数字微波通信系统

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数字微波通信1概述2微波的视距传播特性3数字微波通信系统21概述1.1基本概念1.2微波通信发展历程1.3微波通信的特点1.4微波通信系统的分类1.5微波通信的应用31.1基本概念微波是指波长在1mm~1m或频率为300MHz-300GHz的电磁波。微波波段还可以细分如下：

分米波：波长为1 m～10cm；

厘米波：波长为10cm～1cm；

毫米波：波长为1cm～1mm。微波通信指的是以微波频率作为载波，通过中继接力方式实现的一种通信方式。

41.2微波通信的发展历程19世纪30年代中期出现了工作在VHF（甚高频30-300MHz）频段的第一个商用模拟无线通信系统。二战期间出现了UHF(特高频300M-3GHz)频段的军用无线中继通信系统。1951年，美国纽约到旧金山之间成功开通了商用的微波通信线路。在随后的二三十年间，模拟微波通信系统迅速发展。我国从“七五”期间开始引入微波通信系统。

20世纪70年代末出现了采用简单QPSK、8PSK等的商用数字微波通信系统。20世纪80年代，随着数字信号处理技术和大规模集成电路的发展，微波通信系统得到迅速发展。20世纪90年代后出现了容量更大的数字微波通信系统微波中继通信主要用来传送长途电话信号、宽频带电视信号、数据信号和移动通信信号等。微波中继通信有以下特点。（1）通信频段的频带宽，通信容量大，利于宽频带信号的传输。（2）由于工作频率高，受外界干扰的影响小。（一般干扰在100MHz以下。）1.3微波通信的特点（3）通信灵活性较大，采用中继方式可以实现地面上远距离通信，并可以跨越沼泽、江河、湖泊和高山等特殊地理环境，特别是在遭受如地震、洪水等灾害时，通信的建立、撤收及转移都较容易。（4）天线增益高，方向性强。当天线面积给定时，天线增益与工作波长的平方成反比。由于微波中继通信的工作波长短，因而容易制造高增益天线，降低发信机的输出功率。另外微波天线具有很强的方向性，可以把电磁波聚集成很窄的波束，减少通信中的相互干扰。（5）投资少，建设快。（6）数字微波通信除具有上述微波通信的共同特点外，还具有数字通信的特点。

(7)中继传输。在微波波段，电磁波按直线传播，考虑到地球表面的弯曲和空间传输损耗，通信距离一般只有几十千米，即常说的视距。要进行远距离长途通信时，就必须采用中继传输方式，将信号多次转发，才能到达接收点。这种通信方式就叫做微波中继通信。91.4微波通信系统的分类模拟微波通信系统数字微波通信系统101.5微波通信的应用作为干线光纤传输的备份和补充边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务市内的短距离支线连接无线宽带业务接入112微波的视距传播特性2.1天线高度与传播距离2.2自由空间传播损耗2.3地面效应和大气效应122.1天线高度与传播距离视线传播：距离:和天线高度有关

式中，D–收发天线间距离(km)。[例]若要求D=50km，则由式132.1天线高度与传播距离142.2自由空间传播损耗若不考虑发射天线增益Gt和接收天线增益Gr，电波的自由空间损耗定义为发射功率与接收功率之比，即通常用分贝表示自由空间传播损耗，即152.3地面效应和大气效应地面效应传播路径上障碍物的阻挡或部分阻挡引起的损耗电波在平滑地面（如水面、沙漠、草原等）的反射引起的多径传播，进而产生接收信号的干涉衰落。

地面反射电波在比较平滑的地表面上传播时会产生强烈的镜面反射，形成多径传播。大气效应大气对微波传输所产生的影响主要有大气损耗、雨雪天气引起的损耗以及大气折射引起的损耗。

163数字微波通信系统3.1中继通信线路与设备组成3.2微波波道及其频率配置3.3发信设备3.4收信设备3.5天馈线系统173.1中继通信线路与设备组成数字微波通信线路183.1中继通信线路与设备组成数字微波通信系统组成用户终端；交换机；数字终端机；微波站193.1中继通信线路与设备组成用户终端直接为用户所使用的终端设备。如电话机、传真机、计算机、调度电话机等。

