CN117040662A - 一种多通道信号传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多通道信号传输系统，涉及通信技术领域，本发明根据每个通道的硬件参数生成通道质量系数，从通道的硬件维度判断每个通道的对于信号的传输效果，并计算每个通道内传输的信号信噪比，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，生成综合噪声密度系数，综合反映各个通道的噪声情况，本发明从通道的硬件情况、信号的传输硬件参数，以及每个通道传输的噪声三个维度出发，构建质量评价系数，并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，系统调节各个通道带宽频率，提高多通道信号传输网络综合信号传输质量。

Description

一种多通道信号传输系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种多通道信号传输系统。

背景技术

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。

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。

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申请的情况，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。

发明内容

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。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多通道信号传输系统，包括：

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

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：

其中，每个通道的节点数分别为：k₁、k₂、…、k_i、…、k_n，表示第i个通道的第/>个节点的邻居节点数目。

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。

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。

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。

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。

进一步地，计算均值噪声密度系数所依据的公式为：

计算高斯噪声密度系数所依据的公式为：

计算拉普拉斯噪声密度系数所依据的公式为：

其中，Jz_i为第i个通道内传输信号的均值噪声密度系数，Gs_i为第i个通道内传输信号的高斯噪声密度系数，Lp_i为第i个通道内传输信号的拉普拉斯噪声密度系数。

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。

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：

其中，Zp_i为第i个通道的质量评价系数，δ_i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，Zs_i为第i个通道内传输信号的综合噪声密度系数。

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。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

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；

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。

附图说明

图1为本发明整体系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种多通道信号传输系统，具体包括系统采集模块、信号采集模块、通道质量分析模块、信号质量分析模块、噪声采集模块、噪声分析模块、通道质量评价模块和通道带宽调整模块，其中：

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。

节点可以代表网络中的设备、服务器、计算节点或其他实体，较多的节点和较大的传输距离通常意味着更多的能量消耗和功耗，传输时需要克服更大的电阻，较多的节点和传输距离以及较大的传输电阻会导致传输延迟增加、数据包丢失和传输错误的可能性增加，从而降低传输质量，节点数目的增加可能导致信号在传输过程中经历更多的中继和路径，导致信号衰减，信号衰减会导致传输质量下降，节点数目的增加也可能增加网络中的干扰和噪声，更多的节点意味着更多的信号交叉和干扰可能性，这会干扰传输并降低传输质量。造成信号的传输质量降低。

而邻居节点数目的增加可以提高通信的效率，更多的邻居节点意味着有更多的直接连接可供选择，从而增加了并行传输的可能性和通信路径的多样性。这可以提高数据传输的速度和吞吐量，邻居节点数目也会影响通信的延迟，较少的邻居节点可能导致更短的通信路径和较低的传输延迟，从而提高实时通信和对延迟敏感的应用性能。

本实施例中，多通道信号传输网络中独立的通道数为n，所采集的每个通道的电阻为：r₁、r₂、…、r_i、…、r_n，每个通道的节点数分别为：k₁、k₂、…、k_i、…、k_n，每个通道的传输距离分别为：L₁、L₂、…、L_i、…、L_n，所构建的邻居节点矩阵K为：

其中，r_i表示第i个通道的传输电阻，k_i表示第i个通道的节点数，L_i表示第i个通道的信号传输距离，表示第i个通道的第/>个节点的邻居节点数目。

信号分析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；

本实施例中，所采集的每个通道内传输的信号分别为：α₁(t)、α₂(t)、…、α_i(t)、…、α_n(t),每个通道的信号源的最大功率分别为：PA₁、PA₂、…、PA_i、…、PA_n,每个通道的信号源的电阻分别为R₁、R₂、…、R_i、…、R_n，每个通道的负载功率分别为：PS₁、PS₂、…、PS_i、…、PS_n；

其中，α_i(t)表示第i个通道内传输的信号，PA_i表示第i个通道的信号源的最大功率，R_i表示第i个通道的信号源的电阻，PS_i示第i个通道的负载功率。

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；

本实施例中，生成通道质量系数所依据的公式为：

其中，表示第i个通道的通道质量系数，M、N分别为节点数权重和阻力权重，M>N且M+N＝1。

本实施例中，可以看出每个通道的节点数、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对于对应通道的通道质量的影响，邻居节点数的最大值和最小值的几何平均数越大时，意味着增加整个通道的邻居节点数，通道质量系数越大，表示整个通道对于信号的传输效果越好。

