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1.2频率分辨率频率分辨率在信号谱分析中是一个非常重要的概念，它反应了将两个相邻谱峰分开的能力，是分辨两个不同频率分量的最小间隔。频域采样间隔F=fs/N=1/NT=1/Tp，而文献中指出F=fs/N称为计算分辨率，即该分辨率是靠计算得到的，但它不反映真实的频率分辨率能力。F=1/Tp称为物理分辨率，补零仅仅提高了物理分辨率，而要得到高分辨率谱，则要通过增加数据记录。这让学生很难理解，教师也不好描述，以Matlab程序辅助图形讲解，如图2所示的两个模拟信号，通过图2可观察到的信号截取的有效长度对频率确定的影响。（a）只能观察到正弦信号很短的时间，不能测量其频率。（b）观察到周期的一半，可以估计出其频率，但有很大的不确定性。（c）观察到两个周期，不确定性被大大降低。
2例题图示引导法
双线性变换法与脉冲响应不变法相比其主要优点是避免了频率响应的混叠现象，但它的优点以频率的严重非线性为代价的。对于分段常数型的滤波器，双线性变换后，仍得到幅频特性为分段常数的滤波器，但是各个分段的边缘的临界频率发生了畸变，需要进行预畸变。
3类比法
拉普拉斯变化可以理解为是一种广义的傅立叶变换，它把频域扩展为复频域，扩大了信号的变换范围，并为分析系统响应提供了统一的规范方法。即H（s）为H（j赘）的推广。具体方法是：信号（ft）之所以不能满足绝对可积的条件，是当t寅∞或t寅-∞时，（ft）不为零，若用一个实指数函数e-滓t去乘（ft），只要滓的数值选择适当，就可以使收敛条件成立，e-滓t称为收敛因子。此时傅立叶变换公式变为。与所学过的知识，类比讲述，学生很容易掌握并且不容易忘记。这样的例子还很多，包括时域采样定理与频域采样，FIR滤波器的窗函数法和频率采样法等知识点的类比法。
应针对不同的卫星信号系统进行设计，从而保证载波器的兼容性，首先应保证其时钟周期频率的设计，之后通过设置中心频率的范围、调节范围及精度以提高其兼容性。
1.1时钟周期时钟周期是载波的参考基准时间，其保证着载波输出数字信号的精度，这就要求时钟周期能够保证极好的精度，若不能实现则会导致输出频率出现误差。为了在时钟周期上实现兼容全部卫星信号，首先应保证采样频率高于2MHz，而作为最低2MHz的时钟频率则使得时钟周期的范围为0～500ns。
1.2设置中心频率范围中心频率是由卫星输出的中频信号决定的，故设置中心频率的范围应尽最大可能去覆盖全部的中频信号频率。根据计算现有的技术，一般中心频率保证在100MHz之内，故通过32位寄存器即能够实现全部数据的保存要求。
1.3调节范围确定频率调节的范围应首先确定其两个影响因素，包括时钟误差及多普勒频移。时钟误差是由电路中混频过程产生，这就取决于本地振荡器的频率，目前多采用1.2～1.6GHz的本地振荡器，故其对频率的影响范围为±16kHz；而多普勒频移取决于卫星与接收设备的先对运动速度，根据现有技术，其最大速度差异为8000m/s，通过计算可知其频移范围为±42kHz，故整体的频率调节范围应为±58kHz。
1.4调节精度此调节精度应满足其最高精度需求，故调节精度应为1MHz，而通过32位的寄存器进行存储的话则其覆盖范围应为±2MHz。通过上述分析，使用32位寄存器、累加器和频率控制器已经能够满足其最大精度要求。
2扩频码的设计
与载波器的设计相同，为实现跟踪不同导航卫星信号，应保证扩频码具有极好的兼容性，实现中同样以4个方面进行考虑。采用60MHz的时钟频率，32位的控制器、寄存器和累加器即可实现。
3扩频码产生器的设计
设计数字跟踪通道的扩频码产生器主要以低硬件资源和高灵活性为第一目标，故在设计中应坚持由硬件实现其逻辑需求，而通过软件实现其控制需求。
(2)网络中传输的虽然都是已调制的高频信号,但数字频道是多电平正交幅度调制(64QAM)的数字调制方式。模拟频道是残留边带幅度调制的模拟调制方式,二者共同点是都有“幅度调制”的特点,对传输网络的幅度线性失真都是非常敏感的。
(3)要全面理解数字频道和模拟频道在传输电平测量上的区别。1)不管是模拟频道还是数字频道,在网络中的传输功率都是相同的,但二者在频道内的能量分布不同,特别是峰值能量的数值差异很大。在测量上,二者的传输电平有不同的表述方式。数字频道是数字信号调制的高频载波,在频道内,能量是相对均匀分布的,各频率处“峰值”相等。测量时用“频道内平均功率”来表示。模拟频道是模拟信号调制的高频载波,频道内功率比较集中分布在“图像载波”和“伴音载波”附近,有明显的峰值,测量时,用峰值处的平均电平表示,所以尽管数字频道与模拟频道传输时功率大致相同,但在测试上数字频道电平要比模拟频道电平低10dB左右。二者差值太小数字频道容易进入非线性状态,除自身信号劣化外,还会干扰网络内模拟频道；二者差值太大,数字频道电平低,载噪比损失大,数字信号也会劣化。或者模拟频道电平的峰值超过网络设备的最大失真范围,信号变劣,还会产生副产物,干扰数字频道。2)每个环节电平控制。网络中传输电平是由光电收发设备、放大器、机顶盒等有源设备,器件的性能,网络拓扑结构、布置,传输节目套数,用户数量等共同决定的,在设计时作了详尽充分的考虑,并在系统图中标定了各关键点的传输电平。