一种多通道信号传输系统的制作方法

本发明涉及通信，具体为一种多通道信号传输系统。

背景技术：

1、多通道信号传输是指通过多个独立的通道同时传输多个信号或数据。每个信号或数据可以在不同的通道上进行传输，以实现高带宽和高效率的数据传输，在进行多通道的信号传输时，每个通道的带宽频率并不完全相同，即每个通道所支持的频率范围并不完全相同。每个通道都有一定的带宽限制，它决定了该通道能够传输的数据量，相应的信号仅能够在有效传输的频率范围内进行传输。

2、但是由于多通道信号传输网络每个通道的节点数、每个节点的邻居节点数目以及每个通道的传输距离，以及每个通道内部的传输电阻均不完全相同，造成各个通道信号传输的质量也不相同，有的通道由于本身条件，例如节点数多，传输距离长，随着传输距离的增加，信号传输质量会下降，这是因为在长距离传输中，信号可能会受到衰减、失真和干扰的影响，节点数量的增加可能会对多通道信号传输质量产生影响，此时若是传输的频率范围也较为广泛的话，带宽的增加可以使系统在更多频率范围内接收到噪声信号，影响该通道的信号传输，因此如何根据各个通道的实际情况，结合其传输信号的质量对于各个通道的带宽频率进行调整，是保证多通道信号传输效果的重要研究方向。

3、现有技术中的，普遍的方法是通过硬件的调整，降低噪声对于各个通道的影响，公开号为cn111555996a提供的一种5g通讯多通道信号传输系统，其通过对信号采样模块、移相调频模块等硬件模块进行调整优化，改善多通道信号传输的效果，但是各个通道的情况并不是一成不变的，很多的通信硬件是无法进行调整的，如传输的距离、节点数等等，因此该装置各个通道的带宽频率本质上还是固定的，并不能实际根据各个通道本技术的情况，以及传输信号的情况，对于带宽进行有效的调整，从而缩小各个通道的噪声，提高各个通道的传输质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多通道信号传输系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多通道信号传输系统，包括：

4、系统采集模块，采集多通道信号传输网络的每个通道的节点数、每个节点的邻居节点数目、每个通道的传输距离以及每个通道内部的传输电阻，并根据每个节点的邻居节点数目构建邻居节点矩阵；

5、信号采集模块，采集多通道信号传输网络的每个通道内传输的信号，以及每个通道的信号源的最大功率、信号源的电阻以及负载功率；

6、通道质量分析模块，根据每个通道的节点数、每个通道内部的传输电阻、每个通道的传输距离以及邻居节点矩阵，生成各个通道质量系数，用于分析每个通道的对于信号的传输效果；

7、信号质量分析模块，根据每个通道内部的传输电阻以及每个通道的信号源的最大功率、信号源的电阻以及负载功率，生成信号质量损耗系数，用于分析每个通道内的信号损耗情况；

8、噪声采集模块，根据采集的每个通道内传输的信号，计算传输信号幅度值的方差，并将采集的传输信号进行分解，分为正弦成分和噪声成分，计算正弦成分和噪声成分的频谱能量，生成每个通道内传输信号的信噪比；

9、噪声分析模块，根据每个通道内传输信号的信噪比、传输信号的方差，分别计算信号传输过程中各个通道的均值噪声密度系数、高斯噪声密度系数和拉普拉斯噪声密度系数，并根据值噪声密度系数、高斯噪声密度系数和拉普拉斯噪声密度系数生成综合噪声密度系数，用于综合反映各个通道的噪声情况；

10、通道质量评价模块，根据每个通道的通道质量系数、信号质量损耗系数和综合噪声密度系数，生成用于评价各个通道当前信号传输情况的质量评价系数，并将各个生成质量评价系数按照从大到小的顺序进行排序；

11、通道带宽调整模块，根据各个通道的质量评价系数的排序情况，对于通道的质量系数进行质量加权，生成带宽调整倍率系数，将带宽调整倍率系数的倍率和原有的通道的带宽范围按照相乘，获得各个通道新的带宽范围，依照新的带宽范围对于原有的通道带宽进行调整。

12、进一步地，所述邻居节点矩阵的一行对应一个节点的邻居节点数，列数和多通道信号传输网络中独立的通道数n相对应，构建邻居节点矩阵所依据的公式为：

13、

14、其中，每个通道的节点数分别为：k1、k2、…、ki、…、kn，表示第i个通道的第个节点的邻居节点数目。

15、进一步地，所述通道质量分析模块生成通道质量系数时，将每个通道的最大邻居节点数目和最小邻居节点数目相乘后比上加权后的通道的节点数、加权后的对应通道的信号传输距离和传输电阻乘积后，获得对应通道的通道质量系数，其中通道的节点加权数为m，通道的信号传输距离和传输电阻乘积加权数为n，并且m>n，且m+n＝1。

