微波通信工程设计课件

17十二月2022微波通信工程设计17十二月2022微波通信工程设计1主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史2模拟微波：300ch，960ch，1800ch，2400ch，2700chPDH数字微波：2/4/8×2Mb/s，16×2Mb/s（34Mb/s）,140Mb/sSDH数字微波：155Mb/s，311Mb/s（N＋1）×155Mb/s （N=1～7）2×（N＋1）×155Mb/s （N=1～7）其它：一点多址微波：3.5GHz频段固定无线接入系统，本地多点分配业务（LMDS，24～38GHz频段）微波通信发展历史模拟微波：微波通信发展历史3全室内型微波全室内型微波4IDU/ODU型微波IDU/ODU型微波5主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史6微波电路一般由终端站和中继站组成：两个中继站之间为微波中继段；两个终端站之间为数字通道，一般包括1～5个中继段。终端站：包括单方向和双方向终端站，或者称上/下话路站，一般信号接口为2.048Mb/s，34Mb/s，45Mb/s，155Mb/s；再生中继站：一般主信号不在该站上/下，信号在此再生和放大及中继传输；无源站：背对背天线，无射频功率放大（一般只适应于距一端距离较近的情况）。微波电路组成微波电路一般由终端站和中继站组成：两个中继站之间为微波中继段7主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史81.5GHz，4GHz，5GHz，L6GHz，U6GHz，L7GHz，U7GHz，L8GHz，8GHz，11GHz，13GHz，14GHz，15GHz，18GHz，23GHz波道带宽：PDH：3.5/7/14/28Mb/sSDH：28/30/40Mb/s调制方式：PDH：QPSK、8QAM、16QAMSDH：64QAM、128QAM固定地面微波主要工作频段1.5GHz，4GHz，5GHz，L6GHz，U6GHz，L9固定地面微波波道及极化配置VH13571’3’5’7’24682’4’6’8’邻波道交叉极化7+1波道配置邻波道干扰抑制C/I=XPD+IRF123456781’2’3’4’5’6’7’8’同波道复用（双极化）2×（7+1）波道配置同波道干扰抑制C/I=XPD+XPIC邻波道干扰抑制C/I=IRF1X2X3X4X5X6X7X8X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’XVH固定地面微波波道及极化配置VH13510主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史11国际部分为：2个终端国：2×2500km4个中间国：4×5000km国内部分为：2×1250km27500Km假设参考通道（HRP）中间国国际部分假设参考通道27500kmIGIGIGIGIGPEPPEP国内部分国内部分国际部分为：27500Km假设参考通道（HRP）中间国国际部12主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史13省际干线通道：连接任何长途交换中心之间及长途交换中心与国际接口局之间。可参照27500km假设参考通道的国际部分，参考电路长度为5000km；按SDH设计规范YD/T5088-2005，省际干线电路质量指标配额为： A=12%×L/5000L：实际电路长度注：1）该配额符合光同步体制YDN099-1998：实际任意长度国际转接通道误码性能指标配额为通道长度L（km）与0.0024%/km的乘积，即0.0024%×L。省际干线可能承接国际转接通道，原则采用国际转接通道指标标准。SDH微波电路差错性能指标（质量等级）省际干线通道：连接任何长途交换中心之间及长途交换中心与国际接14省内干线通道：连接省内的长途交换中心之间按SDH设计规范YD/T5088-2005，电路指标配额： B=1%×[L]/500+2.5% [L]：路由长度化整到最接近500km的整数倍注：1）按光同步体制YDN099-1998，国内电路配额： B=0.0055%×L L为路由实际长度（km） 2）按ITU-R1189：B=（1～2）%+1%×L/500L：化整最近的500的整数倍。SDH微波电路差错性能指标（质量等级）省内干线通道：连接省内的长途交换中心之间SDH微波电路差错性15本地网通道：连接本地网端局（或汇接局）与长途交换中心之间。按SDH设计规范YD/T5088-2005，电路指标配额： C=5%

