微波光钎卫星专业复习资料(基础概念篇)

1、技术能手复习资料（微波专业）1.广播电视传输的主要技术环节节目制作、节目播出、节目传送、节目发射、节目接收、节目监测2.微波、卫星、光纤传输特点及系统组成微波传输特点与系统组成微波、多路、接力是微波通信最基本的特点数字微波通信的特点：1）抗干扰性强，整个线路的噪声不累积2）保密性强3）器件便于固态化、集成化、设备体积小、耗电少4）便于组成综合业务数字网微波通信系统：终端设备、SDH分插复用设备、SDH微波设备终端设备：编解码设备SDH分插复用设备：分插转接SDH微波设备：1.基带处理：主要对SDH基带信号进行信道的适应处理，并完成调制和解调中频信号的任务2.发信过程：调制后的中频经过时延均衡和

2、中频放大后，送到发信混频器，将中频已调信号和发信本振信号进行混频，即可得到微波已调信号，再经过单向器、射频功放和分路滤波器，可得到符合射频功率和频率要求微博发信信号。射频信号经天馈线发射。3.收信过程：来自天线的微波信号，经馈线、分路滤波器、低噪声放大器后与收信本振信号进行混频，得到中频信号，再经过中频放大，滤波后得到符合电平和阻抗要求的中频信号，再送到基带处理进入解调单元，解调后的信号经过时域均衡器，校正信号波形失真，得到满足要求的SDH信号。卫星传输特点1）通信距离远2）覆盖面积大3）通信频带宽、传输容量大，适于多种业务4）通信质量高，线路稳定可靠5）通信电路灵活6）可以自发自收进行监测光

3、纤通信系统特点：1）损耗低2）频带宽3）抗电磁干扰4）对电气绝缘5）有信号保密性6）温度稳定性好，寿命长7）尺寸小、质量轻8）材量丰富、价格低光纤传输系统由光发射机、光接收机、光缆组成3.数字微波通信线路的信道噪声、抗干扰技术1）热噪声2）干扰噪声设备馈线产生：回波干扰、交叉极化干扰回波干扰（驻波干扰）：在馈线及分路系统中，当导波元件之间的连接处的连接不理想时，会形成电波反射，因回波与主波信号的振幅及时延都不相同时形成的干扰。交叉极化干扰：指在为了提高高频信道的频谱利用率，在数字微波通信中用同一个射频的两种正交极化波来携带不同波道信息，产生的干扰就是交叉极化干扰。外来干扰：收发干扰、邻道干扰、

4、同频干扰收发干扰：某个通信方向的收发信是共用一副天线，这样发支路的电波进入收信机。邻道干扰：相邻波道干扰同频干扰：二频制系统通过多种途径产生的干扰。3）波形失真噪声4）其他噪声抗干扰技术：1）增大发信功率，提高接收端输入信号电平2）利用定向天线进行空间选择3）利用窄带滤波器，进行频率选择4）利用相关器件进行波形选择5）改善调制、解调方法6）采用纠错和检错技术，进行差错控制4.数字微波通信的衰落、衰落储备、抗衰落技术衰落：当电波传播空间参数发生变化，使接收电平改变的现象。1）衰落对信号的影响：平衰落、频率选择性衰落平衰落：信号频带内的多频率分量的衰减量基本相等，雨衰、大气散射、多径传播引起的衰落

5、。频率选择性衰落：无线通信中由直射波和强反射波经相位干涉后产生。多径衰落中的平衰落对数字微波系统的影响等效为收信电平降低，多径衰落中的频率选择性衰落对数字微波系统的影响等效为信噪比降低。2）收信电平高低：上衰落、下衰落高于自由空间电平值的叫上衰落、低于的为下衰落3）从衰落时间：快衰落、慢衰落4）衰落机理：K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落、雨雾衰落、吸收衰落、自由空间传播衰落。衰落储备：数字微波通信系统经常用到有效衰落储备的概念，有效衰落储备是兼顾平衰落储备、多径衰落储备和热噪声、干扰所需储备的综合衰落储备。抗衰落措施：1）增大发信功率2）增加天线增益3）缩短路径长度4）降低门限电平5）采用分级和

6、自适应均衡技术1.空间分级接收空间分级接收是指在空间不同的垂直高度上设置几副天线，同时接收一个发射天线的微波信号，然后合成或选择一个强信号。若有两副天线，就称为二重空间分集接收。2.频率分级接收采用两个或两个以上具有一定频率间隔的微波频率同时发送和接收一个信息，然后进行合成或选择。3.自适应均衡技术均衡：就是接收端的均衡器产生于信道特性相反的特性通过均衡器消除时间和信道的选择性。时域均衡：（数字）频域均衡：（模拟）5.天线的基本参数：天线增益、半功率角、隔离度（防卫度）、极化去耦、驻波比1）天线防卫度：指天线在最大辐射方向上对其他方向来的干扰电波的衰耗能力。2）极化的概念：天线的极化就是指天线

