数字微波原理课件

微波通信原理微波通信基础微波传播特性微波新技术简介微波组成和原理微波系统技术指标典型应用内容安排微波技术讲座微波通信基础——典型微波通讯网络23GHz(nxE1)13GHz(nxE1)15GHz(nxE1)微波站MicroStar微波站MicroStar微波站MicroStar微波站MicroStar通信中心MicroStar区域中心区域中心MicroStarQUADRALINKIIorMegaStarSDH

2-11GHz(1E1-STM1)2-11GHz1E1/STM1QUADRALINKIIorMegaStarSDHMicroStarQUADRALINKIIorMegaStarSDH2-11GHz(1E1-STM1)13GHz(nxE1)通信系统微波特点特点：1.波长短，可直线传播，可设计成体积小，方向性好，增益高的天馈系统2.频率高，可用的带宽大，信息容量大3.可穿透电离层4.描述需用场的概念，电场、磁场、电磁波5.具有波动性传输微波频率划分微波频段：2GHz频段（1.7--1.9GHz;1.9--2.3GHz;2.4GHz;2.49--2.69GHz)4/5GHz频段（3.4--3.8GHz;3.8--4.2GHz;4.4--5.0GHz;5.8GHz)6GHz频段（5.925--6.425GHz;6.430--7.110GHz)7GHz频段（7.125--7.425GHz;7.425--7.725GHz;)8GHz频段（7.725--8.275GHz;8.275--8.5GHz;8.50--8.75GHz)11/13GHz频段（10.7--11.7GHz;12.75--13.25GHz;)15/18GHz频段（14.50--15.35GHz;17.7--19.7GHz;)23GHz频段;26GHz频段;38GHz频段微波传输容量传输速率及容量：d其中a为地球半径6370KM，K为大气折射因子微波传播特性自由空间传输损耗其中f为工作频率，d为站间距.如工作频率提高一倍或传输距离提高一倍，自由空间传输损耗都将增加6dB正常收信电平设备入口的收信电平为其中为发端设备的出口发信功率，为发，收端天线增益，为两端馈线损耗，为自由空间损耗余隙计算地球凸起高度：d其中K为大气折射因子路径余隙的计算公式如下：余隙可得大于一阶费涅尔半径传输余隙TR0.50dB1.00当相对余隙大于0.5，阻挡损耗为0dB,障碍物的顶部恰好在视距连线上时，阻挡损耗为6dB。余隙－6－10对主接收天线a.微波频率低于7GHz

当K＝4/3时取1.0F

当K＝2/3时取0.4F(平坦地带)

当K＝2/3时取0F(锲型阻挡物)

当K＝2/3时取0.3F(非锲型阻挡物)b.微波频率大于7GHz

当K＝4/3时取1.0F

当K＝2/3时取0.577F(平坦地带)

当K＝2/3时取0F(锲型阻挡物)

当K＝2/3时取0.3F(非锲型阻挡物)

对空间分集接收天线

当K＝4/3时取0.6FF：

第一费涅尔半径余隙选择标准衰落及其原因K型衰落由于折射系数（K）的变化，使直射波和地面反射波相干涉而产生的衰落，或直射波因折射下凹而被地面的高地或高山阻挡而发生的绕射性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟还是气候原因衰落及其原因波导型衰落在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面的波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这种衰落的时间较长，有时可达几十分钟所以设计时就要考虑当地地形与气候衰落及其原因多径衰落由于折射波，反射波，散射波等多途径传播引起的衰落。多径衰落周期较短一般为几秒。多径衰落分平衰落和频率选择性衰落。合成波的电平比正常传输低称为下衰落，比正常传输高称为上衰落地面大气不均匀水面光滑地面是主要原因采用新技术简介1.[MLCM]:多电平编码调制与TCM相当的卓越的编码增益(BER=10-3时2.5dB)

降低编码冗余度,可提供2Mbits的旁路通道

2.

[DFE]:判决反馈均衡器：有效地均衡最小相位衰落

3.空间分集接收技术

4.[XPIC]:交叉极化干扰消除器

实现了两倍的传输容量5.[ATPC]:自动发信功率控制降低对相邻系统的干扰发生衰落时增加2dB的输出功率多电平编码调制MLCM映射128QAM

MOD码速变换

80/84(84-80)/80=5%奇偶校验码（R=11/12)卷积码(R=3/4)111234与TCM（网格状编码调制）相当的高编码增益.

编码冗余度低，可增加两路2Mbit/s的旁路业务.

通过降低操作速度实现了稳定的解码操作.空间分集接收技术天线间距100到200极大地改善多径衰落提高长距离传输的带内色散性能空间分集系统采用电子调节的DADE（自适应绝对时延均衡）MODTXMainRXDADEDEMRXTXMOD

SDRXCOMB用固定的延时器件进行粗调：0或40nsec

自动的DADE进行细调：0到75nsec

EQL交叉极化干扰消除器XPICSTM-1STM-1 PROT REG1 REG2 REG3 REG4 REG5 REG6 REG7H-Pol.V-Pol.[同波道(双极化)频率计划]优点：传输容量增加一倍，提高频谱利用率自动传输功率控制器在传输信道情况比较好时，输出功率降低

