清华大学移动通信教程第讲新技术及新应用2

无线通信工程姚彦教授清华大学微波与数字通信国家重点实验室2001年6月10日第十五讲无线通信的新技术及新应用（2）数字微波

不是卫星通信、不是散射通信，也不是移动通信；是在微波频段通过地面视距传播进行数字信息传输的一种无线通信手段，既包括点对点数字微波，也包括点对多点数字微波。70年代中后期发展数字微波，已有20多年的历史被称为现代通信的三大支柱： －光纤通信 －数字微波 －卫星通信正确总结数字微波技术的起落，找到自己的市场定位，对数字微波技术今后的发展是十分重要的。什么是数字微波通信？历史的回顾中、小容量数字微波的发展阶段我国数字微波通信真正有影响的的研究、开发是从川汉输气工程开始的。分为“北方点”和“南方点”。北方点由石家庄19所牵头，主攻6GHz120路系统；南方点由清华大学绵阳分校牵头，主攻2GHz120路系统。120路系统，于1978年3月在石家庄的全国总联试中取得成功。480路系统，于1983年4月在石家庄的全国总联试中取得成功。在我国数字微波通信的发展史上是具有划时代意义的事件，它成套地突破了一系列关键技术，培养了一大批研究开发人才，为我国专用通信网的全数字化改造作出了重大贡献。历史的回顾大容量数字微波的发展阶段80年代后期，在国家“七五”科技攻关项目中，安排了大容量数字微波通信系统的研制和开发。由邮电部主持，安排邮电部西安4所和电子部石家庄54所承担6GHz1920路16QAM系统，清华大学承担11GHz1920路16QAM系统和140Mb/s64QAM中频系统。经过各个单位的努力，以上工作在90年代初先后完成并通过了国家主管部门的验收。由于种种原因，在国家“八五”计划中没有继续安排大容量数字微波的攻关项目，使得上述成果的推广应用受到很大的影响。面临的挑战80年代中、后期，我国的数字微波发展受阻。原因： －－国产设备和国际上的先进产品存在较大差距、缺乏竞争力； －－国家对数字微波技术及产业的投入不足，研究和生产单位处境艰难等等； －－更主要的原因是由于光纤通信的兴起，数字微波的干线传输功能已逐步被光纤所代替。发展机遇光纤通信对数字微波的巨大冲击－－巨大带宽－－超低损耗－－较低成本未来信息高速公路的主干道，还有Fibertohome的趋势无线通信的发展机遇－－灵活性－－抗灾性－－移动性如何发展数字微波市场定位光纤通信和移动通信已成为当前通信网的两大主流，并形成十分巨大的产业和用户市场。并且在空间和频段上把数字微波逐出原有的领地。这是技术的竞争，是不以人们意志为转移的。那么，在当前的情况下，数字微波的市场定位到底是什么？在当前情况下，数字微波要得到发展，必须放下架子，甘当配角，当好光纤通信和移动通信的配角。搞技术的人往往都希望当主角，宁可在小市场当主角，也不愿在大市场当配角，这样就会失去许多发展的机遇。SDH微波

SDH特点1.统一了北美、日本和欧洲的地区性标准，使国际电信互通成为可能。2.SDH帧结构中有丰富的开销比特（约占信号的5%）3.SDH电信传送网具有信息传送透明性和定时透明性4.统一了网络接口标准。5.网络兼容能力强。SDH产品系列MLCM :多电平编码调制SLEC :单李氏纠错室内安装型

28-30 128QAM/MLCM

40/40.74 64QAM/MLCM

55/56 16QAM/SLEC

STM-1STM-1光接口

STM-1电接口

PDH(140MB)

