样值序列,与所述的共通道失真参考信号的数字样值序列的互相关函数。
5.一种有线电视网损伤点定位***,其特征在于,其组成包括:
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的上游,用于对有线电视网中的干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻建立关联;
一个干扰信号记录装置,安装于有线电视网的下游,用于对有线电视网中的干扰采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与一个经有线电视网线路传输的采样定时信号的到达该装置的时刻,或一个自该装置发射的采样定时信号的发射时刻建立关联;
一个损伤点定位计算装置,利用通信媒介与所述的安装于上游的干扰信号记录装置,和所述的安装于下游的干扰信号记录装置连接,用于计算所述的安装于上游的干扰信号记录装置采样得到的数字样值序列,与所述的安装于下游的干扰信号记录装置采样得到的数字样值序列的互相关函数。
6.根据权利要求3或5所述的***,其特征在于,其组成还包括:
一个信号偶合器,连接于所述的安装于下游的干扰信号记录装置,与有线电视网的电缆线路之间,用于将该信号偶合器下游和上游两部分线路产生的干扰信号耦合给所述的安装于下游的干扰信号记录装置。
7.一种有线电视网损伤点定位方法,其特征在于,该方法包括步骤:
A、向有线电视网的线路中发射一个采样定时信号;
B、在有线电视网中选定一个检测点,在该检测点拾取下行信号,利用该下行信号生成一个共通道失真参考信号,对该参考信号采样,使采样得到的该参考信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该检测点的时刻,或在该检测点的发射时刻建立关联;
C、在有线电视网的下游选定一个下游检测点,在该下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该下游检测点的时刻,或在该检测点的发射时刻建立关联;
D、计算步骤B所述的数字样值序列与步骤C所述的数字样值序列的互相关函数;
E、依据所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的下游检测点的信号传输路径上存在损伤点。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤B后还包括步骤:
B1、在有线电视网的上游选定一个上游检测点,在该上游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻建立关联;
以及在步骤D后还包括步骤:
D1、计算步骤B所述的数字样值序列与步骤B1所述的数字样值序列的互相关函数;
以及在步骤E后还包括步骤:
F、在步骤D1所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中选取单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据步骤F所述的损伤点引起的互相关峰的时长值,确定损伤点在线路中的位置。
9.一种有线电视网损伤点定位方法,其特征在于,该方法包括步骤:
A、向有线电视网的线路中发射一个采样定时信号;
B、在有线电视网的上游选定一个上游检测点,在该上游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻建立关联;
C、在有线电视网的下游选定一个下游检测点,在该下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该下游检测点的时刻,或在该下游检测点的发射时刻建立关联;
D、计算步骤B所述的数字样值序列与步骤C所述的数字样值序列的互相关函数;
E、依据所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的下游检测点的信号传输路径上存在损伤点。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻建立关联;
步骤D进一步包括步骤:
D1:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值;
D2、分别计算所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数;
步骤E进一步包括步骤:
依据步骤D2所述的互相关函数计算所得到的两个互相关函数图像中,均存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经步骤C和步骤C1各自所述的下游检测点的信号传输路径上均存在损伤点;
以及在步骤E后还包括步骤:
F、分别在所述的两个互相关函数图像中选取单独由途经步骤C所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,和单独由途经步骤C1所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据步骤F所述的从两个互相关函数图像中选取的互相关峰幅度的大小顺序,为所述的两个不同信号传输路径上的损伤点对网络业务的损害程度进行排序。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤A后还包括步骤:
A1、在有线电视网的线路中传输第二个采样定时信号;
步骤B后还包括步骤:
B1、在所述的上游检测点第二次拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻建立关联;
步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻,或在该第二个下游检测点的发射时刻建立关联;
步骤D进一步包括步骤:
D1:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值;
D2、在所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列中,计算源自步骤C所述的数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数,计算源自步骤C1所述的数字样值序列,与步骤B1所述的数字样值序列的互相关函数;
步骤E进一步包括步骤:
依据步骤D2所述的互相关函数计算所得到的两个互相关函数图像中,均存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经步骤C和步骤C1各自所述的下游检测点的信号传输路径上均存在损伤点;
以及在步骤E后还包括步骤:
F、分别在所述的两个互相关函数图像中选取单独由途经步骤C所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,和单独由途经步骤C1所述的下游检测点的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据步骤F所述的从两个互相关函数图像中选取的互相关峰幅度的大小顺序,为所述的两个不同信号传输路径上的损伤点对网络业务的损害程度进行排序。
