[发明专利]有线电视网络中层次多维频率的传输方法

说明书

本发明是一种利用层次多维频率方法，经过重复的层次调制将多个待调制的数据(信号频率)分别调制到指定的频率轴、频率层次和指定频率上，经过线性叠加，构成层次多维频率调制波，经过有线电视网的双向传输，再经过线性分支，选频放大、检波滤波，将原始信息还原出来的一种新的信息传输方法。传统的有线电视网利用带通传输系统将电视信号沿下行方向从前端传向用户，并利用频分复用的方式承载多个模拟电视信号，每个频道所占的频带宽度8MHz。在这种单向广播式网络结构中，网络中的所有用户分享这一相同树型网络及其带宽，用户可以通过调谐器调谐收到取得授权的任何频道，即有线电视网络可以保证所有用户没有任何障碍地接收其广播电视信号。因此，有线电视网尽管非常简单，没有任何交换设备，但确有效地支持了广播电视业务。经过30多年的发展，其覆盖范围广，入网户数多，如今在北美有线电视的覆盖率已经达到96％，入户率达到70％。我国有线电视用户也已超过一亿。

但是，这一传统的广播式应用中得到优化的网络结构，在面对需要交换功能的多媒体交互式应用时遇到了很大的困难。因此在新建的有线电视网全部采用光缆和同轴电缆相结合的宽带网络(HFC)，宽带已经直接入户、节目数量多、图像质量好、频谱资源丰富、双向传输，除了传输广播电视节目外，具有支持多种通信业务和连接千家万户等的优势，已经构成了国家信息基础设施重要的组成部分。

目前，用于有线电视网进行数据传输调制解调器为电缆调制解调器(CableModem)，它是一种属于共享介质系统，其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。利用它基本解决了当前由于声音图像的传输而引起的阻塞，其速率已达10Mbps以上，下行速率则更高。Cable Modem也是组建城域网的关键设备，它使光结点小区内用树枝型总线同轴电缆的传输频率可高达550/750MHz。Cable Modem的HFC接入方案采用分层树型结构，其优势是带宽比较高(10M)，但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络，这就意味着用户要和邻近用户分享有限的带宽，当一条线路上用户激增时，其速度将会减慢。再者，HFC方案还必需兼顾现有的有线电视节目，而占用了部分带宽，只剩余了一部分可供传送其它数据信号，所以Cable Modem的理论传输速率只能达到一小半。实验表明，即使在理想状态下，HFC只相当于一个10Mbps的共享式总线型以太网。

HFC宽带接入利用了频率分割方法，利用不同的频带实现上下行信号的传输，一般是低频用于上行信道，高频用于下行信道。然而，即便是采用了频分复用的办法，频率资源的开发还是十分有限的，带宽限制了信息的传输速度。

本发明的目的就是提供一种开发和利用频率资源，提高单信道的传输能力，增加带宽，提高传输速度的有线电视传输网络中层次多维频率的传输方法。

本发明的方案是采用层次调制的方法，经过重复的层次调制将多个待调制的数据(信号频率)分别调制到指定的频率轴、频率层次和指定频率上。这个指定的频率就是一个载波，这样一个经过多层次调制的载波就不是一个频率的概念了，而是层次多维频率的概念，即一个载波可以对应有很多层次多维的频率，它在频道一定和带宽一定的情况下，经过多层次和多维的频率利用，传输的信息量将是十分巨大的。将被调制的载波在电缆、光纤传输/电缆传输，在地面的接收端，通过线性分支器，选频放大器和检波滤波器，将各个数据逐层还原出来。