數(shù)字微波通信系統(tǒng)資料

1、現(xiàn)代通信(tng xn)技術(shù)概論共四十七頁2第5章 數(shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)5.1 概述5.2 微波的視距傳播特性5.3 數(shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)共四十七頁35.1 概述(i sh)5.1.1基本概念5.1.2微波通信發(fā)展歷程5.1.3微波通信的特點(tdin)5.1.4微波通信系統(tǒng)的分類5.1.5微波通信的應(yīng)用共四十七頁45.1.1基本概念 微波(wib)是指波長在1nm1m或頻率為 300MHz-300GHz的電磁波。 微波通信指的是以微波頻率作為載波， 通過中繼接力方式實現(xiàn)的一種通信方 式。共四十七頁55.1.2 微波通信的發(fā)展(fzhn)歷程 19世紀30年代中期出現(xiàn)了工作在VHF

2、頻段的第一個商 用模擬無線通信系統(tǒng)。 二戰(zhàn)期間出現(xiàn)了UHF頻段的軍用無線中繼通信系統(tǒng)。 1951年，美國紐約到舊金山之間成功開通(kitng)了商用的微 波通信線路。在隨后的二三十年間，模擬微波通信系統(tǒng) 迅速發(fā)展。 我國從“七五”期間開始引入微波通信系統(tǒng)。 20世紀70年代末出現(xiàn)了采用簡單QPSK、8PSK等的商用數(shù)字微波通信系統(tǒng) 。 20世紀80年代，隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，微波通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。 20世紀90年代后出現(xiàn)了容量更大的數(shù)字微波通信系統(tǒng) 共四十七頁65.1.3 微波通信的特點(tdin)頻帶寬，傳輸容量(rngling)大適于傳送寬頻帶信號天線增益高，方向

3、性強 外界干擾小，通信線路穩(wěn)定可靠投資少，建設(shè)快，通信靈活性大 中繼通信方式 共四十七頁75.1.4 微波通信系統(tǒng)(xtng)的分類模擬(mn)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)共四十七頁85.1.5 微波通信的應(yīng)用(yngyng)作為干線(gnxin)光纖傳輸?shù)膫浞莺脱a充 邊遠地區(qū)和專用通信網(wǎng)中為用戶提供基本業(yè)務(wù) 市內(nèi)的短距離支線連接 無線寬帶業(yè)務(wù)接入 共四十七頁95.2 微波(wib)的視距傳播特性5.2.1 天線高度(god)與傳播距離5.2.2 自由空間傳播損耗5.2.3 地面效應(yīng)和大氣效應(yīng)共四十七頁105.2.1 天線(tinxin)高度與傳播距離共四十七頁115.2.2 自由空間傳播(c

4、hunb)損耗在半徑為d的球面(qimin)上的功率（電通量）密度為 輻射源發(fā)出的總輻射功率 傳播（或擴散）因子： 共四十七頁125.2.2 自由空間傳播(chunb)損耗 實際微波通信中采用的天線均有方向性，對于發(fā)射天線而言，天線增益Gt表示天線在最大輻射方向上單位(dnwi)立體角的發(fā)射功率與無方向天線單位(dnwi)立體角的發(fā)射功率的比值。此時，與發(fā)射源相距d的單位面積所接收的功率為 共四十七頁135.2.2 自由空間傳播(chunb)損耗 對于接收天線而言，天線增益Gr表示天線接收特定方向電波功率的能力。根據(jù)天線理論(lln)，天線的有效面積為 若接收機與發(fā)射機的距離為d，接收天線的有

5、效面積為A，發(fā)射天線的增益為Gt，接收天線的增益為Gr，則接收到的信號載波功率為 共四十七頁145.2.2 自由空間傳播(chunb)損耗 若不考慮(kol)發(fā)射天線增益Gt和接收天線增益Gr，電波的自由空間損耗定義為發(fā)射功率與接收功率之比，即 通常用分貝表示自由空間傳播損耗，即 共四十七頁155.2.2 自由空間傳播(chunb)損耗 若考慮(kol)發(fā)射天線增益Gt和接收天線增益Gr ，則將這種有方向性的傳播損耗稱為系統(tǒng)損耗，通常用L表示，其分貝形式為共四十七頁165.2.3 地面(dmin)效應(yīng)和大氣效應(yīng)地面效應(yīng)傳播路徑上障礙物的阻擋或部分阻擋引起的損耗電波在平滑地面（如水面、沙漠、草原