交换机用户可通过交换机进行呼叫连接，建立暂时的通信信道或电路。这种交换可以是模拟交换，也可以是数字交换。目前，大容量干线绝大部分采用数字程控交换机。

数字终端机实际上是一个数字电话终端复用/分接设备，其基本功能是把来自交换机的多路信号进行复接，复接信号送往数字微波传输信道。同时把来自微波终端站的复接信号进行分接，分接信号送往交换机。203.1中继通阻信线路导与设备旦组成微波站数字微波如终端站数字微宴波中继惭站数字微鼓波分路握站数字微浑波枢纽训站213.1中继通汇信线路装与设备养组成数字微波挽终端站数字微波脾终端站指专的是位于带线路两端竟或分支线突路终点的料微波站。济在SDH微波终碗端站设裤备中包甩括发信级端和收舱信端两仇大部分六。SDH微波终泼端站的喘发信端圈主要负居责完成绒主信号找的发信袭基带处兔理（包铃括CMI/宰NRZ变换、SDH开销的插舟入与提取程、微波帧库开销的插闯入和旁路招业务的提睬取等）、训调制（包精括纠错编终码、扰码色和差分编革码等）、离发信混频沙和发信功仁率方法等谅。SDH微波终乓端站的授收信端损主要负悔责完成暗主信号壳的低噪醋声接收荷（根据倦需要可副含分集愈接收和若分集合验成）、档解调（劲含中频商频域均颂衡、基伴带或中秩频时域护均衡、珠收信差命分译码管、解扰钞码和纠赏错译码竭等）以野及收信柜基带处辈理（含耀旁路业举务的提舰取、微滑波帧开堤销的插差入与提清取、SDH开销的插嘱入与提取纤，以及NRZ/勿CMI变换等窃）。223.1中继通根信线路出与设备势组成数字微发波中继资站数字微波屋中继站指容的是位于到线路中间蠢的微波站查。根据对棒信号的处慕理方式不笼同，又可邪将中继站妄分为中间卖站和再生汤中继站，各再生中继寺站又包括狼上下话路卸和不上下闷话路两种奔结构。数字微波崇中继站的押中继方式基带中孕继（再拼生转接雀）外差中蛛继（中功频转接雀）直接中邮继（射律频转接预）233.1中继通信鼓线路与设警备组成基带中继躁（再生转爽接）方式243.1中继通屯信线路堂与设备移组成外差中继寸（中频转购接）方式253.1中继通觉信线路社与设备死组成直接中壳继（射狠频转接蓄）方式263.1中继通承信线路正与设备俗组成数字微虫波分路献站数字微波箭分路站指性的是位于洗线路中间铜的微波站值，既可以纯上、下某兆收、发信碎波道的部鱼分支路，句也可以沟杜通干线上千两个方向撒之间的通烘信。由于诸在此站上窄能够完成纳部分波道貌信号的再达生，因此带该站应配芽备有SDH微波传冲输设备访和SDH分插复用沃设备（ADM）。273.1中继通悉信线路日与设备拨组成数字微蓄波枢纽刮站数字微波熄枢纽站指算的是位于狭干线上的其、需要完臭成多个方换向通信任费务的微波赞站。在系锅统多波道傻工作的情包况下，此取类站应能勾完成对某免些波道STM拿-4信号或宪部分支此路的转谣接和话搞路的上剧、下功都能，同纷时也能饰完成对棉某些波吓道STM-斗4信号的复鼠接和分接芝操作，如止果需要，娃还能对某姥些波道的须信号进行逼再生处理亦后的再继盾续传播。283.2微波波道挥及其频率废配置微波通信阔频率配置惠的基本原治则是使整房诚个微波传丑输系统中淋的相互干沙扰最小，马频率利用燃率最高。频率配置包时应考虑桌的因素整个频率裕的安排要序紧凑，使目得每个频密段尽可能饼获得充分肤利用。在同一逼中继站校中，一偶个单向婶传输信猛号的接除收和发闹射必须祸使用不淹同的频阀率，以乐避免自愿调干扰盛。在多路效微波信阻号传输狱频率之妨间必须捷留有足训够的频陵率间隔残以避免腥不同信究道间的企相互干掌扰。因微波天肺线和天线浊塔建设费绕用很高，酸多波道系缝统要设法批共用天线肆，因此选脏用的频率脱配置方案常应有利于结天线共用弱，达到既捡能使天线瓶建设费用脖低又能满峡足技术指婶标的目的闻。避免某甩一传输施信道采收用超外氏差式接香收机的捧镜像频羡率传输毅信号。293.2微波波下道及其顶频率配驱置单波道爸的频率蜓配置二频制频势率分配四频制频核率分配303.2微波波道轿及其频率赤配置二频制芬频率分昌配313.2微波波道炒及其频率疏配置四频制频扫率分配323.2微波波赵道及其踏频率配虹置多波道艇的频率伏配置收发频率躲相间排列收发频轿率集中投排列333.2微波波礼道及其梳频率配说置收发频矩率相间祥排列:343.2微波波道末及其频率忽配置收发频砖率集中荷排列:353.2微波波伤道及其脚频率配网置频率再粒用频率再绞用是一叛种提高除频道利呜用率的害常用技损术。由粒微波的害极化特栋性可知咬，利用较两个相篮互正交鄙信号的灶极化方想式（如窗水平极杰化和垂与直极化厕）可以聋减少它兽们之间顶的干扰原，由此份可以对扮微波波雁道实行唐频率再本用。在微波通详信系统中扔，频率再初用就是在返相同和相铸近的波道板频率位置帽，借助不宗同的极化僻方式来增遣加射频波游道数量。频率再桂用方案同波道抹型频率莲再用插入波牛道型频听率再用363.3发信设提备直接调摧制式发雅信机变频式匠发信机373.3发信设备发信机的把主要性能正指标工作频段输出功打率频率稳定舌度383.4收信设备收信设悔备的组自成:393.4收信设备收信机的军主要性能卸指标工作频段收信本配振的频慌率稳定凳度噪声系数通频带选择性收信机的奋最大增益自动增益汪控制范围403.5天馈线系线统天馈线系执统由馈线作、双工器构和天线组粘成。微波通信独中的馈线蛇有同轴电仍缆和波导持管两种形轿式。一般塌在分米波荷段可以采覆用同轴电席缆，而在痒厘米波段窝采用波导暗管可以降上低馈线损鬼耗。对天馈拳线系统拣的总体泊要求是骆：足够盗的天线塌增益、嫁良好的艰方向性桨、低传目输损耗惩馈线系剪统、极筹小的电泪压驻波村比。整纺个天馈宏线系统衣应该具析有较高敏的极化国去耦度主和足够顿