但是由于木桶效应，单个增加一个节点的邻居节点数的效果有限，只有增加邻居节点数最小的节点的邻居节点或者整体的节点数均增加，才能够提高传输效果，因此本实施例在构建通道质量系数选用邻居节点数的最大值和最小值的几何平均数。

当每个通道的节点数、传输距离以及每个通道内部的传输电阻越大时，对于信号的阻碍能力越强，此时整个通道对于信号的传输效果越差，本实施例的通道质量系数从每个通道的节点数、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等实际的硬件条件方面系统反应，通道本身质量对于信号的传输质量的影响。

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；

本实施例中，生成信号质量损耗系数所依据的公式为：

其中，δ_i表示第i个通道的信号质量损耗系数，其中Q为衰减修正系数，且e≤Q≤10,G为阻值修正系数，且3≤G≤6。

本实施例中，通道的负载功率是指信号在传输过程中被接收方所吸收的功率，当通道的负载功率较大时，传输的信号会受到较大的衰减和失真，高负载功率可能导致信号在传输过程中丢失能量，降低传输的信号强度和质量，造成信号质量损耗系数δ_i较大，表示信号在进行传输时，信号的损耗较大。

本实施例中，信号源的最大功率是指信号源能够提供的最大输出功率，当信号源的最大功率较低时，会限制信号的传输距离和可靠性，较低的最大功率可能导致信号强度不足，使得传输质量下降，特别是在长距离传输或弱信号环境中，因此当信号源的最大功率较大时，信号质量损耗系数δ_i较小，表示信号在进行传输时，信号的损耗较小。

本实施例中，信号源的电阻影响信号源的输出阻抗，直接影响信号源与负载之间的匹配和能量传输，当信号源的电阻与负载的输入阻抗不匹配时，可能导致能量反射、信号失真和信号降噪，负载的输入阻抗为本实施例中的每个通道内部的传输电阻，当二者的比值越小时，表示信号源的电阻与负载的输入阻抗匹配程度越高，可以最大程度地将信号源的能量传输到负载，提高传输的效率和质量，此时信号质量损耗系数δ_i较小，表示信号在进行传输时，信号的损耗较小。

因此，本实施例中的信号质量损耗系数能够根据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的情况，判断，每个通道内的信号损耗情况，从信号的传输硬件参数维度分析每个通道内的信号损耗情况。

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。

通过将信号分解为正弦成分和噪声成分，可以更好地理解信号的频谱特征、周期性和随机性，这有助于进行频域分析、谱分析和信号特征提取，便于分析每个通道内的噪声情况，本实施例中正弦成分是指具有固定频率、振幅和相位的周期性波形，为传输的有用信号，噪声是指信号中的无规律变动或干扰，通常包含各种频率的分量。噪声不包含有用信息，而是由各种随机或非理想因素引入的。

本实施中，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。

具体地，采集的j个时刻的传输信号的信号幅度值为：V_i1、V_i2、…、V_im、…、V_ij，其中V_im表示第i个通道的第m个时刻的幅度值，计算方差的具体所依据的公式为：

其中，为第i个通道的信号幅度值的平均值，σ_i ²为第i个通道的传输信号幅度值的方差。

将采集的传输信号进行分解，分为正弦成分和噪声成分的方法采用频谱分析法，将信号在频域上进行分析，确定信号中的频率成分，频谱分析能够提供信号在不同频率上的能量分布情况，通过谱图可以辨别出信号中的正弦成分和噪声成分。正弦成分通常在频谱上表现为尖峰或频率线，而噪声成分则表现为频谱上的均匀分布或广谱特性，所依据的公式为：

α_i(t)＝s_i(t)+δ_i(t)

其中，s_i(t)为第i个通道内传输的信号的正弦成分，δ_i(t)为第i个通道内传输的信号的噪声成分。

针对正弦成分和噪声成分分别计算其频谱能量，频谱能量可以通过计算傅里叶变换结果的模值的平方来得到，或者对频谱图中对应频率范围内的能量进行积分，然后生成每个通道内传输信号的信噪比，所依据的公式为：

其中，SNR_i为第i个通道内传输的信号的信噪比，SP_i为第i个通道内传输信号的正弦部分的频谱能量，NP_i为第i个通道内传输信号的噪声成分的频谱能量。

本实施例中，信噪比用于衡量信号和噪声强度之间关系，用于衡量信号质量、判断信号的可靠性，并评估通信或信号处理系统的性能，较高的信噪比表示信号相对于噪声更强，并且更容易被正确地接收或分析，因此通过信噪比可以分析通道内信号的传输质量。