所以,按照设计要求,随时控制各关键点的传输电平是网络安全运行的关键,只有如此,才能稳定网络运行。在网络运行维护中,控制各个环节电平,以下几个原则问题应做到:①数字频道与模拟频道的电平是由前端决定的,特别是二者的差值是由前端保证的,所以前端调制器输出电平要严格控制好,随时检测,发现电平差异,立即纠正。②前端输入到光发射机的高频信号电平要认真按设计要求控制,不要因为同轴电缆分配网的某些变化随意提高或降低,同轴电缆分配网的电平调整服从光传输电平。③所有光接收机的输出电平也要按照设计调整,并留有电缆放大器自动控制的余量,用于温度变化补偿,机内各部位的衰减器也要按设计标定的数值安装,因为不同环节的衰减器分别影响非线性失真和载噪比。④原有的模拟同轴电缆分配网不需做大的变动,电平大体可维持正常。偏差太大的,就必须按设计要求重新配置干线放大器,调整电平也要象处理光接收机一样,按要求配置各环节衰减器。光接收机实质上是一台加了光接收模块的干线放大器。用户放大器以下的电缆分配网络调整时以用户获得足够电平、用户之间点评均衡为原则。总之,模拟数字混合传输网各个环节的电平控制至关重要。对于模拟信号,输出信号太高,会造成非线性失真‘出现网纹、交调等；输出信号太低,造成载噪比低,出现雪花、噪点等。而对于数字信号，电平输出过高或过低,都表现为停帧、马赛克或黑屏等。因此,各个环节的电平要控制得当。
2如何检测和处理数字电视故障
(1)初次安装时无法收到数字电视节目,一般由于两个原因:一是有线电视线路故障,维修人员应用数字场强仪测量数字信号电平是否在合理范围内,或者检查连接线接头是否松动,应使各种街头连接牢固。二是因为用户没有将视频线连到机顶盒与电视上,或没有把电视调到AV状态下,这种现象占报修率60%以上。
(2)安装后收台不全,很多频道显示加密状态,多数情况是用户没有弄清数字电视收费政策,只有已付费的频道才能收看,其他需要另外付费的节目虽然可以看到台标但都会是加密状态。
(3)收看时出现马赛克或卡碟的声音,基本是有线电视线路故障,多出在雨雪天或大风天之后,对有线线路进行维修后可以好转。还可能是用户室内有线接头接触不良,现行的方法都是手工完成的,这就要求工作人员在各器件与电缆的连接中不能有丝毫大意,否则将产生电弧及打火现象。当频率较低时阻抗大、信号衰减大,载噪比在25dB以下时,将出现个别频点播出的电视节目出现马赛克或卡碟的声音。
(4)前端机房节目播出频点改变后部分频道无信号,更改播出频点这种问题不会经常发生,但是改动后会给用户收看节目造成不便,如果不重新搜索,部分频道将显示无信号,这时应尽量教会用户如何重新设置新的频点并搜索。也有的机顶盒需要进行软件升级。
(5)如果单个或几个数字频道电平过低,比邻近数字频道低5dB以上,会引起该频道所有节目都无法观看,这时要检查该频道电平比其他频道信号过低的原因。其主要有以下几种故障:同轴电缆屏蔽网接触不良、折断；电缆或插接头的主芯生锈,接触不良；光接点输出故障；致使输出单个或几个数字频道电平过低等。
1.2可变相位信号30Hz信号(F)和载波f0经边带测角器产生30Hz的调幅边带波信号。可变相分量以30Hz的速度进行旋转，由此可见，当点位不同时，基准信号与可变信号的相位差也不同，相位差与VOR台的具置有关系。通过比较接收机中的基准相位信号和可变相位信号，确定用户的方位。
二、接收信号数字处理
在甚高频全向信标系统的定向原理中，30Hz信号比相是其核心。根据9960副载波可以得出基准相位信号，通过相位比较器可以对相移θ进行检测，并确定方位。然后将基准相位30Hz信号和可变相位30Hz信号进行过0点检测，通过计数器得出相位差，将计算结果处理成数字方位的格式，并将其送到无线电磁指示器（RMI），通过RMI进行全方位显示。
相位差θ和计时器计时时间t的关系式。以基准信号为基准，若发现其正向过零点，则利用计数器开始计数，直到可变信号正向过0点时，结束计数，将检测到的相差点数计算出来，并将计数器清零准备下次计数，若系统采样率为fs，则VOR方位角度分辨率。因为甚高频通信系统会被邻频或同频干扰，在信号处理的过程中会出现系统误差的情况，导致比相信号的不稳定和抖动，所以，在解算相位差时，不能只进行一次求解就得出，而要经过多次的换算取所有结果的平均值，但这样又会引发其他问题，即当两个相位基本一致的时候，相位差会一致在0度左右摆动，这样角度就可能会在360度和0度之间转换，那么，经过多次计算得出的角度将会出现误差，解决这一问题的主要方法有。式中，Z：最终输出的相位差。经过上述公式处理方式，可以有效避免信号在0度附近摆动形成的计算误差是。
一、随着集成电路的运算速度更快，集成度更高，就有可能耐复杂目益增加均一些多维数字信号处理。
所它在最近才开始出现的一个新领域。尽管如此，多维信号处埋仍然对以下一些间提了解决的办法，这些问题是：计算机辅动断层成术(CAT)，即综合来自不同方向的X射线的投影，以重建人体某一部分的三维图，源声纳阵列的设计及通过人造卫星地球资源。多维数字信号处理除具有许多引人注目和浅显易行的应用之外，它还具有坚卖的数学基础，这不仅使我们能了解它的实现情况，而且当新问题出现时，也当及时解决。