/STM-1 电接口(可选) L4 U4 5 L6 U6 7.5 811 ITU-R频率带宽(GHz)容量及接口信道空间

(MHz)调制方式SDH微波无线系统覆盖了3.6to11GHz能传输一个STM-1155Mbit/s或140Mbit/sPDH信号与可选的路旁信号完全遵照ITU-R建议，采用了最有效的调制方式29/30MHzRF信道间隔 :128QAM40MHz信道间隔 :64QAM采用全数字交叉极化干扰抵消器，能实现同波道双极化传输(XPIC)，使频谱利用率加倍接口TMN符合ITU-T多种调制技术DFE: 判决反馈均衡器MLCM: 多电平编码调制ATPC: 自动发信功率控制新型BRCKT:邻接模式分路系统结构紧凑,功耗低在一个ETSI机架中装载1+3系统,平均140W/TRSDH

无线系统

SDH关键技术

关键技术

主要优点

MLCMBER=10-3时，编码增益2.5dBDFE抗衰落有效均衡（最小相位失真）XPIC双极化传输有两倍的传输容量SDH/PDH系统共存ATPC减小了对相邻系统的干扰BRCKT减小了分支频率间隔（邻接模式）SDH网管系统的主要特点1.传送通道标准化2.管理接口标准化3.管理功能标准化SDH微波网管系统构成MCU1MCU1MCU1MCU2MCU3MCU3MCU2MCU3MCU2MCPMCPMCPTM/ADMTM/ADMMCOFFECC串口串口微波终端微波中继微波终端注：MCU1

微波收发信机MCUMCU2倒换控制MCUMCU3调制解调MCUTD/ADMSDH终端复用/分插复用器

2155MbSDH微波设备无线光纤固定无线宽带通信视频、数据和话音业务工作频率： 2.1,2.3,2.5,3.6,18,24,28,31,38,40GHz。在美国，这些业务称为：MDS（多点分配业务），ITFS（教育电视固定业务），LMDS（本地多点分配业务），WCS（无线通信业务），DEMS（数字电子消息业务），Part101点对点业务。