7、辐射时形成的电场强度方向。极化分为线极化和圆极化：一般来说，在固定的观测点上看到的电场矢量的末端轨迹多半是椭圆形的，故椭圆极化为普遍情形。电场强度方向垂直于地面时为垂直极化波，反之为水平极化。3）抛物面天线，天线频率越高，增益越低，主瓣越窄；微波工作频率一定时，天线口径越大，半功率角越小。4）惠更斯原理：波在传播过程中，波阵面上每一点都可以被看作是新的子波源，在其后的任一时刻，由这些子波源产生的球面波的包络就可以决定新的波阵面。6.电波传播理论1）不同频段的电波在媒质中的传播的物理过程分为：地波传播、对流层电波传播（微波）、电离层电波传播、地-电波导传播、外大气层及星际间电波传播。2）自由空间

8、传输损耗：自由空间：自由空间又称为理想介质空间，即相当于真空状态的理想空间，在自由空间传播的电磁波不产生反射、折射、吸收和散射等现象，总能量并没有损耗掉。3）余隙和菲涅耳区余隙：指在菲涅尔衍射时障碍物与传送线之间的距离，无阻挡的剩余部分为负。菲涅尔区：菲涅尔去反映了电波传播能量集中的程度，第一菲涅尔区是能量最集中的区域，不能阻挡，相邻两个菲涅耳带域上的次级源在接收端对电磁波场的贡献是反相的，要在接收处达到自由空间的场强，不一定需要许多菲涅耳区，也不一定需要全部第一菲涅耳区，只要0.577的截面积就可以获得自由空间场强，因此有最小菲涅区的定义。4）断面和站距A型：山区、城市、森林 B型：丘陵、旱

9、地 C型：水田D型：海面7.信号的调制微波的调制方法：ASK、FSK、PSK、QAM幅移键控（ASK）：用数字基带信号改变载波幅度，频率和相位不变频移键控（FSK）：用数字基带信号改变载波频率，幅度和相位不变相移键控（PSK）：用数字基带信号改变载波相位，幅度和频率不变正交幅度调制（QAM）：用数字基带信号改变载波幅度和相位，频率不变微波：中频70M或140M，采用多进制编码的64QAM、128QAM等QAM：将两路独立的基带波形分别对两个相互正交的同频载波进行抑止载波的双边带调制，所得到的两路已调信号再进行矢量相加。8.微波中继传输信道的构成：编码-多路复用设备-基带信号处理-调制器-发信机

10、-分路系统-天线-并路系统-收信机-解调器-基带信号处理-多路复用设备-解码多路复用设备：多路复用设备功能是将多路模拟信号经过A/D变化再进行时分复用为告诉信号的过程。常用的多路复用技术：频分多路（FDM）在一条通信线路上设置多个信道，每路信号一不同的载波频率进行调制，各路信道的载波频率互不重叠。时分多路（TDM）以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片段的方法来实现。波分多路（WDM）光的频分多路，利用衍射光栅。码分多路（CDMA）移动通信调制器：将基带信号对载波或中频进行调制发射机：将已调信号功率放大后送给发射天线接收机：将收到的微弱信号进行发达、混频、滤波等处理分路系

11、统：利用收发频率的差异实现收发分离9.微波通信线路的构成微波通信线路由终端站、中继站、枢纽站、传播空间构成终端站：处于微波线路的两端或分支线路的终点，只对一个方向收信和发信，配备复用设备和传输设备，收发共用一副天线，可上下所有之路信号。中继站分为中间站和再生中继站中间站：在线路中，只完成对微波信号的放大和转发，不上下信号再生中继站：处于线路中间，配有传输设备及分插复用设备，只能采取基带中继的方式，上下支路信号枢纽站：处于干线上，一般作为主站，完成数个方向上的通信，可上下全部或部分信号。10.射频波道和频率配置微波射频波道的频率配置原则：1）在一个中间站，一个单项波道的收信与发信必须使用不同频率

12、且有足够的间隔。2）多波道同时工作，相邻波道频率之间必须有足够的间隔。3）整个频谱的安排必须紧凑合理4）多波道要共用天线5）不产生镜像干扰。卫星通信的频率配置原则：1）天线系统接收外界干扰噪声要小2）电波传播损耗及其他损耗要小3）设备重量轻、体积小、耗电小4）可用频带要宽5）与地面无线系统的干扰要小6）能充分利用现有的通信技术卫星的常用通信频段：C：6/4G；Ku:14/11.7-12.2-12.7G频率配置方式：1）集体排列方案：射频波道可以分为收信和发信波道，收发信频率是分开排列的。2）交替波道配置方案：现在的天线大多采用双极化，对于双极化天线和圆馈线，通常使用水平极化波和垂直极化波，交替

13、波道配置方案的奇数和偶数波道分别使用不同的极化方法，可以减少邻道干扰。3）同波道交叉极化方案11.微波通信系统设计1）微波通信基本数据微波：300M-300G微波通信在对流层工作最大通信距离：50Km微波波长：1cm-1m微波发射功率：0.2-5w微波传播与光波类似，似光性、频率高、极化性等传输特性2）数字微波通信站的设计1.站址选择节约用地；交通方便；安全环境；安静环境；较好的卫生环境；满足安全保密、国防、人防、消防的要求2.电源系统（1）通信设备的供电：无瞬断的整流浮充蓄电池直流供电。其他外围设备：交流（2）一次电源以市电为主，以柴油发电机为辅（3）由市电和油机组成交流供电宜采用集中供电（