典型的信号处理任务就是把信息从一种信号传递到另一种信号上，例如，可将一张照片加以扫描、抽样，并将共存储在计算机的存储器中，在这种情况下，信息是从可变的银粒密度转换戌可见光束，再变成电的波形，最后变戍数字的序列，随后该数字序列用。磁盘上磁畴的排列来表示CAT扫描器是一个比较复杂，经过处理，最后显赤射线管(CRT)的荧光屏上或胶片上。数字处理能增加信息，但可以重新排列信息，使观察者能更方便地理解它.观察者不必观看多个不同测面的投影而可直接观察截面图。
人们感兴趣的是信号所包含的信息，而不管信号本身是什么形式。也许可以概括地说，信号处理涉及两个基本任务一一信息的重新排列和信息的压缩。
二、数字信号处理涉及到用数的序列表示的信号的处理，而多维数字信号处理则涉罚用多维阵列表示的信号的处理，例如对同时从几个传感器所接收的抽样图像和抽样的时间波形的处理。由于信号是因而它可以用数字硬件处理，同时可以将信号处理的运算规定为算法。
促使人们采用数字方法的是不言而喻的。数字方法既有效灵活。我们可以用数字系统使其有自适应性并易于重新组合。可以很方便地把数字算法由一个厂商的设备上转换到另一个厂商的设备上去，或者把专用数字硬件来实现。同样，数字算法也可用来处理作为时间函数或空间信号，数字算法自然地和逻辑算符如模式分类相联系。数字信号能够长时间无差错地存储。对很多种应用而言，数字方法Ⅸ其它方法更为简单，对另外一些应用，则可能根本不存在其他方法。多维信号处理是不同于一维信号处理，想在多维序列上实现的多运算，例如抽样、滤波和交换等，用于一维序列，然而，严格芯说，我们不得不说多终信号处理与一维信弓有很大差别的。
信号处理与一维信号处理还是有很大差别的，这是由三个因素造成的；(l)二维通常比一维问题包含的数据量大得多；(2)处理多维系统在数些上不如处理一维系统那样完备；(3)多维信号处理有更多的自由度，这给系统设计音以一维情况中无法比拟的灵活性。虽然所有递归数字滤波器都是用差分方程实现的，一维情况下差分方程是全有序的，而在多维情况下差分方程仅是部分有序的，冈而就存在着灵活性，在一维情况小，离散传里旰变换CDET)可以用快速傅里叶变换CEPT)算法来计算，而在多维情况下，有多且每一个OFT又可用多种AFT算法来计算。在一维情况下，我们可以调整速率。而且也可以调整抽排列。从另一方面来说，多维多项式不能进行因式分解，而一维多项式是可以进行因式分解的。因而在多维情况下，我们不能论及孤立的极，气、孤立的零点及孤立的根。所以，多维信号处理与一维信号处理有相当大的差别。在20世纪60年代初期，用数字系统来模仿模拟系统的想法，使得一维数字信号处毫的各种方法得到了发展。这样，仿照模拟系统理论，创立了许多离散系统理论。随后，当数字系统可以很好地模仿模拟系统时，人们认识到数字系统同时也可以完成更多的功能。由丁这种认识及数字硬件工艺的有力推动，数字信号处理得到了发展，而且现今很多通用的方法，已成为数字方法所特有的，没有与其等效的模拟方法，在发展多维数字信号处理时，可观察到同一发展趋向。因为没有连续时间的(或模拟的)二维系统理论可以仿效，因而最初的二维系统是以一维系统为基础的，80年代后期，多数二维信号处理都是用可分的二维系统。可分的二维系统与用于二维数据的一维系统几乎没有差别。随后，发展了独特的多维算法，该算法相当于一维算法的逻辑推理。这是一段失败的时期，由干许多二维应用要求数据量很大，且IT缺少二维多项式太分解理论，很多一维方法不能很好地推广到二维上来。我们现在正处于认识的萌芽时代。计算机工业以其部件的小型化和价格日趋低廉而有助于我们解决数据量问题。尽管我们总是受限于数学问题，但仍然认识到，多维系统也给了我们新的自由度。以上这些，使得该领域既富于挑战性又无穷乐趣，电子信息技术的结合之软件结台，传统产业中可用电产信息技术的地方，仍然可以在生产或很低的条件下使用人力或传统机械。电予信息技术应到限制，在不同领域和不同水平有各种原因，但烂有一个共大原因是缺乏认识。没有认识，便没有应层。
事实上，在一维和二维信号处理理论之间有实质性的差别，而在二维和更高维之间，除了计算上的复杂世方耐差异之外，似乎差别较小。
参考文献：
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2数字电视信号质量监测过程中会发生的问题
2.1数字电视未能正常播放
在数字电视出现以来，我国的播放设施快速的进行了更新换代的工作。与原有的模拟信号相比较，在观看电视时，屏幕出现雪花和不能同步的问题得到了极大的改善。与传统模拟信号比较，数字电视信号在一般情况下对于电平值的接受要求下降，该情况的发生致使数字电视的抗干扰能力更强，在正常接收信号后电视即可出现清晰画面。但与此同时，数字信号的接收将会出现更多的信号信息，该过程中由于相关人员或者技术的不成熟，电视将无法正常播放。
2.2无法及时对数字电视信号进行处理
数字信号的传输和正常工作对于设备的要求更高，在运行过程当中，任何一个元部件或者是程序的错误都将导致无法接收正确信号。在设备劳损度达到一定程度后，想要在众多部件中找到损毁元件极为不易。该种情况导致工作人员和技术人员无法及时对数字电视信号进行正规的处理，在经过较长的时间后才能查出问题的关键所在。数字化电视更加复杂和多样化，在电视正常工作期间，数字信号会由远端接收器进行传送以及处理。该过程中，数字信号会经历更多的不确定因素，如果无法及时对该过程中的信号进行监测，可能导致信号传输无法预知的中断甚至消失。