减少对相邻系统的干扰

减少上行衰落问题改善了RFAMP的非线性

降低直流功耗，提高可靠性在发生深衰落时，可提高输出功率2dB

改善深衰落改善残余误码性能IDU单元1.PDH接口

2.信号处理模块调制/解调和均衡器监控维护接口保护切换模块

勤务接口

IDU-ODU接口适配单元

IDU——PDH接口模块PDH接口是数字微波要传输的主信号接口。在功能上完成E1链路的信号极性变换，HDB3编解码、分接/复接功能。

IDU——信号处理单元主要完成勤务信号与主数据信号的复合/分解，FEC编解码，以及扰码/解扰等功能

FEC前向纠错技术多电平编码调制（MLCM）

低的编码冗余调制相位图+前向纠错里德-索罗门（R-S）块纠错卷积码和交织码

前向纠错（FEC）的用途IDU——调制/解调和均衡器

实现QPSK/16QAM调制/解调,均衡器的功能调制/解调

大容量微波:

要求调制,解调简单,频率利用率高，信号星座点分布合理，以保证传输质量。所以常采用64/128/256QAM调制。

小容量微波:

要求调制方式对器件的线性要求不高,所以常采用FSK,QPSK,16QAM调制。自适应频域、时域均衡技术数字式自适应频域均衡器： 用于校正射频通道的幅频特性。数字式自适应时域均衡器： 确保在动态环境下的高质量传输，校正由快速多径衰落引起的码间干扰（特性用色散衰落储备DFM，dB值表示）。频域均衡信号频谱多径衰落斜率均衡均衡后频谱频域均衡只能均衡信号的幅频特性，不能均衡相位频谱特性，但是电路简单时域均衡——判决反馈均衡器（DFE)TTTTTTUN-1+ -+-UN-2U0CN-1CN-2C0nn-Mn-2n-1dMd2d1FE(前馈均衡器)

6抽头LE(线性均衡器)不受最小相位衰落影响BE(后馈均衡器)

11抽头DFE(判决反馈均衡器)优点：均衡时域内的波形失真和符号间的干扰完全均衡最小相位失真直射信号直射信号DirectSignal反射信号非最小相位衰减：

反射信号大于直射信号

反射信号是主要的

直射信号被认为是干扰，提前到达最小相位衰减:直射信号大于反射信号反射信号被认为是干扰，受到延迟反射信号2025303540455045403530252015-20-1001020凹口(dB)凹口偏置频率(MHz)非最小相位判决反馈

EQL线性

EQL最小相位冄=6.3nsBER=10-3判决反馈均衡器(DFE)特性IDU——监控维护接口对IDU,ODU的监控通过RS232串行异步通信来实现

IDU——保护切换程序实现1＋1保护和切换功能在正常情况下，主用波道传送主业务数据，备用波道备用。在收信端由误码检测电路检测电路质量（常采用判决电平偏移伪误码检测）。一旦发现超标，发出告警信号，同时向发信端发出并发指令，经通道传输至发端。发信端收到并发指令后，选择倒换门，完成并发工作，同时向收信端发回发信端并联工作已完成，请求收信端倒换指令。该指令由收信端接收后，对备用信道进行延迟调整，使码流与主信道同相；然后选择倒换门进行切换。从而完成保护切换功能。IDU——保护切换模块（1＋1）IDU——IDU-ODU接口适配单元

IDU和ODU之间的信号有：

IF收、IF发、双向ASK监控信号、-48V直流电源。在物理上只通过一根阻抗为50Ω的同轴电缆连接。各信号频分复用。

ODU单元

主要完成发送混频，功率放大，以及接收低噪声放大和下变频功能；以及对ODU监控功能。馈线微波馈线分两类：一般根据不同频段的而选用软波导(≥13GHz用)

椭圆型软波导

射频电缆（≤8GHz用）

馈线损耗对7/8GHZ频段，射频电缆损耗一般为：

6dB/100m

对13GHZ频段，软波导损耗为：0.59dB/m

对15GHZ频段，软波导损耗为：0.99dB/m馈线损耗天线

天线常分普通和高性能两种；又根据生产厂家分国产和国外两种。频段：4G/5G/6G/7G/8G/13G/15G/18G/23GHz口径：0.6m，1.2m，1.6m，2.0m，3.0m,3.7m等

≤1.2m的天线直接与ODU相连；＞1.2m的天线通过馈线与ODU相连。侧视图俯视图主瓣副瓣副瓣主瓣半功率角抛物面天线波瓣图抛物面天线性能天线增益

G=20logf(GHZ)+20logD(m)+20.4+10logdB其中f为频率，D为天线口径，为天线效率，一般为50-60，天线半功率角其中是波长，D是天线口径前后比，驻波天线调整

在天线俯仰或水平调整过程中，会出现如右下图的电压波形。一旦发现这种情况，其电压最大点位置，即为俯仰或水平方向的主瓣位置，该方向无需再作大范围调整，只需把天线微调到电压最大点位置及可。天线的俯仰及水平的调整方法是一样的。当天线对得不太准时，有可能在一个方向上只能测到一个很小的电压，这种时候需要两端配合，进行粗调，把两端天线大致对准。AGC电压检测点VAGC副瓣位置主瓣位置角度天线调整

天线的调整过程中常常会出现如右图的两种错误情况，即把天线对到副瓣上，使得收信电平达不到设计指标正确错误错误微波IDU技术指标(PDH)微波ODU技术指标(PDH)微波系统性能(PDH)LowFrequencyHighCapacityBackboneHighFrequencyLow/MediumCapacitySpurs典型应用(接入网)典型应用