无线光鸣纤－L势MDSLMD沟S-L枣oca怕lM尼ult告ipo拉int载D芳ist江rib壤uti舞on关Ser司vic郑e本地多花点分配猛业务一种微初波宽带和业务,哨在毫米芦波频段,在托较近的距乔离点对多扰点双向传累输话音饺、视戏频和图心像信号L(L坐oca较l):指较近宜的通信下距离,稍一般2岁-10闷公里M(Mu蛙ltip姨oint嘴):信号的偿传输采筝用点对竞多点方俩式D(Di柴stri细buti耗on):指多种甘业务,邀多种数钢据同时妄双向传移送S(Se岭rvic伐e):楚LMD峡S网络的柴业务完舅全由运杆营商选胆择LMD垒S发展菠现状LMDS荣－本地晌多点分配气业务宽带的固如定无线接肿入手段美国和泄加拿大醉已经将盈1.3型GHz纸的频谱眨资源分怒配给L吼MDS赤使用FCC在貌98年发败布了一系罚列推广和西使用LM攻DS的优委惠措施各电信娱厂商积千极进行踢LMD埋S的胡深入研掠究和开茎发LMD坦S被服许多亚崖洲国家废采用,偏如：日蜂本、韩烧国、泰废国、菲供律宾1999市年1月胁7日，P音－COM苏公司和雹Siem疾ens米公司共同剪宣布LM沈DS系乘统投入商逼业运行LMDS的主要性马能无线频埋谱资源炕大于1GH转z每基站们总容量也达4.8G每扇区流容量达200登M每远端站鄙容量达Nx2新M可以支轿持现存晴的任何符业务－话音,I西P电话－数据:敬低速、习中速、高存速－图像：分100男多套，祖模拟或柱数字，帖加密或厕不加密LMDS氧网络拓扑LMD勺S的系许统组成由以下四石部分组成渠：－网络全运行中誉心－骨干网咏络－基站－用户爹终端LMDS漠的系统特边点多种频段炒设备可选辩，10G－文40GH码z足够的功腿率，保证芬基站的覆宅盖多种调制揭方式可选辩，64Q府AM提高频谱童利用率增鉴加容量扇区数据着吞吐量大基站容量遭大，达4.8G直接支持这ATM远捏端站，无困线ATM同一系统伴内同时支笛持FDM箭A和TD凑MA,充近分发挥优腐势自动发射叉功率控制胀（ATP伴C)功能仪，保护设肿备，减小谁干扰，提高频率逝复用度，收增加全网治容量完善的呆网管系茂统支持爽开放协站议LMDS互系统应用提供宽访带固定证接入手缺段支持多仓种业务患，话音决、数据斧、图像伍等的双环向传输支持AT腥M、TC怜P/IP翅、MPE兴G2等稀标准多种用户霜接口,鞋多种速率矛,特别项适合于数绣据网适用于公拘用网络,轧会议电所视网适用于有赠线电视、撇会议电视吹网高速In板tern住et接瞧入广域网,金城域网顶应用大公司戚、大企业无线馒电缆无线电伞缆－兰毯牙技术恒的历史1998佛.3W荣PAN研走究组成立199晶8.5焦No茶kia际,E淡ric胡sso风n,浙Tos臣hib请a,姨IBM逃和I漆nte练l联压合成立救Spe想cia屯lI课nte击res萝tG辣rou添p(S复IG)199盒9.1豪2M火icr垃oso闲ft,乔Lu拜cen蚊t,优Mot咳oro担la鼠和3C惕OM尼加入成民立p腥rom载ote盖rg抵rou窗p.199振9.1惑2V晌1.0何B版标顶准发布发.至今，已捐经有18宴82签约念加入B附luet游ooth错SIG趁.Blu婶eto腐oth沈的目标通过将鞭一种微盆小的短命距的无图线通信刮技术集混成到各雪种不同腔的电子据设备中习来为移攀动和商臭业用户伍提供方窝便服务Blue拾toot衣h能为我少们作什么?个人专用网络替代电缆Landline数据/语音接入点特点同时支柄持语音昂和数据免费的讯开放标旬准提供制全球应兴用能够建立传专用连接能够抗开防放频段其露它信号源海的干扰极小的聚体积和岩极低的跪功耗便练于集成老到各种味设备和宿主设竞备相比可郑忽略的功很耗技术特搞征1Ms旧/s符夕号率开烦发信道根的最大从容量快跳频康避免干请扰自适应宪输出功裹率减小伴干扰短数据包携可在干扰栗状态下提绞高容量快速确迅认允许迟链路的脊低编码降开销CVS棒D语音肢编码可号承受高撕误码率灵活的却数据包锤种类支宋持宽应反用范围简单的次空中接谁口减小驳电流消蒙耗用户环境(1)3合1东电话无论在带何处都铲使用同抱一部电流话Inte烟rnet世网桥采用各种燥连接方式嘉网上冲浪交互式会布议连接所耀有与会敬者进行钓实时数行据交换便携式嫂耳机/明麦克风无论在驾何处使瘦用便携语式电脑拿作为耳鼠机和麦办克风用户环抬境(2)智能公迟文包当便携式格电脑还在鲁公文包中瞎时使用E葵-mai紧l自动文姻件同步自动后岩台同步陷以保持助文件更胆新无线桌面将所有电王脑周边设桑备连接到爹PC或L脉AN上Blu配eto奥oth穷产品集成入龙便携式裳PC.集成入移齿动电话.集成入线手持设燃备.无线周销边设备耳机数码相机接入点和其它网心络连接的库通用网桥自适应臂无线传唱输距离Blu饲eto校oth默提供卸两种无忌线传输弯距离“Pic壤o-ca岁ble”吵(10屿米)0db萄m收海发信机为短距离关设备提供竿优化头戴式假耳机,氏鼠标位,键呆盘等述…….“Me罗ga-喷cab线le”议(1孤00砍米)20db漏m收发府信机模块内配置功率仓放大器为环境脚会变化状的设备概提供优竞化笔记本电挖脑、移动州电话、数纹据接入点陡等…宾馆、汽灰车、办公面室、家庭矩、机场实现体叉积目前的牺笔记本运电脑O搁EM模数块13瓶/8”察x州3/4届”0.5壁平方菊英寸未来的喊芯片体宁积大约9x9x轰1.5宅mmAll备-in孤-on直e设愁计Fram河eli腥nei粥sCo滋mpac虽tfl始ash将car