16、进一步地，所述信号质量分析模块生成信号质量损耗系数时，采用底为10的对数函数对于通道的负载功率和通道的信号源的最大功率的比值绝对值的平方与通道的传输电阻和信号源的电阻的比值的乘积进行拟合后得到信号质量损耗系数，并对底为10的对数函数拟合后的结果采用衰减修正系数q进行修正，传输电阻和信号源的电阻的比值采用阻值修正系数g的乘积进行修正，且e≤q≤10,3≤g≤6。

17、进一步地，所述噪声采集模块计算传输信号幅度值的方差的具体方法为采集j个时刻的传输信号的信号幅度值，然后将采集的信号幅度值进行求和，并除以采样点的数量，得到信号幅度值的平均值，用每个采样点的信号幅度值减去平均值，得到差值，对每个差值进行平方操作，将所有差值平方值相加，并除以采样点的数量，得到信号值的方差，且相邻时刻的传输信号的信号幅度值之间的间隔时间相同。

18、进一步地，针对正弦成分和噪声成分分别计算其频谱能量，频谱能量通过计算傅里叶变换结果的模值的平方来得到，然后生成每个通道内传输信号的信噪比，第i个通道内传输的信号的信噪比为i个通道内传输信号的正弦部分的频谱能量和第i个通道内传输信号的噪声成分的频谱能量的比值。

19、进一步地，计算均值噪声密度系数所依据的公式为：

20、

21、计算高斯噪声密度系数所依据的公式为：

22、

23、计算拉普拉斯噪声密度系数所依据的公式为：

24、

25、其中，jzi为第i个通道内传输信号的均值噪声密度系数，gsi为第i个通道内传输信号的高斯噪声密度系数，lpi为第i个通道内传输信号的拉普拉斯噪声密度系数。

26、进一步地，所述噪声分析模块生成综合噪声密度系数的步骤为：将第i个通道内传输信号的均值噪声密度系数和高斯噪声密度系数、拉普拉斯噪声密度系数相加后进行三次平方后，计算算术平方根比上常数12后获得。

27、进一步地，所述通道质量评价模块生成第i个通道的质量评价系数所依据的公式为：

28、

29、其中，zpi为第i个通道的质量评价系数，δi表示第i个通道的信号质量损耗系数，表示第i个通道的通道质量系数，zsi为第i个通道内传输信号的综合噪声密度系数。

30、进一步地，所述对于原有的带宽进行调整时，分别对原有带宽的下限阈值和上限阈值进行调整，第i个通道的带宽调整前的原有下限值和0.8与带宽调整倍率系数之和相乘后得到第i个通道的带宽调整后的下限阈值，第i个通道的带宽调整前的原有上限值和2.4与带宽调整倍率系数差值的绝对值相乘后获得第i个通道的带宽调整后的上限阈值，带宽调整倍率系数为所有通道的质量评价系数的平均值比上对应通道的质量评价系数，并和质量加权系数相乘后获得，各个通道的质量加权系数和质量评价系数的排序情况相关联，顺序为第一的通道的质量加权系数最大，倒数第一的通道的质量加权系数最小，所有通道的质量加权系数之和为2.1。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本发明根据每个通道的节点数、每个节点的邻居节点数目以及每个通道的传输距离，以及每个通道内部的传输电阻，生成通道质量系数，从通道的硬件维度判断每个通道的对于信号的传输效果，并根据每个通道内部的传输电阻以及每个通道的信号源的最大功率、信号源的电阻以及负载功率，生成信号质量损耗系数，从信号的传输结构维度分析每个通道内的信号损耗情况，将每个通道内传输的信号分为正弦成分和噪声成分，计算信噪比，并分析均值噪声、高斯噪声和拉普拉斯噪声三个方面的噪声情况，结合信噪比生成综合噪声密度系数，综合反映各个通道的噪声情况，因此本发明可以根据通道的硬件情况、信号的传输硬件情况，以及每个通道传输的噪声情况，综合分析各个通道的信号传输质量；

33、本发明从三个维度出发，构建了质量评价系数，并依据质量评价系数，对各个通道进行排序，然后构建带宽调整倍率系数，对于各个通道的带宽频率进行调整，让每个通道的频率带宽符合各个通道的情况，系统调节多个通道的带宽频率，相对降低了每个通道的噪声，提高多通道信号传输网络综合信号传输质量。