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目前,数字电视国家标准正在紧急制定当中,数字电视技术在国内迅速推广,各种基于数字电视网络的增值业务层出不穷。新业务的开展必然导致数字电视网络朝交互式方向发展,因此,必须对传统的单向HFC网络进行双向改造,为用户提供上行接入通道。本文研究的基于HFC的上行接入系统应用于数字电视网络中,为交互式操作提供上行通道。 接入系统的关键在于接入控制和信号传输。在交互式电视应用中,上行接入系统传输的数据具有用户数量多,单个用户数据量少的特点,因此,采用P-ALOHA和S-ALOHA算法作为接入控制算法既可以在很大程度上降低系统复杂度,又可以满足接入控制的要求。在HFC网络中,5~40MHz的频段划分给上行接入通道工作,因此系统的传输部分采用调制传输方式。由于HFC信道中存在大量放大器,非线性问题比较严重,而恒包络的调制方式对非线性并不敏感。本文所述系统选用的CPFSK就是一种恒包络调制方式。 在本文讨论的上行接入系统中,接收端的接入控制由嵌入式系统完成。该嵌入式系统分别采用嵌入式微处理器MPC860和嵌入式操作系统VxWorks作为硬件和软件平台。MPC860采用PowerPC+CPM的双内核结构,接口丰富,具有强大的通信处理能力,因此一直被广泛应用于通信领域;而VxWorks的高可靠性和实时性,使其成为复杂通信系统中嵌入式操作系统的首选。 文章首先详细介绍了接入系统的基本原理和关键技术,包括调制技术、差错控制技术、多址接入技术、嵌入式系统技术。 其次,本文对CPFSK调制技术、多址接入技术和嵌入式操作系统VxWorks进行了较为深入的研究,着重分析了基于VxWorks的软件系统体系结构,包括内核机制、I/O系统、BSP系统、网络系统。 最后,本文实现了一个基于HFC网络的上行接入系统,详细讨论了发送端和接收端的设计方法。发送端由基于软件的接入控制模块和基于FPGA的CPFSK调制模块组成,实现用户数据的接入和传输。接收端基于嵌入式系统构建,采用ASIC进行信号解调,得到的数据经过MPC860做协议处理后,通过以太网送给控制服务器。本章给出了具体的系统软硬件设计方案。