3数字电视信号监测手段的建议
在监测数字电视信号过程当中，工作人员的管理应按照有效益性、选择性和相辅相成作为监测原则。由于数字电视信号具有自身特有的性质，在各种环境下的问题不尽相同，因此，面对数字电视信号发生故障时，应该综合多种因素，认真对待每一种可能出现的情况。而对于数字电视信号的质量监测方式通常可划分为三种形式：故障模式监测、故障树监测和部件模型监测。在三种方式运用过程当中，全方位的保持信号的稳定性是所有因素的大前提。
3.1故障模式监测
故障模式监测技术是维护和监测数字电视系统最为常见的一种方式，也被称为FMEA方式，该种模式对于处理系统本身的复杂信号具有明显效果。故障模式监测技术的应用在对数字电视信号监测过程中需要将数字信号的逻辑性重新理顺，将所有部件引起的信号失效状况全部找出，加以分析其失效后会发生的状况，进行归纳和推理，得出任一部件失效后所会产生的故障结果，以此确定由于元部件导致的电视信号受损原因，确定失效部件。并且及时给出相应的改善措施与修复手段。
3.2故障树监测
故障树的监测技术主要是针对于数字电视信号系统在发生错误后，通过发生错误的多种现象来对问题进行分析和总结，检测出整个系统运作是否可靠。在数字电视系统进行工作过程中，可以通过该种方法对系统进行监测和检查，用以协助更好的对系统进行维护。故障树监测技术需要利用图形来进行模拟工作，大体将数字电视信号的故障现象通过图像来进行直观的显示。通过找出信号故障时发生的种种现象，来对故障进行分级。该种分级将数字信号系统设置为第一级，在以下将会如树结构般分支出多种问题，直到问题不能再次进行分支为止。此时说明问题已经找到，利用图表方式来直观找出问题的根本原因。该类方式对于监控工作有着协助作用，能够完善工作内容。
3.3模拟部件监测
在数字电视工作出现问题时，由于其多变、复杂的特性很难从直观上发现其问题所在，且其元件数量极多，期间某个部件发生故障时可能会导致所有流程都失效。但是经过对这些组成元件的可靠性的逻辑关系分析，采用部件模拟的监测方式能够看出不同组成部件之间的模型处于何种关系。利用模型与其工作效果对比，快速找出问题所在，该类型为部件模型监测技术。
一、传输网络技术参数
经过MPEG-2信源编码和MPEG-2TS传输流复用后生成的MPEG-2传输复用包经过扰码、RS编码及卷积交织后，进行64QAM调制形成中频调制信号，中频调制信号经过上变频转为射频信号然后送入HFC网传送到用户。
数字电视和模拟电视的频谱结构及能量分布完全不同。由于QAM中的调幅是平衡调幅，抑制了载波，因而从频谱分析仪上看，一个数字频道的已调信号，像一个抬高了的噪声平台，均匀地平铺于整个限定带宽内。伴音信号在MPEG-2编码时，已经与图像信号以包的形式复用到了一起，因而，一个数字电视频道，不但没有所谓图像载波，也没有伴音载波。
1.1数字电视的信号电平
数字电视信号没有图像载波电平可取，整个限定的带宽内是平顶的，无峰值可言。所以，QAM数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来表达的，称为数字频道平均功率。在用户端电缆信号系统出口处要求：信号电平为47dBμV-67dBμV(比模拟电视信号的要求低10dB)，数字相邻频道间最大电平差为≤3dB，数字频道与相邻模拟频道间最大电平差为≤13dB。
1.2数字电视的噪声电平
测量模拟频道噪声时，在模拟频道取噪声测试点，只要偏离图像载频即可。但是数字电视的频谱分布决定了测量数字频道噪声不能使用模拟频道的测量方法。数字频道内有用能量也像噪声，没有什么特点把它们分开，所以测量噪声，要到被测频道的邻频道去取样，并且这个邻频道应当是空闲的。
1.3误码率
数字电视信号是离散的信号，接收到的数字电视信号要么是稳定、清晰的图像，要么就是中断(包括马赛克、静帧)，具有“断崖效应”的特点。信号的这种变化，只与传输的误码率有关，所以把误码率作为衡量系统信号质量劣变程度的最重要的指标。
1.4信噪比
信噪比(S/N)指传输信号的平均功率与噪声的平均功率之比。载噪比(C/N)指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比，载噪比中的已调制信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率。在调制传输系统中，一般采用载噪比指标；而在基带传输系统中，一般采用信噪比指标。
数字调制信号对网络参数的要求主要反映在载噪比上，载噪比越大，信号质量越好，反之信号质量就差，模拟电视会出现“雪花干扰”，数字电视会出现马赛克，严重时会造成图像不连续甚至不能对图像解码。在有线网中，用户端电缆信号出口处数字频道载噪比达到31dB以上，就可传送64QAM信号。
1.5调制误差比