注：1）按光同步体制YDN099-1998，省内干线和中继网均按国内电路配额： C=0.0055%×L 2）按ITU-R1189： C=（7.5～8.5）%SDH微波电路差错性能指标（质量等级）本地网通道：连接本地网端局（或汇接局）与长途交换中心之间。S16接入网通道:连接用户至本地网端局(或汇接局)之间按SDH设计规范YD/T5088-2005，电路指标配额： D=8%

注：1）按光同步体制YDN099-1998，电路配额：D=6% 2）按ITU-R1189：D=（7.5～8.5）%SDH微波电路差错性能指标（质量等级）接入网通道:连接用户至本地网端局(或汇接局)之间SDH微波电17主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史18定义：由于电波在自由空间传播能量扩散而引起的损耗。L=20Log（4πd/λ）dB =92.4+20Log(f)+20Log(d)dB其中：d为站距(km)，λ为工作波长(m)，f为工作频率(GHz)。自由空间电波传播损耗定义：由于电波在自由空间传播能量扩散而引起的损耗。自由空间电19地形阻挡及余隙要求3）在传播路径上，任何一点的场强（波），都是无数波源（二次波源）干涉叠加的结果。根据光学干涉原理，引入菲涅尔区概念，而第一菲涅尔区是能量传输的重要部分，在微波通信中为保证正常通信，要求在第一菲涅尔区范围内不存在障碍物，这个要求适用于微波射束轴线下方和侧边的所有障碍物。F1=(λ*d1*d2/d)1/2=17.32*(d1*d2/(f*d))1/2(m)4）理论和实践证明，当余隙满足H0>=0.577F1时，即相当于电波在自由空间传播，因此，0.577F1即称为自由空间余隙H0。1）Hb：地球凸起高度(m) Hb=d1*d2/2a=d1*d2/2Ka (K为等效地球半径系数，a为地球半径6.37×106m)2）Hc：余隙(m) Hc=H1-d1*(h1-h2)/d-d1*d2/2Ka-Hs地形阻挡及余隙要求3）在传播路径上，任何一点的场强（波），都20电波传播衰落及抗衰落措施衰落的定义：微波在空间传播中将受到对流层和雨雾等大气环境以及地面反射的影响，使发射端至接收端间的电磁波被散射、折射、吸收，或被地面反射，从而导致接收端接收到的电平会随时间的变化而不断起伏变化，我们将这种现象称为衰落。在微波通信中衰落会产生两个主要影响，即接收电平下降和由于衰落的频率选择性而引起的传输波形失真——平衰落和频率选择性衰落电波传播衰落及抗衰落措施衰落的定义：21电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：不采用分集的抗衰落措施——更经济利用地形：保证余隙的前提下，利用传播路径上的丘陵、高山或建筑物等障碍物来对反射波进行有效阻挡；通过调整微波链路一端或者两端的天线高度，把反射点移至相对粗糙的表面；天线高差技术：使反射点尽量靠近路径一端，使路径余隙Hc在相同的K值变化范围内的变化最小，从而可减小衰落变化；利用天线高低技术增加天线仰角：可增加天线仰角，使直射波与反射波间的夹角增大，从而可以利用天线的方向性对反射波产生较强的抑制作用，可以大大减弱反射波对电路影响。电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：22电波传播衰落及抗衰落措施电波传播衰落及抗衰落措施23电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：采用分集的抗衰落措施——更有效 分集接收：就是利用不同信道在空间或频率上的弱相关性或不相关性（即同时出现衰落的可能性较小），在接收端对不同信道的信号进行选择或合成输出，从而减轻衰落对电路的影响。