12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在步骤E后还包括步骤:
F、在所述的互相关函数图像中选取单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰;
G、依据所述的单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰的时长值,确定损伤点的位置。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,当步骤C所述的干扰信号是反射信号时,步骤G进一步包括步骤:
依据所述的单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的两个互相关峰的时长值,与由所述的下游检测点引起的互相关峰的时长值之差的绝对值相等,符号相反的条件,确定所述的下游检测点的下游存在损伤点。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,当步骤C所述的干扰信号是外来信号或共通道失真信号时,步骤G进一步包括步骤:
依据所述的单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的一个互相关峰的时长值所对应的有线电视网线路中的一个位置,是所述的下游检测点的条件,确定所述的下游检测点的下游存在损伤点。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,当步骤C所述的干扰信号是外来信号,或是共通道失真信号时,步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使该第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻建立关联;
在步骤D后还包括步骤:
D1、计算步骤B所述的数字样值序列,与步骤C1所述的数字样值序列的互相关函数;
在步骤E后还包括步骤:
E1、依据步骤D1所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的第二个下游检测点的信号传输路径上存在损伤点;
以及步骤F进一步包括步骤:
依据步骤E和E1各自所述的互相关函数图像中,每个图像存在的一对互相关峰与另一个图像的一对互相关峰间距相等的条件,判定步骤E所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,步骤E1所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,且判定所述的一个图像中的一对互相关峰的位置关系,与所述的另一个图像中的一对互相关峰的位置关系相反。
16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,当步骤C所述的干扰信号是外来信号,或是共通道失真信号时,步骤A后还包括步骤:
A1、在有线电视网的线路中传输第二个采样定时信号;
在步骤B后还包括步骤:
B1、在所述的上游检测点第二次拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该上游检测点的时刻,或在该上游检测点的发射时刻建立关联;
在步骤C后还包括步骤:
C1、在有线电视网的下游选定第二个下游检测点,使第二个下游检测点与步骤C所述的下游检测点不属于同一个电缆支路,在该第二个下游检测点拾取干扰信号,对该干扰信号采样,使采样得到的该干扰信号的数字样值序列,与所述的第二个采样定时信号的到达该第二个下游检测点的时刻,或在该第二个下游检测点的发射时刻建立关联;
在步骤D后还包括步骤:
D1、计算步骤B1所述的数字样值序列,与步骤C1所述的数字样值序列的互相关函数;
在步骤E后还包括步骤:
E1、依据步骤D1所述的互相关函数计算得到的互相关函数图像中,存在由损伤点引起的互相关峰的条件,确定途经所述的第二个下游检测点的信号传输路径上存在损伤点;
以及步骤F进一步包括步骤:
依据步骤E和E1各自所述的互相关函数图像中,每个图像存在的一对互相关峰与另一个图像的一对互相关峰间距相等的条件,判定步骤E所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,步骤E1所述的互相关函数图像中存在一个单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰和一个寄生互相关峰,且判定所述的一个图像中的一对互相关峰的位置关系,与所述的另一个图像中的一对互相关峰的位置关系相反。
17.根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,在步骤F后还包括步骤:
在所述的两个图像的间距相等的互相关峰中,计算各自图像中两个互相关峰幅度的比值,依据该两个比值,确定一个图像中的一个互相关峰为一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,或一个单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰。
18.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,步骤D进一步包括步骤:
D21:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值;
D22、分别计算所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数;
以及在步骤F后还包括步骤:
判定在步骤E所述的图像和步骤E1所述的图像之间的两对间距相等的互相关峰中,幅度最大的互相关峰为一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,或单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰。
19.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,步骤D进一步包括步骤:
D31:对步骤C所述的数字样值序列或步骤C1所述的数字样值序列进行调整,使调整后的两个样值序列具有相同的幅度值;
D32、在所述的具有相同幅度值的两个数字样值序列中,计算源自步骤C所述的数字样值序列,与步骤B所述的数字样值序列的互相关函数,计算源自步骤C1所述的数字样值序列,与步骤B1所述的数字样值序列的互相关函数;
以及在步骤F后还包括步骤:
判定在步骤E所述的图像和步骤E1所述的图像之间的两对间距相等的互相关峰中,幅度最大的互相关峰为一个单独由步骤E所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰,或单独由步骤E1所述的信号传输路径上的损伤点引起的互相关峰。
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