数字微波基础知识

1、数字微波基础知识培训数字微波基础知识培训微波产品部微波产品部200703 微微 波波 基基 础础现代通信传输现代通信传输:数字微波通信和光纤通信、卫星通信数字微波通信数字微波通信:以微波作为载体，传送基带数字信号微波频率微波频率:300MHz30GHz传输方式传输方式:视距传输光纤通信光纤通信卫星通信卫星通信数字微波数字微波微微 波波 基基 础础由室内单元由室内单元IDU（调制解调）和室外单元（调制解调）和室外单元ODU（微波收发信）两部分组成（微波收发信）两部分组成配对通信系统，无主从关系，一个配对即为一跳配对通信系统，无主从关系，一个配对即为一跳IDU和和ODU之间的通信由中频电缆来完成之

2、间的通信由中频电缆来完成基本构成基本构成微微 波波 基基 础础基本构成基本构成微微 波波 基基 础础信信源源信信源源编编码码发发信信基基带带调调制制发发信信中中频频滤滤波波上上变变频频功功率率放放大大微微波波滤滤波波同步系统同步系统同步系统同步系统收收信信信信源源解解码码收收信信基基带带解解调调收收信信中中频频滤滤波波下下变变频频低低噪噪声声放放大大微微波波滤滤波波双双工工器器自由空间自由空间设备原理框图设备原理框图微微 波波 基基 础础对于用户来说，IDU可以说是直接面对用户的传输码型？传输速率？接口类型？如何网管？供电方式？根据我们的设备，如何回答上述问题微微 波波 基基 础础对于用户来说

3、，ODU对他的影响是频率的申购和带宽占用的考虑对于工程安装来说则必须考虑微波信号的传输。微微 波波 基基 础础枢纽站端站端站中继站端站数字微波中继通信示意图端站中继站微微 波波 基基 础础频率配置频率配置微微 波波 基基 础础什么是波道？什么是波道？f传输方式传输方式(1) 地面波传播(2) 直射波传播(3) 空间波传播电离层(4) 散射波传播散射体微微 波波 基基 础础视距传播的理想化几何模型 自由空间传输视距与天线高度的关系自由空间传输视距与天线高度的关系d7.14h 60555045393223传输距离（千米）70605040302010天线高度（米）微微 波波 基基 础础衰落现象衰落现

4、象 慢衰落和快衰落慢衰落和快衰落 上衰落和下衰落上衰落和下衰落 闪烁衰落和多径衰落闪烁衰落和多径衰落微微 波波 基基 础础微微 波波 基基 础础 衰落原因衰落原因1、传输衰落传输衰落2 2、雨雾衰减、雨雾衰减3 3、大气吸收衰减、大气吸收衰减微微 波波 基基 础础衰落分类衰落分类图图. 多径传播模型多径传播模型多径衰落多径衰落微微 波波 基基 础础抗衰落技术抗衰落技术微微 波波 基基 础础分集接收分集接收频率分集空间分集自适应均衡技术自适应均衡技术频域自适应均衡器横向滤波器设备和波道备份设备和波道备份微微 波波 基基 础础f2f1发射机1发射机2接收机1接收机2 将要传输的信息以不同的载频发射

5、出去，且载频之间的间将要传输的信息以不同的载频发射出去，且载频之间的间隔够大，在接收端进行合成或选择，以减轻衰落的影响。隔够大，在接收端进行合成或选择，以减轻衰落的影响。频率分集频率分集微微 波波 基基 础础接收机1接收机2发射机1h 在接收端安装几个不同高度的天线，利用电磁波到达各个天线的行程不在接收端安装几个不同高度的天线，利用电磁波到达各个天线的行程不同来减少或消除衰落的影响，这种方法称为空间分集。同来减少或消除衰落的影响，这种方法称为空间分集。空间分集空间分集微微 波波 基基 础础-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm-40dB

6、m-50dBm-60dBm-70dBm信道1接收信号信道2接收信号两信道的合成信号微微 波波 基基 础础自适应均衡技术自适应均衡技术 均衡器指的是起补偿作用的滤波器，按研究的角度或领域，可分为均衡器指的是起补偿作用的滤波器，按研究的角度或领域，可分为频域均衡器和时域均衡器两大类。频域均衡器和时域均衡器两大类。 v 中频自适应均衡器 针对带内幅频特性失真的波形，产生一个逆特性补偿，以消针对带内幅频特性失真的波形，产生一个逆特性补偿，以消除多径衰落的影响。除多径衰落的影响。v 横向均衡器 在时间域内，补偿前后两个相邻脉冲的码间干扰，以使波形失真在时间域内，补偿前后两个相邻脉冲的码间干扰，以使波形失

7、真最小。最小。 微微 波波 基基 础础As(f)Ax(f)fIFfnf均衡后的幅频特性fr理想幅频特性频选性衰落中频自适应均衡器中频自适应均衡器微微 波波 基基 础础单相脉冲t0t0+Tst0+2TsT0-TsT0-2Ts横向均衡器横向均衡器接收后信号微微 波波 基基 础础数字微波系统中存在的干扰源数字微波系统中存在的干扰源电路热噪声电路热噪声电子器件内部噪声电子器件内部噪声物体热辐射噪声（由物体热辐射激起）物体热辐射噪声（由物体热辐射激起）宇宙干扰宇宙干扰天电干扰（由大气层中电荷放电所激起）天电干扰（由大气层中电荷放电所激起）工业干扰（来自电气设备的电磁辐射）工业干扰（来自电气设备的电磁辐射