频率分集空间分集角度分集混合分集电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：24电波传播衰落及抗衰落措施分集间距合理时：分集间距不合理时：电波传播衰落及抗衰落措施分集间距合理时：分集间距不合理时：25主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史26微波系统干扰及协调——系统内干扰1）同站分支或转折电路干扰（小夹角分支干扰）在频率安排允许时，采用邻波道或不同频段采用交叉极化方式——利用交叉极化隔离度采用高性能和超高性能天线——利用天线方向性采用特殊性能天线（贝壳和角锥形等）——天线方向性微波系统干扰及协调——系统内干扰1）同站分支或转折电路干扰（27微波系统干扰及协调——系统内干扰微波系统干扰及协调——系统内干扰28微波系统干扰及协调——系统内干扰2）越站干扰的解决措施采用超高性能天线采用交叉极化方式：相邻两中继段极化相同和交替变换，即HHVV方式增加线路转折角微波系统干扰及协调——系统内干扰2）越站干扰的解决措施29微波系统干扰及协调——系统外干扰其他微波电路干扰——一定要先掌握基础资料卫星通信干扰雷达杂散辐射干扰：模拟微波可能不受影响，但可能造成SDH数字微波电路出现大量误码和不能正常工作。——最终可能需要在雷达干扰源输出段加装滤波器电视广播干扰微波系统干扰及协调——系统外干扰其他微波电路干扰——一定要先30主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史31微波通信线路选择图上作业站距和余隙选择路径剖面图制作天线高度选择线路转折角确定线路分支角确定越站干扰站址选择微波通信线路选择图上作业32主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史33微波线路工程勘测站址位置的现场确定站址标高的测定线路视通情况测定信号及干扰电气测量微波线路工程勘测站址位置的现场确定34主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史35微波接力通信工程设计文件编制设计阶段划分设计文件内容和要求波道频率和极化配置通信组织安排通道安排微波站设备配置微波站平面布置总平面及生产用房布置天线和铁塔布置微波站建筑要求概预算编制微波接力通信工程设计文件编制设计阶段划分36设计实例1：设计实例1：37设计实例1：（长站距解决措施）两端或一端站点海拔高度较高，电波处于高路径传播，这样较少受地面低空（100～200米）波导层影响，或者由于两端站址海拔高差较大，电波穿越低空波导层，避免了在波导层内形成多径传播衰落，因而一般传播比较稳定；对于部分站距较长而且路径断面条件不是很好的情况，在经济条件允许的条件下会考虑在中间加站，从而使1跳断面条件不好的长路径电路变成2跳断面条件相对较好的短路径电路；采用减少分路系统损耗、采用低阶调制方式、自适应均衡、空间分集加角度分集的合成技术、前向纠错编码、编码调制混合编码等技术措施；不建议采用过高的发射功率以弥补系统增益损失的办法。因为，在实际电路测试时发现，当发射功率大于32dBm时，三阶交调已超标。设计实例1：（长站距解决措施）两端或一端站点海拔高度较高，电38设计实例1：起点站站名圭峰山圭峰山中间站站名

开平终点站站名恩平恩平站距84.1284.47总衰落中断概率(%)6.28E-052.51E-06设计实例1：起点站站名圭峰山圭峰山中间站站名开平终点站站名39设计实例2：设计实例2：4017十二月2022微波通信工程设计17十二月2022微波通信工程设计41主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史42模拟微波：300ch，960ch，1800ch，2400ch，2700chPDH数字微波：2/4/8×2Mb/s，16×2Mb/s（34Mb/s）,140Mb/sSDH数字微波：155Mb/s，311Mb/s（N＋1）×155Mb/s （N=1～7）2×（N＋1）×155Mb/s （N=1～7）其它：一点多址微波：3.5GHz频段固定无线接入系统，本地多点分配业务（LMDS，24～38GHz频段）微波通信发展历史模拟微波：微波通信发展历史43全室内型微波全室内型微波44IDU/ODU型微波IDU/ODU型微波45主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史46微波电路一般由终端站和中继站组成：两个中继站之间为微波中继段；两个终端站之间为数字通道，一般包括1～5个中继段。