数字调制信号的损伤通常用星座图来观察。在星座图中，噪声呈云状，差拍干扰呈环状，IQ不平衡的星座图不是正方形。调制误差比(MER)包含了信号的所有类型的损伤，如各种噪声、载波泄漏、IQ幅度不平衡、IQ相位误差、相位噪声等。MER的测试结果反映了数字接收机还原二进制数码的能力，它近似于基带信号的信噪比S/N。在用户端电缆信号出口处调制误差比MER要求达到30dB以上。
二、数字信号的监测
数字电视平台节目监测系统拟视音频及数字矩阵系统、数字测试仪器及电视墙三个大的部分构成。数字TS码流经过数字ASI矩阵系统切换，送入解码器解码还原成模拟视音频后，送入电视墙，进行主观效果监测，同时可进行与一般模拟视音频信号相同的测试，经ASI矩阵切换的数字TS码流也可直接送入数字码流分析仪进行实时分析，或者经过录制后，离线分析等。数字码流经QAM调制后输出的RF射频信号经混合器混合，送入大网播出，同时分出1路至机顶盒接收，机顶盒输出电视信号或者音频广播信号至视音频矩阵，然后送入电视墙。同时也可进行模拟指标测试。从混合器再分出l路射频信号经数字电视测试接收机处理后输出TS流至码流分析仪，实现对QAM调制后的数字信号的测试。
数字码流监测可以根据其来源分为：编码器输出TS流、数字卫星接收机输出TS流、多协议适配器输出TS流、复用器输出TS流、独立加扰器输出TS流、其它TS流及QAM调制后经解调恢复的TS流。在本监测系统中，QAM调制后经数字电视测试接收机解调后恢复出的TS流可直接送入数字码流分析仪进行数字分析；其余各种来源的TS流须经数字矩阵的切换处理后再进行测试。
在本系统中，有编码器输出的TS流、数字卫星接收机输出的TS流、适配器和解密器输出的TS流、其它输出的TS流、复用器输出的TS流以及独立加扰器输出的TS流，其中复用器、独立加扰器、解密器以及部分数字卫星接收机输出为MPTS，而独立加扰器输出为经过加扰加密的TS流。具体监测方式如下：编码器、数字卫星接收机、多协议适配器、音频编码器、复用器、独立加扰器等设备的TS流送入数字ASI切换矩阵切选输出。矩阵的输出可切选至数字码流分析仪分析，也可直接接入解码器，用作还原AV，送至电视墙做主观测试等；对于独立加扰器的输出需切换到码流分析仪进行分析。
对比测试原则采用溯源法，跟踪对比测试的原则，主要体现在电视墙的主观效果上。
(1)对编码器、接收机的信号根据处理过程分成源AV信号或直接输出AV信号、初步处理TS流信号(包括编码输出及数字接收机输出TS信号)、复用器复用后TS流信号和QAM调制混合后信号四种，对节目同时段对比跟踪测试。即为源AV信号或直接输出AV信号与后面的信号经过还原的视音频信号进行对比测试，体现在每一环节信号质量的比较、变化、跟踪监测。
2分前端机房广播与窄播信号的传输
分前端机房在数字电视整体转换前所做的准备工作主要有两部分:分前端机房一级数字电视广播信号平台的搭建工作和为数字电视整体转换备用的CMTS、IPQAM、HFC网管信号等窄播信号系统的搭建工作。分前端一级数字电视广播信号平台的搭建相对简单，当主、备路电视广播光信号传输到分前端后，经过光开关对主备路光信号转换后，输出到光解复用器对光信号进行解复用，相应数字电视的29CH波长光信号被解出来。把解出来的数字电视光信号按照原模拟信号分前端的一级骨干广播光信号建设的结构模式进行复制，复制时尽量保证其在结构上和光功率输出上大体一致，最好能和模拟信号在物理位置上也保持相近，这样在调整电视广播信号时就非常方便。窄播信号的混合以及传输仍保持和原模拟电视系统广播窄播相同的模式，我们采用的是广播窄播1550nm光信号DWDM光合波复用传输方式，把分前端CMTS、IPQAM、HFC网管监控的射频信号进行混合后驱动ITU窄播光发射机，光发射机输出后与分前端一级电视广播光信号通过复用器进行光合波，经EDFA放大分配后或直接传输到线路，覆盖分前端机房区域内有线电视及CableModem用户。由于分前端机房一般带用户比较多，受到成本和机房空间等因素的限制，对窄播系统也全部复制一遍不大可能，另外我们数字电视整转采用的是分区域分批次的方式，可以对窄播系统先行建设能满足5个区域批次数字电视整转的窄播信号，和本地的数字电视一级骨干广播光信号进行合波复用，这样就成为可以满足5个区域批次数字电视整转的广播窄播系统信号，作为数字电视整转初期信号割接使用。当然这备用的5个片区数字电视广播窄播系统信号，只是一个举例，具体要按照分前端实际使用划分的片区数来定备用系统信号片区数，实际使用片区多的可以多建几个备用片区。窄播光发也要选用DWDM特定波长光发射机。在搭建数字电视系统信号平台时，我们要充分考虑到分前端内不同功率光信号的需求:(1)机房直接传输光信号到光接收机的，一般2～3dB的光功率即可;(2)线路上有光分路器的需要5～15dB的光功率;(3)线路上是V－Hub、EDFA的，需要广播窄播合波直接传输到线路上的需要6～8dB的光功率。通过对图2在结构上简单的调整即可满足不同光功率的需求。信号系统搭建时，尽量保证机房光信号传输分配物理结构上的一致性，对个别特殊需求的可以稍做调整即可，这样对机房的运维管理工作会带来很大便利。
3数字电视整体转换广播窄播信号的割接
