一種被復(fù)線信道建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙絞線信道建模技術(shù)，特別是涉及被復(fù)線的信道傳遞函數(shù)建模以及試 驗驗證及參數(shù)校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 被復(fù)線作為是雙絞線的一種，是野戰(zhàn)有線電通信的關(guān)鍵傳輸媒介，在音頻和數(shù)字 通信等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。用被復(fù)線來組建野戰(zhàn)網(wǎng)，具有操作簡單、性能穩(wěn)定、機動靈活、取 材方便、成本低廉的優(yōu)點，能夠承擔(dān)高寒山地野戰(zhàn)指揮的任務(wù)。為了及時的對不同型號、不 同長度的被復(fù)線傳輸性能做出一個比較準確的預(yù)測，需要找到一種合適的方法對被復(fù)線信 道傳遞函數(shù)進行求解。
[0003] RLCG參數(shù)法采用電阻R、電感U電容C以及電導(dǎo)G這四個電氣參數(shù)和電報方程來描 述雙絞線的傳輸特性。采用RLCG參數(shù)法對符合AWG線規(guī)的#24和#26型號的雙絞線信道模型 進行求解，這種方法對于雙絞線的信道建模具有普遍的指導(dǎo)意義，是普遍適用的。但是不同 規(guī)格的雙絞線在電氣參數(shù)和傳遞函數(shù)方面是不同的，而這些參數(shù)需要經(jīng)過比較精確的測量 來確定，所確立的信道模型才具有實際使用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述的現(xiàn)有技術(shù)及存在的問題，本發(fā)明提出了一種被復(fù)線信道建模方法，通 過RLCG參數(shù)法構(gòu)建被復(fù)線信道模型，并通過比較精確的實測方法得到TGE-701、TGE-706和 TGE-707這三種被復(fù)線的電氣參數(shù)值和傳遞函數(shù)值，將通過模型計算得到的結(jié)果和實測得 到的結(jié)果進行擬合，對模型進行修正，以得到更加精確的被復(fù)線信道模型。
[0005] 本發(fā)明提出了一種被復(fù)線信道建模方法，該方法包括以下步驟：
[0006] 步驟1、已知符合AWG線規(guī)的#24和#26型雙絞線單位長度的RLCG參數(shù)后，根據(jù)以下 公式求解一定長度L和一定頻率f條件下的傳輸常數(shù)和特性阻抗：
[0007] 傳輸常數(shù)為：
[0008]
[0009] 特性阻抗為：
[0010]
[0011] 繼續(xù)推導(dǎo)，得到雙端口網(wǎng)絡(luò)的AB⑶參數(shù)，雙端口網(wǎng)絡(luò)的AB⑶參數(shù)為：
[0012]
[0013]匹配狀態(tài)下，根據(jù)雙端口網(wǎng)絡(luò)的ABCD參數(shù)，得到符合AWG線規(guī)的標準雙絞線的傳遞 函數(shù)值為：
[0014]
[0015] 其中，γ表示傳輸常數(shù)(跟雙絞線長度有關(guān)），α表示衰減常數(shù)、表征線路對信號產(chǎn) 生的衰減作用的大小，β表示相移常數(shù)、表征線路對信號產(chǎn)生的相移作用，R表示單位長度 (即每千米)雙絞線的電阻值，L表示單位長度雙絞線的電感值，G表示單位長度雙絞線的電 導(dǎo)值，C表示單位長度雙絞線的電容值，ω表示傳輸信號的頻率的弧度值，Zo表示特性阻抗 (跟雙絞線長度無關(guān)）
表示雙端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，T表示傳輸線的傳遞函數(shù)值，Zl表示負 載阻抗值；
[0016] 步驟2、采用實測的方法得到長度為λ/4、型號分別為TGE-701、TGE-706、TGE-707的 被復(fù)線在不同頻率下的傳遞函數(shù)值；
[0017] 步驟3、通過判定步驟2中實測得到的三種型號被復(fù)線的傳遞函數(shù)值的曲線與AWG# 24和AWG#26這兩種標準雙絞線這兩者中的哪一個更相近，將實測得到的傳遞函數(shù)值與計算 得到的電氣參數(shù)值進行擬合，得到的就是該種型號的被復(fù)線對應(yīng)的傳遞函數(shù)曲線。
[0018] 所述采用實測的方法得到長度為λ/4、型號分別為TGE-701、TGE-706、TGE-707的被 復(fù)線在不同頻率下的傳遞函數(shù)值的步驟，具體包括以下步驟：