8、）电台干扰电台干扰接收机内部产生的各类干扰接收机内部产生的各类干扰 微微 波波 基基 础础常用的提高系统抗干扰性能方法常用的提高系统抗干扰性能方法增大发射信号功率 优点：效果明显优点：效果明显 缺点：受到体积、重量、耗电量等的限制，会加剧对其它电台或线路的干扰。缺点：受到体积、重量、耗电量等的限制，会加剧对其它电台或线路的干扰。 利用定向天线进行空间选择优点：有助于提高有信号的强度，抑制其它方位上的干扰。优点：有助于提高有信号的强度，抑制其它方位上的干扰。 缺点：需要庞大的天线缺点：需要庞大的天线利用窄带滤波器进行频率选择优点：目前通信系统抗干扰的最基本手段优点：目前通信系统抗干扰的最基本手段

9、缺点：工艺复杂，工作频率比较高时很难保证满意的衰减特性。缺点：工艺复杂，工作频率比较高时很难保证满意的衰减特性。另外，还可以通过改善调制和解调的方法，采用纠错和检错技术等方法来提高系统的抗干扰性能。微微 波波 基基 础础选择调制方式主要考虑的几个因素：选择调制方式主要考虑的几个因素：频谱利用率抗干扰能力对传输失真的适应能力抗衰落能力设备的复杂程度微微 波波 基基 础础二相相移键控调制（二相相移键控调制（BPSKBPSK） 设备简单，但频谱利用率低，适合小容量的数字系统。设备简单，但频谱利用率低，适合小容量的数字系统。四相相移键控调制（四相相移键控调制（QPSKQPSK）采用正交技术，频谱利用率

10、是采用正交技术，频谱利用率是BPSK方式的两倍，适合于中容量系统。方式的两倍，适合于中容量系统。正交幅相调制（正交幅相调制（16QAM16QAM、64QAM64QAM等）等）频谱利用率是频谱利用率是4PSK方式的两倍，设备复杂程度也相当于它的两倍，适用于大容量系统。方式的两倍，设备复杂程度也相当于它的两倍，适用于大容量系统。数字微波通信常用的调制方式：数字微波通信常用的调制方式：微微 波波 基基 础础Eb/N0(BER=110-6)dB(=0.5) b/s Hz1015202PSK4PSK8PSK16QAM64QAM256QAMITU-TITU-T推荐的两种数字速率系列和复接等级：推荐的两种数

11、字速率系列和复接等级：2.048Mbit/s2.048Mbit/s为基群的为基群的PCM30PCM30标准系列标准系列（中国和西欧各国）（中国和西欧各国）1.544Mbit/s1.544Mbit/s为基群的为基群的PCM24PCM24标准系列标准系列（日、美等国）（日、美等国）1.5 准同步数字系列PDH简介PDHPDH微波传输容量系列微波传输容量系列微微 波波 基基 础础容量系列容量系列系系 列列群群 号号话话 路路 数数数数 码码 率（率（Mbit/s）30路系列路系列基基 群群302.048二二 次次 群群1208.448三三 次次 群群48034.368四四 次次 群群1920139.

12、26424路系列路系列基基 群群241.544二二 次次 群群966.312三三 次次 群群480（日）（日）32.064672（美）（美）44.736四四 次次 群群1440（日）（日）97.7284031（美）（美）274.1761 SDH产生的技术背景产生的技术背景 SDH是什么是什么同步数字传输体制。类似于同步数字传输体制。类似于PDH， 均为数字信号传输体制。均为数字信号传输体制。 产生的社会背景：产生的社会背景：1）信息社会要求：）信息社会要求： 通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综 合化、智能化、个人化发展。合化、智能化、个人化

13、发展。2）作为通信网的承载体传输网要求：）作为通信网的承载体传输网要求： 宽带化宽带化信息高速公路信息高速公路 规范化规范化世界性统一的标准接口世界性统一的标准接口1.5 同步数字系列SDH简介1.2 PDH的固有缺陷：的固有缺陷： 作为传统的数字传输体制，作为传统的数字传输体制，PDH具有以具有以 下固有的缺陷：下固有的缺陷：1、接口方面、接口方面 电接口电接口只有地区性的电接口规范，无只有地区性的电接口规范，无 世界标准。世界标准。 PDH有有2种速率等级：种速率等级：欧洲和中国欧洲和中国（2Mb/s）、日本、北美日本、北美（1.5Mb/s）。 光接口光接口无光接口规范，各厂家独自开无光接

14、口规范，各厂家独自开 发。发。 设备间互连困难设备间互连困难 2、复用方式：、复用方式： 复用复用/解复用的方式，决定高速信号上解复用的方式，决定高速信号上/下低速下低速 信号的方便性。信号的方便性。 PDH采用采用异步复用异步复用方式：方式： 低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无 预知性，即预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号不能从高速信号中直接分离低速信号。从高速信号插从高速信号插/分低速信号要分低速信号要一级一级一级一级进行，进行，层层的复用层层的复用/解复用增加了信号的解复用增加了信号的损伤损伤，不利于大容量传输。，不利于大容量传输。1

15、40Mb/s34Mb/s34Mb/s8Mb/s8Mb/s2Mb/s解解解复复复用用用复复复用用用140Mb/s3、运行维护功能（、运行维护功能（OAM）：）： OAM决定设备维护成本决定设备维护成本，与信号帧中开销（冗余）与信号帧中开销（冗余） 字节的数量有关；字节的数量有关； PDH信号帧中信号帧中用于用于OAM的的开销少，开销少，OAM功能弱，功能弱， 系统安全性差系统安全性差4、无统一的网管接口，无法形成统一的无统一的网管接口，无法形成统一的TMN因此，因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制体制应运而升。应运而升。SDHSDH微波传输容量系列微波传输容量系列微微 波波 基基 础础容量系列容量系列SDHSONET等等 级级速速 率率 （Mbit/s）等等 级级速速 率率 （Mbit/s） STS-151.840STM-1155.520STS-3155