终端站：包括单方向和双方向终端站，或者称上/下话路站，一般信号接口为2.048Mb/s，34Mb/s，45Mb/s，155Mb/s；再生中继站：一般主信号不在该站上/下，信号在此再生和放大及中继传输；无源站：背对背天线，无射频功率放大（一般只适应于距一端距离较近的情况）。微波电路组成微波电路一般由终端站和中继站组成：两个中继站之间为微波中继段47主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史481.5GHz，4GHz，5GHz，L6GHz，U6GHz，L7GHz，U7GHz，L8GHz，8GHz，11GHz，13GHz，14GHz，15GHz，18GHz，23GHz波道带宽：PDH：3.5/7/14/28Mb/sSDH：28/30/40Mb/s调制方式：PDH：QPSK、8QAM、16QAMSDH：64QAM、128QAM固定地面微波主要工作频段1.5GHz，4GHz，5GHz，L6GHz，U6GHz，L49固定地面微波波道及极化配置VH13571’3’5’7’24682’4’6’8’邻波道交叉极化7+1波道配置邻波道干扰抑制C/I=XPD+IRF123456781’2’3’4’5’6’7’8’同波道复用（双极化）2×（7+1）波道配置同波道干扰抑制C/I=XPD+XPIC邻波道干扰抑制C/I=IRF1X2X3X4X5X6X7X8X1’X2’X3’X4’X5’X6’X7’X8’XVH固定地面微波波道及极化配置VH13550主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史51国际部分为：2个终端国：2×2500km4个中间国：4×5000km国内部分为：2×1250km27500Km假设参考通道（HRP）中间国国际部分假设参考通道27500kmIGIGIGIGIGPEPPEP国内部分国内部分国际部分为：27500Km假设参考通道（HRP）中间国国际部52主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史53省际干线通道：连接任何长途交换中心之间及长途交换中心与国际接口局之间。可参照27500km假设参考通道的国际部分，参考电路长度为5000km；按SDH设计规范YD/T5088-2005，省际干线电路质量指标配额为： A=12%×L/5000L：实际电路长度注：1）该配额符合光同步体制YDN099-1998：实际任意长度国际转接通道误码性能指标配额为通道长度L（km）与0.0024%/km的乘积，即0.0024%×L。省际干线可能承接国际转接通道，原则采用国际转接通道指标标准。SDH微波电路差错性能指标（质量等级）省际干线通道：连接任何长途交换中心之间及长途交换中心与国际接54省内干线通道：连接省内的长途交换中心之间按SDH设计规范YD/T5088-2005，电路指标配额： B=1%×[L]/500+2.5% [L]：路由长度化整到最接近500km的整数倍注：1）按光同步体制YDN099-1998，国内电路配额： B=0.0055%×L L为路由实际长度（km） 2）按ITU-R1189：B=（1～2）%+1%×L/500L：化整最近的500的整数倍。SDH微波电路差错性能指标（质量等级）省内干线通道：连接省内的长途交换中心之间SDH微波电路差错性55本地网通道：连接本地网端局（或汇接局）与长途交换中心之间。按SDH设计规范YD/T5088-2005，电路指标配额： C=5%

注：1）按光同步体制YDN099-1998，省内干线和中继网均按国内电路配额： C=0.0055%×L 2）按ITU-R1189： C=（7.5～8.5）%SDH微波电路差错性能指标（质量等级）本地网通道：连接本地网端局（或汇接局）与长途交换中心之间。S56接入网通道:连接用户至本地网端局(或汇接局)之间按SDH设计规范YD/T5088-2005，电路指标配额： D=8%