采用分区域分批次的整转方式，除了线路上覆盖有较多用户的大型节点外，其余光节点模数信号转换割接工作基本都是在分前端来完成，所以分前端机房是模拟电视信号转换为数字电视信号的主要割接点。在数字电视整转前，要对分前端机房覆盖区域内的光节点全景图资料进行详细统计，结合数字电视整换区域批次，提前做好相应的光节点片区规划工作。按照分区域分批次整转方式，我们可以把需要数字电视整转初期的用户，割接到前期已经建好备用的5个片区数字电视的系统信号上来。数字电视整转进行一段时间后，前期备用的5个片区光信号将使用完毕时，我们再对没有数字整转的信号进行调整，把未整转完数字电视信号但已经割接走很多信号的片区进行合并，这样就可以空余出来满足一到两片区数字整转的设备，把该片区的广播信号更换为数字电视信号即可。然后依次类推，逐步完成数字电视信号的割接。在割接信号时，窄播系统的规划也非常重要，尤其是IPQAM和CMTS系统，要根据光节点覆盖双向IPQAM和CableModem的用户数做好下行和回传设备的合理分配，充分考虑IPQAM端口下行流量及CMTS上行端口CableModem数量的负载均衡，这样就保证了用户视频点播的流畅和网络的顺畅，减少了后期的扩容工作，提高了网络运行的稳定性。在割接电视下行信号时，必然会对相应片区CableModem用户也进行割接，把下行割接到新建的数字电视系统信号时，回传也要割接调整到CMTS下行相对应的上行端口。在割接前要做好CMTS端口CableModem数量以及SNR值的统计，主要统计在线的CableModem数量，割接调整后要查看在新端口上线CableModem数量和割接前是否一致，接收发射电平是否正常，端口SNR是否正常。做好与整转现场人员的沟通，信号割接后在现场及时测量信号，如有问题及时处理。同时要做好资料的更新整理工作，保证资料的准确性。
作者简介：蓝会立（1975-），男，壮族，广西马山人，广西工学院电子信息与控制工程系，讲师；廖凤依（1977-），女，广西融水人，广西工学院电子信息与控制工程系，讲师。（广西 柳州 545006）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0050-02
“数字信号处理”课程是电气信息类专业本科生的一门重要专业基础课，它以信号与系统课程的理论为基础，直接面向实际应用，注重算法的研究，是继续学习其它信号处理课程、通信与电子系统课程的必不可少的基础。该课程的特点是使用数学语言对工程实践中的数据采集、分析与处理问题进行描述，内容比较抽象，理论性强，包含大量公式的推导和证明，课程阐述的理论与现代信息技术的发展前沿和应用密切相关。因此，有效提高该课程教学质量，对提高学生专业素质和综合分析解决问题的能力有着重要的意义。在广西工学院（以下简称“我校”），“数字信号处理”作为电子信息、自动化和测控专业的重要专业基础课，在初期教学采用传统教学方式，重视研究教师教法和理论教学，而忽视了实践教学及对学生潜力的挖掘和应用基本理论解决实际问题能力的培养，教学效果不明显。近几年来，课程组对课程教学目标进行重新定位，在积极探索课程课堂教学模式，优化教学内容，改进教学方法和手段，完善课程考核方式等方面进行了全面地改革和实践，取得了较好的成果。
一、调整优化教学内容
“数字信号处理”和“信号与系统”构成了我校电气类学科的信号处理基础理论平台，课程内容既具有明确的分工又紧密关联。“信号与系统”涉及信号分析与系统分析，信号分析是基础，突出信号与系统的时域分析和变换域分析的物理概念和工程概念，而三大变换只是实现时域分析到变换域分析的数学工具。“数字信号处理”课程涉及数字信号分析和数字滤波器设计。离散傅里叶变换DFT是实现信号数字化分析的核心技术，FFT是提高DFT运算效率的重要算法。信号分析是信号处理的基础，而数字滤波器设计则是信号处理的具体实现。其中离散信号与系统分析是信号分析和系统设计的理论基础，也是“信号与系统”和“数字信号处理”课程承上启下的内容，在两门课中都占有比较多的学时，造成教学重复和学生的厌学情绪，同时本门课程的重点内容因学时少而缩减。传统教学计划都强调每门课程内容的系统性和完整性，造成内容多学时少的矛盾，单门课程的教学改革很难收到理想效果，如何优化教学内容，避免重复教学是“数字信号处理”课程教学改革的一个核心。因此，建立了信号处理课程群，即将内在联系较为紧密的“数字信号处理”和“信号与系统”等课程组合起来构成一个课群，作为信号处理基础系列课程，其课程体系和教学内容被作为一个整体进行优化整合。课程群建设实行二级负责制，课程群组长负责各门课程之间的协调，课程负责人负责本课程内部的调整，以便能适应当前教学的改革与发展。根据“数字信号处理”课程在课程群中的任务和地位，以及学生就业应具备的能力，重新规划制定课程教学计划，通过对课程内容进行分解、整合，编写适应应用型人才培养和教学的教学大纲，在强调基本概念和原理的基础上，以突出应用性、实践性为原则，侧重于学生综合分析解决问题和动手实践能力的培养，做好“数字信号处理”课程与其他课程部分重复内容的衔接，避免造成课时浪费，使学生掌握课程的精髓部分，提高学生自主学习的能力。