14、4）直流，在线充电方式以全浮充制运行，电压：-48V3.铁塔（1）符合航空部门的规定（2）在塔体适当位置设置操作平台（3）抗震（4）无荷载时，中线垂直倾斜不得超过塔高的1/500（5）在最大外力作用时，微波天线轴线偏离通信方位不应大于天线半功率角的1/2（6）要考虑远期天线的安装（7）防腐年限50年4.收发信机我国基本使用2-4-6-7-8-11G频段2、4、6G用于干线，电波传播稳定2、7、8、11G支线5.天馈线天线高度：高度选取应满足接力段余隙标准的要求，同时满足天线近区的净空要求，还要尽可能控制电波束反射点不要落入水面及反射系数较大的区域，同时，收发端天线的海拔高度差尽量去大，以尽可能

15、减小K型衰落和波导型衰落。微波天线的总要求：天线增益高，与馈线匹配良好，报道间寄生耦合小，有一定的抗风强度。馈线系统的组成：密封节、杂波滤除器、极化补偿器、极化旋转器、阻抗变换器、极化分离器12.SDH传送网结构传送网可以分解为若干独立的传送网络层，每一层为单独实体SDH的传送网分层1）电路层：电路层网络直接为用户提供通信业务，该层网络是面向共用交换业务2）通道层：其连接点可包含交叉连接功能支持一个或多个电路层网络为其提供传送服务。进一步划分为高阶和低阶3）传输媒介层：传输媒质层网络与传输媒质无关，它支持一个或多个通道层网络，为通道层网络节点提供合适的通道容量传输媒质层可以进一步划分为段层网络

16、和物理媒质层网络段层：再生段、复用段SDH原理基本概念：1.SDH：同步数字传输体系，SDH是一种传输体制，规范了数字信号的接口码型，复用方式，传输速率等级，帧结构等特性2.SDH采用信息结构等级成为同步传送模块STM-N3.SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧纵向9行，横向270列字节组成，每个字节8bit4.SDH帧传输时按照从左到右，从上到下的顺序排成串行码流，依次传输。每帧传输时间125s，每秒8000帧，每帧19440bit5.STM-1传输速率：19440*8000=155.520bit/s STM-1：155M STM-4：622M STM-16：2.5G STM-64：10G

17、6.SDH网络是一个把支路信号复接，线路传输和信号交换功能融为一体的传输网。它有统一的网管系统对不同的网元进行管理，可以很方便的进行在线监测及动态维护。7.SDH的优点：1）有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，有很好的横向兼容性，兼容PDH以及新的业务信号，形成全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性。2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区的排列非常有规律3）采用了先进的分插复用器（ADM），数字交叉连接（DXC）网络的自愈功能和重组功能强大，有较强的生存率。4）有多种网络拓扑结构5）SDH属于物理层，对高层未有严格限制6）可以在各种传输通道传输7）SDH是严格

18、同步的，保证了网络的可靠性，误码少8.SDH同步传输网的主要传输损伤包括：误码、抖动和漂移1）误码产生：各种噪声源、色散引起的码间干扰、定位抖动产生的误码、SDH设备本身产生的误码2）误码分为：随机误码、突发误码。前者是内部机理产生，后者是脉冲干扰产生。9.SDH同步网络时钟共有：正常工作模式（跟踪同步模式）、保持模式、自由震荡模式10.SDH同步网所广泛采用的同步模式：全同步方式中的等级主从同步11.同步：数字流同步就是将各个支路比特速率略有差异的数字信号调整为数字速率完全相同的数字信号。1）主从同步：网内设一时钟为主局，配有高精度时钟，网内其他各局均受控于该主局。即跟踪主局时钟，以主局时钟

19、为基准，并逐级下控，直到网络中的末端网元-终端局。2）伪同步：指数字交换网中各数字交换局的时钟相互独立，而各局的时钟都有极高的精度和稳定度。12.指针的调整作用：1）当网络处于同步工作状态时，指针用于进行同步信号之间的相位校准。2）当网络失去同步时，指针用作频率和相位的校准，当网络处于异步模式时，指针用作频率跟踪校准3）指针还可以容纳网络中的相位抖动和漂移指针连续调整的原因是：该网络节点时钟与网络时钟出现频差。数据通信开放系统互连模型的七层协议：1.1 应用层（Application Layer）1.2 表示层（Presentation Layer）1.3 会话层（Session Layer）

20、1.4 传输层（Transport Layer）1.5 网络层（Network Layer）1.6 数据链路层（Data Link Layer）1.7 物理层（Physical Layer）各层功能应用层（Application Layer）与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例：telnet，HTTP,FTP,NFS,SMTP等。表示层（Presentation Layer）这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制，那么发送