[0019] 構(gòu)建匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)滿足:在網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出端口和被復(fù)線的輸入端口 出應(yīng)該實現(xiàn)50Ω到135 Ω的匹配，在被復(fù)線的輸出端口和網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸入端口，應(yīng)該實現(xiàn) 135 Ω到50 Ω的匹配的要求；。
[0020] 進行矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準；
[0021]進行λ/4長度被復(fù)線散射參數(shù)值測量。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過上述對λ/4長度的被復(fù)線傳遞函數(shù)值進行測量，可以 通過不同的方面進行實測得到被復(fù)線的信道特性，用來對所構(gòu)建的基于AWG線規(guī)的#24和# 26型號的雙絞線傳遞函數(shù)進行校正，從而構(gòu)建出符合實際被復(fù)線特性的信號模型，具有比 較高的準確度和較高的實用價值。
【附圖說明】
[0023] 圖1為電阻匹配網(wǎng)絡(luò)；
[0024]圖2為本發(fā)明的一種被復(fù)線信道建模方法的整體流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 經(jīng)過分析認為，TGE-70UTGE-706和TGE-707這三種型號的軍用被復(fù)線是以#24和# 26兩種標準雙絞線形成的，只是由于覆蓋物有差異，導(dǎo)致電氣參數(shù)和傳遞函數(shù)會有所變化， 但是可以用標準雙絞線的數(shù)值進行擬合得到較為準確的結(jié)果。
[0026]對本方案的具體實施作進一步的描述如下：
[0027]采用RLCG參數(shù)法求解符合AWG線規(guī)的#24和#26型雙絞線單位長度的電氣參數(shù)值 1?〇、1^、0)、6()(分別代表單位長度(每千米)雙絞線的電阻值、電感值、電容值、電導(dǎo)值）；以及 在不同的傳輸信號的頻率頻率和長度條件下的傳遞函數(shù)值：
[0028]
[0029] 當(dāng)實際頻率高于音頻時，這幾個電氣參數(shù)值要隨著頻率改變而改變，所以首先要 知道R、L、C、G四個參數(shù)隨頻率f的變化情況，即數(shù)值模型。根據(jù)R、L、C、G參數(shù)，可以推導(dǎo)出線 路的傳輸常數(shù)γ和特性阻抗Zo,繼而推導(dǎo)出雙絞線雙口網(wǎng)絡(luò)的ABCD參數(shù)，根據(jù)ABCD參數(shù)即 可得到線路的傳輸函數(shù)。當(dāng)線路的負載Zl等于特性阻抗Zo時線路匹配，得到的傳輸函數(shù)值最 大，因此要得到的是匹配時的傳輸函數(shù)。單位長度雙絞線的電氣參數(shù)計算公式為：
[0030] R、L、C、G計算的數(shù)值模型為：
[0031]
[0032]
[0033] G(f)=gofgc
[0034] C(f)=C〇〇
[0035] 該公式適用于#24和#26雙絞線，不同雙絞線的參數(shù)值不同。
[0036] 其中，rQC表示每千米雙絞線的直流電阻，aQC表示趨膚效應(yīng)中阻抗隨頻率變化的參 數(shù)，Io表示每千米雙絞線的直流電感值、Ioo表示每千米雙絞線通過高頻交流電時的電感值， fm表示臨界頻率，b表示趨膚效應(yīng)中電感值隨頻率變化的參數(shù)，gQ表示每千米雙絞線的直流 電導(dǎo)值、gc表示每千米雙絞線電導(dǎo)值隨頻率變化的衰減常數(shù)、Coo表示每千米雙絞線通過高 頻交流電時的電容值，f表示傳輸信號的頻率。
[0037]這幾個參數(shù)都是隨著雙絞線型號的不同而變化的，本發(fā)明采用符合AWG線規(guī)的#24 和#26兩種標準雙絞線的上述參數(shù)進行建模，在模型基礎(chǔ)上，根據(jù)實測結(jié)果進行擬合。#24 和#26雙絞線的電氣參數(shù)如表1所示。
[0038] 表1、AWG線規(guī)#24和#26型號雙絞線電氣參數(shù)
[0040] 根據(jù)傳輸線理論，已知單位長度的RLCG參數(shù)后，可以根據(jù)以下公式求解一定長