其次，针对课程理论教学大多只讨论算法的理论及其推导，较少涉及实现方法及相关的软硬件技术，我们对实践性教学内容进行改革，开设了少学时的MATLAB信号处理课程和DSP硬件技术应用课程。通过课堂演示、基于MATLAB的算法仿真实验及分析、基于DSP的硬件算法综合实验等三个层次的实践活动，强化工程素质和实践能力的综合训练，帮助学生进一步领会和深化课堂上学到的有关数字信号处理的基本概念、基本原理以及基本的信号处理操作及滤波器设计方法。使学生逐步克服了对DSP的陌生和恐惧心理，激发了同学们强烈的好奇心和求知欲，培养学生的动手能力，分析解决问题的能力和创新精神。
二、教学方法改革
“数字信号处理”课程的特点是理论性、概念性比较强，涉及到大量的数学公式和理论推导，学生普遍感觉吃力，不易理解，缺乏兴趣。要提高教学效果，必须改进满堂灌的传统教学方法，采用多种教学方法相结合来丰富课程的教学过程。在教学过程中，结合学习的规律性，针对不同阶段、不同知识点灵活运用不同的教学方法，激发学生的兴趣，调动学生参与教学的主动性。
在教学过程的初期主要采用引导式教学法，即通过形象化的成果引导学生去了解理论知识在实践中的应用，激发学生学习兴趣。例如，通过课堂讲授与课外专题讲座形式介绍学科发展前沿，开拓学生视野，激发学习兴趣；或者在开始讲授新的内容体系之前，通过多媒体等形式有针对性地介绍相应技术在数字信号处理领域的工程应用，以调动他们学习的积极性和主动性，以致提高教学效果。
在教学的中间过程主要采用启发式、讨论式教学方法。这是一种以学生为主体、教师为主导的课堂讨论式教学方法，鼓励学生积极投入到课堂教学的过程中，由被动接受知识向主动学习转变，改变单向灌输的教学模式。在课堂上，重视讨论和交流，教师根据授课内容设计一些思考题，在课堂上以设问的方式，引导学生积极思考和讨论，积极引导学生参与到教学过程中来，教师根据学生的分析思路和结果进行点评、纠正和总结，积极鼓励学生形成问题意识、进行批判思维。这种方法可以活跃课堂气氛，重点突出，学生比较容易把握教学重点。
在教学的后期主要采用研究式教学方法。研究式教学就是将科学领域的研究方法引入课堂，通过教师的激励、引导和帮助使学生去主动发现问题、分析问题、解决问题，并在探究过程中获取知识、训练技能、培养创新能力。在教学过程中，组织多名学生为一组，围绕课程中一些主题，独立搜集研究方向，在课外依循一定的步骤开展研究性学习，最终提供一份包含有课题题目、问题提出、程序、调试波形和结果说明的完整研究报告，引导学生运用数字信号处理的知识分析、解决问题，注重学生思维及创新能力的培养，在研究中加深对数字信号处理基础知识的理解，提高利用理论知识解决实际问题的能力。
三、教学手段改革
本课程的特点是大量使用了数学的方法来表示物理的过程，公式较多，计算繁复，学生不容易掌握，因此采用单一的教学手段很难提高教学效果，必须针对授课内容采用多种教学手段相结合的授课方式。其一，采用多媒体课件教学手段，使教案多媒体化、教学过程互动化。多媒体教学信息量大，可以拓展学生的知识面，精简课堂授课学时，激发学生学习兴趣，提高教学效果。例如，在对概念、公式和定理的物理含义阐述和定性分析中，利用声音、图像、视频、动画等多媒体教学手段，使抽象的内容形象化和可视化，令学生理解其物理含义或包含的思想。但是多媒体教学存在不足是授课速度比较快，因此对于基本原理和基本方法的推导和证明，宜配合板书的授课方式，放慢讲课速度，让学生跟上教师的思路和有足够时间领会。其二，通过建设网络教学资源，使教学资源共享化、教学方式多样化和教师答疑实时化。针对课后的复习、相关背景知识的学习以及课堂内容的扩展部分，充分利用网络，建立课程主页，提供相关资源和讨论空间，实现网络辅导、网上课程研讨、网上交付作业与实验报告和优秀作业展示等。
四、完善课程考核方式
成绩评定既是一个重要的教学环节，也是检验教学效果的重要手段，教学模式的改革要求课程考核方式应灵活多样，评价方法由“一考定全局”的传统终结性评价转向形成性评价与终结性评价相结合、课内教学与课外自主学习相结合的全程评价，从而体现教学评价的全面性、导向性、实效性、过程性和发展性特点。完善课程考核方式，对素质教育的实施和学生自主学习能力和创新能力的培养非常有利，使学生考试成绩更加具有层次性，更加体现学生的综合素质。教师要加强学生平时学习情况考查，采用笔试、口试和论文答辩等多样化的考核方式，多方面地测量学生的综合素质和能力。课程综合评定成绩主要包括期末考试成绩（50％）、课程论文（20％）、实验（15％）和平时成绩（15％）。期末考试主要考查学生对基本概念的掌握和知识的灵活运用能力，避免过多公式推导与演算。课程论文主要考查评估学生知识掌握程度、文献查阅调研能力、动手实践能力、论文撰写和表达能力。实践表明，这种多模式相结合的考试方式更能检查学生的真实能力，避免了对学生的评价一刀切，有利于学生对考核的认同和接受，促进学生的学习主动性和自觉性，激发学生的潜能和个性的发展。
五、结束语
针对“数字信号处理”课程的特点，结合我校的人才培养目标和学生的总体水平层次，对课程的教学内容体系、教学方法和手段、教学评价方式进行了改革，以提高学生的学习兴趣，激发学生的潜能和个性发展，注重学生思维及创新能力的培养。通过学生的评教及后续课程的评价表明课程的教学改革取得了很好的教学效果，调动了学生学习的积极性和主动性，学生的实际动手能力和综合素质明显提高。
参考文献：
[1]武玉红,刘强.关于研究式教学方法的思考[J].长春理工大学学报,
2010,(6):168-169.