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生成综合噪声密度系数；

本实施例中，计算均值噪声密度系数所依据的公式为：

计算高斯噪声密度系数所依据的公式为：

计算拉普拉斯噪声密度系数所依据的公式为：

其中，Jz_i为第i个通道内传输信号的均值噪声密度系数，Gs_i为第i个通道内传输信号的高斯噪声密度系数，Lp_i为拉普拉斯噪声密度系数。

本实施例中，着重判断信号中较为常见且对信号传输影响较大的均值噪声密度、高斯噪声密度和拉普拉斯噪声密度的情况，高斯噪声密度系数表示高斯噪声曲线最高处数值以及概率密度，较高的曲线意味着该值的出现概率较大，而较低的曲线意味着该值的出现概率较小，拉普拉斯噪声密度系数表示拉普拉斯噪声分布中心附近的尖锐的峰值，在一些需要对离群值敏感的应用中具有一定的优势，均值噪声密度系数指单位带宽内的噪声能量的平均值，通过构建均值噪声密度系数、高斯噪声密度系数和拉普拉斯噪声密度系数的情况，本实施例中构建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基于均值噪声密度函数、高斯噪声密度函数和拉普拉斯噪声密度函数构成，且进行了针对性的调整。

本实施例中，综合噪声密度系数综合反映各个通道的噪声情况，生成综合噪声密度系数所依据的公式为：

其中，Zs_i表示第i个通道内传输信号的综合噪声密度系数，当均值噪声密度系数、高斯噪声密度系数和拉普拉斯噪声密度系数越大时，综合噪声密度系数越大，表示通道内传输信号的噪声部分越强。

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，生成质量评价系数所依据的公式为：

其中，Zp_i为第i个通道的质量评价系数。

本实施中，从通道的硬件情况方面、信号的传输硬件参数方面，以及每个通道传输的噪声情况，构建质量评价系数，综合分析各个通道的信号传输质量，当通道的通道质量系数越高时，通道的质量评价系数越高，表示该通道在前情况下，信号的传输效果越好，当通道的信号质量损耗系数δ_i越大时，通道的质量评价系数越小，表示该通道在前情况下，信号的传输效果越差，当传输信号的综合噪声密度系数越大时，表示通道内传输信号的噪声部分越强，通道的质量评价系数越小，表示该通道在前情况下，信号的传输效果越差。

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；

本实施例中，对于原有的带宽进行调整所依据的公式为：

其中，Dt_i为第i个通道的带宽调整倍率系数，τ_ix为第i个通道的质量加权系数，表示第i个通道在各个通道的质量评价系数的排序中所占的位置为x，Dk_ix和Ds_is分别为第i个通道的带宽调整后的下限与上限，Dx_i和Ds_i为第i个通道的带宽调整前的原有下限与上限。

本实施例中，各个通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。

本实施例中，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，通道系统调节带宽频率，相对降低每个通道的噪声，提高多通道信号传输网络综合信号传输质量，

当对应通道的质量评价系数越大时，质量加权系数越大，表示当前的通道内信号传输质量越好，带宽频率可以适当放宽，此时带宽调整倍率系数越小，对于通道的带宽频率的下限变小，上限变大，带宽变大，当对应通道的质量评价系数越小时，质量加权系数越小，表示当前的通道内信号传输质量较差，带宽频率需要缩小从而降低噪声，减小信号传输量，保证信号传输质量，此时带宽调整倍率系数越大，对于通道的带宽频率的下限变大，上限变小，带宽变窄。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道信号传输系统，其特征在于，包括：

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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。

2.根据权利要求1所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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：

其中，每个通道的节点数分别为：k₁、k₂、…、k_i、…、k_n，表示第i个通道的第/>个节点的邻居节点数目。

3.根据权利要求2所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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。

4.根据权利要求2所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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。

5.根据权利要求1所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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。

6.根据权利要求5所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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。

7.根据权利要求1所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：计算均值噪声密度系数所依据的公式为：

计算高斯噪声密度系数所依据的公式为：

计算拉普拉斯噪声密度系数所依据的公式为：

其中，Jz_i为第i个通道内传输信号的均值噪声密度系数，Gs_i为第i个通道内传输信号的高斯噪声密度系数，Lp_i为第i个通道内传输信号的拉普拉斯噪声密度系数。

8.根据权利要求7所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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。

9.根据权利要求1所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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：

其中，Zp_i为第i个通道的质量评价系数，δ_i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，Zs_i为第i个通道内传输信号的综合噪声密度系数。

10.根据权利要求1所述的一种多通道信号传输系统，其特征在于：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。