注：1）按光同步体制YDN099-1998，电路配额：D=6% 2）按ITU-R1189：D=（7.5～8.5）%SDH微波电路差错性能指标（质量等级）接入网通道:连接用户至本地网端局(或汇接局)之间SDH微波电57主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史58定义：由于电波在自由空间传播能量扩散而引起的损耗。L=20Log（4πd/λ）dB =92.4+20Log(f)+20Log(d)dB其中：d为站距(km)，λ为工作波长(m)，f为工作频率(GHz)。自由空间电波传播损耗定义：由于电波在自由空间传播能量扩散而引起的损耗。自由空间电59地形阻挡及余隙要求3）在传播路径上，任何一点的场强（波），都是无数波源（二次波源）干涉叠加的结果。根据光学干涉原理，引入菲涅尔区概念，而第一菲涅尔区是能量传输的重要部分，在微波通信中为保证正常通信，要求在第一菲涅尔区范围内不存在障碍物，这个要求适用于微波射束轴线下方和侧边的所有障碍物。F1=(λ*d1*d2/d)1/2=17.32*(d1*d2/(f*d))1/2(m)4）理论和实践证明，当余隙满足H0>=0.577F1时，即相当于电波在自由空间传播，因此，0.577F1即称为自由空间余隙H0。1）Hb：地球凸起高度(m) Hb=d1*d2/2a=d1*d2/2Ka (K为等效地球半径系数，a为地球半径6.37×106m)2）Hc：余隙(m) Hc=H1-d1*(h1-h2)/d-d1*d2/2Ka-Hs地形阻挡及余隙要求3）在传播路径上，任何一点的场强（波），都60电波传播衰落及抗衰落措施衰落的定义：微波在空间传播中将受到对流层和雨雾等大气环境以及地面反射的影响，使发射端至接收端间的电磁波被散射、折射、吸收，或被地面反射，从而导致接收端接收到的电平会随时间的变化而不断起伏变化，我们将这种现象称为衰落。在微波通信中衰落会产生两个主要影响，即接收电平下降和由于衰落的频率选择性而引起的传输波形失真——平衰落和频率选择性衰落电波传播衰落及抗衰落措施衰落的定义：61电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：不采用分集的抗衰落措施——更经济利用地形：保证余隙的前提下，利用传播路径上的丘陵、高山或建筑物等障碍物来对反射波进行有效阻挡；通过调整微波链路一端或者两端的天线高度，把反射点移至相对粗糙的表面；天线高差技术：使反射点尽量靠近路径一端，使路径余隙Hc在相同的K值变化范围内的变化最小，从而可减小衰落变化；利用天线高低技术增加天线仰角：可增加天线仰角，使直射波与反射波间的夹角增大，从而可以利用天线的方向性对反射波产生较强的抑制作用，可以大大减弱反射波对电路影响。电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：62电波传播衰落及抗衰落措施电波传播衰落及抗衰落措施63电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：采用分集的抗衰落措施——更有效 分集接收：就是利用不同信道在空间或频率上的弱相关性或不相关性（即同时出现衰落的可能性较小），在接收端对不同信道的信号进行选择或合成输出，从而减轻衰落对电路的影响。频率分集空间分集角度分集混合分集电波传播衰落及抗衰落措施抗衰落措施：64电波传播衰落及抗衰落措施分集间距合理时：分集间距不合理时：电波传播衰落及抗衰落措施分集间距合理时：分集间距不合理时：65主要内容微波通信发展历史微波电路组成微波工作频段及波道和极化配置27500Km假设参考通道（HRP）SDH微波电路差错性能指标（质量等级）微波电波传输微波系统干扰及协调微波通信线路选择微波线路工程勘测微波接力通信工程设计文件编制主要内容微波通信发展历史66微波系统干扰及协调——系统内干扰1）同站分支或转折电路干扰（小夹角分支干扰）在频率安排允许时，采用邻波道或不同频段采用交叉极化方式——利用交叉极化隔离度采用高性能和超高性能天线——利用天线方向性采用特殊性能天线（贝壳和角锥形等）——天线方向性微波系统干扰及协调——系统内干扰1）同站分支或转折电路干扰（67微波系统干扰及协调——系统内干扰微波系统干扰及协调——系统内干扰68微波系统干扰及协调——系统内干扰2）越站干扰的解决措施采用超高性能天线采用交叉极化方式：相邻两中继段极化相同和交替变换，即HHVV方式增加线路转折角微波系统干扰及协调——系统内干扰2）越站干扰的解决措施69微波系统干扰及协调——系统外干扰其他微波电路干扰——一定要先掌握基础资料卫星通信干扰雷达杂散辐射干扰：模拟微波可能不受影响，但可能造成SDH数字微波电路出现大量误码和不能正常工作。——最终可能需要在雷达