[2]赵洪.研究性教学中的难点与实施重点[J] .中国高等教育,2006,
1 2ASK调制方法
调制信号为二进制数字信号时，对载波信号的振幅进行调制，这种调制称为振幅键控调制即ASK(Amplitude Shift Keying)。在2ASK调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波不连贯的输出。有载波输出的部分用“1”表示，无载波输出的部分用“0”表示。
2ASK(二进制振幅键控)信号的码元可以表示为：
e0(t)=b(t)cosωct (1-1)
式中，wc为载波角频率，s(t)为单极性NRZ矩形脉冲序列
b(t)=ang(t-nTb) (1-2)
其中，g(t)是持续时间为Tb、高度为的矩形脉冲，常称为门函数;an为二进制数字，当an=1，出现概率为P;当an=0，出现概率为(1-P)。
在二进制数字振幅调制中，载波的幅度随着调制信号的变化而变化，实现这种调制的方式有两种：
1.1 相乘法
通过相乘器直接将载波信号coswct和数字信号s(t)相乘，得到输出信号，输出的信号称为调制信号，这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法。相乘器用来进行信号的频率搬移的，相乘后输出的信号通过滤波器滤除高频谐波和低频干扰信号，从而得到振幅键控信号。
1.2 开关法
开关法又称键控法，是2ASK的一种常用的方式。这种方法是使载波在二进制信号“1”和“0”来控制开关，当基带信号为高频信号“1”时，开关打开，当基带信号为低频信号“0”时，开关关闭，模拟双向开关在电路中起接通信号或断开信号的作用，这种二进制振幅键控方式称为开关键控方式，以二进制数字信号去控制一个初始相位为0的正弦载波幅度，可得其时域表达式如下：
e(t)=As(t)coswct (1-3)
式中的各参数含义如下：A为载波振幅，s(t)为二进制数字调制信号，Wcω为载波角频率，e(t)为2ASK已调波。
2 2ASK调制电路总体设计
如图1所示。
ASK编码调制原理是：当基带信号为0时，不输出，当基带信号为“1”时，则输出。本案例基于FPGA进行电路设计。从上文公式可以看出，ASK为模拟信号，而要用FPGA技术实现ASK的调制解调，而FPGA只能产生数字信号，就需要用到FPGA产生分频器、M序列产生器、跳变检查电路、正弦波信号产生电路，除此之外，还有一个独立的DAC数模变换器。
首先，针对分频电路，对时钟信号进行分频作为载波信号，对该正弦信号进行抽样，每个有效周期内采100点，然后进行计数得到输出。
m序列是最常用的伪随机序列，是由一个带有两个反馈抽头的3级以为寄存器，这样就使m序列具备随机特性，预先可确定性，循环特性等特点，通过移位寄存，得到多项式F(x)=x3+x+1，最后得到“1110010”循环序列，在电路中，通过变化始终的频率，可以方便的改变输入码元的速率。
为了在示波器上面[第一论文 网专业提供论文写作和教育的服务，欢迎光临DYLW.NET]显示一个连续的波形，便于观察，采用跳变检测器，在基带信号上升沿或者是下降沿到来的时候，对应输出波形位于正弦波形的sin0处。
基带信号只需要计数器对时钟信号进行技术，就可以得到所需要的序列信号。
2ASK是模拟调制，这里采用DAC变换器可以满足要求，根据奈奎斯特定理可以知道，当以fs》2f进行抽样时，可以保留原始信号的所有信息，调制系统中，调制信号和已调信号都是模拟信号，所以在实验中对正弦信号每个周期抽样100个点，相当于fs=100f，完全可以显示出模拟正弦波信号。
参考文献
[1]樊昌信，曹丽娜主编.通信原理(第六版)[M].北京：国防工业出版社，2005.
1.设计与背景
由于数字信号处理这款软件涉及大量的运算，所以教师自己绘制图像时会耗费大量的精力，如果通过一个简易的软件来绘制图像，就会大大减轻教师的工作。
根据数字信号处理这门课程的基本内容，我们将这款软件分为4个模块来进行开发，具体分为时域分析、频域分析、复频域分析以及滤波器四大模块，每一个模块又由一些功能模块组成，它们各自对应了数字信号处理这门学科的内容。
在涉及这款软件中，我们尽量要做到界面友好简易，教师不需要了解软件代码，只需要填写绘制图像的最基础特征，然后图像即可绘制，并且，尽量使用大学广泛使用的编程语言，从而使得教师不需要单独安装另一软件，经过刷选，Matlab拥有自己独特的数字信号绘制图像语言及界面开发工具，完全符合开发的需求。
2.软件开发
2.1 软件的整体结构
如前文所写，在开发软件时，我们按照数字信号课程分成四个模块，并加入一个帮助模块，这样，软件开发的基本结构就成型了，如图2.1所示。
2.2 软件的具体设计
在具体设计软件时，又分为两大阶段，第一阶段是用户使用的界面，目标是简明易懂，用户可以直接操作，通过简单地操作完成自己的目标。
因此，软件主界面图以MATLAB为平台，如图2.1所示，这种平台具有操作方便，功能完善，能够更方便直接的对数据文件进行计算和处理，输出形象直观等特点。
首先用MATLAB的GUIDE建立开始主界面，然后在主界面设置按钮，分别对应六大功能，设置好后，分别设置跳转功能，使得点击开始界面后可以跳转到各个功能的子界面。子界面的设置与主界面大致相同，但是要多设置”返回”按钮的功能，通过返回按钮，返回到之前的开始界面，在子界面之下，则是功能界面，也就是各个不同子界面绘制功能的具体界面，通过跳转功能，使得子界面和功能界面连接到一起，在功能界面，关键是一个界面上实现多个功能，这就要求在一个有限的空间内分配好各个按钮和生成图像的位置。
第二阶段则为数字图像处理各个具体功能绘图的代码编写，通过matlab进行编写，下面是一个巴特沃斯低通模拟滤波器生成代码，：
3.结果展示
软件编写结束后，子界面成果如图3.1所示。
由图3.1可以看到，进入复频域子界面后，有两种不同功能的绘图模式，并且有着返回和退出功能。
图3.2是DTFT功能界面，由图可见，当输入需要绘制图形的参数后，选取确定，则相关图像就会绘制出来。
4.结束语
论文完成了一个Matlab教学辅助程序的开发，从而克服了数字图像处理难以绘图的缺点，拥有简单直观，便于操作的优点。