6、等）的反射引起的多徑傳播，進而產(chǎn)生接收信號的干涉衰落。 地面反射電波在比較(bjio)平滑的地表面上傳播時會產(chǎn)生強烈的鏡面反射，形成多徑傳播。大氣效應(yīng)大氣對微波傳輸所產(chǎn)生的影響主要有大氣損耗、雨雪天氣引起的損耗以及大氣折射引起的損耗。 共四十七頁175.3 數(shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)5.3.1 中繼通信線路與設(shè)備組成5.3.2 微波波道及其頻率(pnl)配置 5.3.3 發(fā)信設(shè)備5.3.4 收信設(shè)備5.3.5 天饋線系統(tǒng) 共四十七頁185.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成數(shù)字(shz)微波通信線路共四十七頁195.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成數(shù)字微波通信系統(tǒng)(xtng)

7、組成 用戶終端；交換機 ；數(shù)字終端機；微波站共四十七頁205.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成用戶終端直接為用戶所使用的終端設(shè)備。如電話機、傳真機、計算機、調(diào)度電話機等。 交換機用戶可通過交換機進行呼叫連接，建立暫時的通信信道或電路。這種交換可以是模擬交換，也可以是數(shù)字交換。目前，大容量干線絕大部分采用數(shù)字程控交換機。 數(shù)字終端機實際上是一個數(shù)字電話終端復(fù)用/分接設(shè)備，其基本功能是把來自交換機的多路信號進行復(fù)接，復(fù)接信號送往數(shù)字微波傳輸(chun sh)信道。同時把來自微波終端站的復(fù)接信號進行分接，分接信號送往交換機。共四十七頁215.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成微波(

8、wib)站數(shù)字微波終端站數(shù)字微波中繼站數(shù)字微波分路站數(shù)字微波樞紐站 共四十七頁225.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成數(shù)字微波終端站數(shù)字微波終端站指的是位于線路兩端或分支線路終點(zhngdin)的微波站。在SDH微波終端站設(shè)備中包括發(fā)信端和收信端兩大部分。SDH微波終端站的發(fā)信端主要負責完成主信號的發(fā)信基帶處理（包括CMI/NRZ變換、SDH開銷的插入與提取、微波幀開銷的插入和旁路業(yè)務(wù)的提取等）、調(diào)制（包括糾錯編碼、擾碼和差分編碼等）、發(fā)信混頻和發(fā)信功率方法等。SDH微波終端站的收信端主要負責完成主信號的低噪聲接收（根據(jù)需要可含分集接收和分集合成）、解調(diào)（含中頻頻域均衡、基帶或中頻

9、時域均衡、收信差分譯碼、解擾碼和糾錯譯碼等）以及收信基帶處理（含旁路業(yè)務(wù)的提取、微波幀開銷的插入與提取、SDH開銷的插入與提取，以及NRZ/CMI變換等）。 共四十七頁235.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成數(shù)字微波中繼站數(shù)字微波中繼站指的是位于線路中間的微波站。根據(jù)對信號的處理方式不同，又可將中繼站分為中間站和再生中繼站，再生中繼站又包括上下話路和不上下話路兩種結(jié)構(gòu)。 數(shù)字微波中繼站的中繼方式基帶中繼（再生轉(zhuǎn)接）外差中繼（中頻(zhngpn)轉(zhuǎn)接）直接中繼（射頻轉(zhuǎn)接） 共四十七頁245.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成基帶中繼（再生轉(zhuǎn)接(zhun ji)）方式共四十七頁2

10、55.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成外差中繼（中頻(zhngpn)轉(zhuǎn)接）方式共四十七頁265.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成直接中繼（射頻(sh pn)轉(zhuǎn)接） 方式共四十七頁275.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成數(shù)字微波分路站數(shù)字微波分路站指的是位于線路中間的微波站，既可以上、下某收、發(fā)信波道的部分支路，也可以溝通干線上兩個方向之間的通信。由于在此站上能夠完成部分波道信號(xnho)的再生，因此該站應(yīng)配備有SDH微波傳輸設(shè)備和SDH分插復(fù)用設(shè)備（ADM）。 共四十七頁285.3.1 中繼通信線路與設(shè)備(shbi)組成數(shù)字微波樞紐站數(shù)字微波樞紐站指的是位于干線

11、上的、需要完成多個方向通信任務(wù)的微波站。在系統(tǒng)多波道工作的情況下，此類站應(yīng)能完成對某些波道STM-4信號或部分支路的轉(zhuǎn)接(zhun ji)和話路的上、下功能，同時也能完成對某些波道STM-4信號的復(fù)接和分接操作，如果需要，還能對某些波道的信號進行再生處理后的再繼續(xù)傳播。 共四十七頁295.3.2 微波波道及其頻率(pnl)配置微波通信頻率配置的基本原則是使整個微波傳輸系統(tǒng)中的相互干擾最小，頻率利用率最高。頻率配置時應(yīng)考慮的因素整個頻率的安排要緊湊，使得每個頻段盡可能獲得充分利用。在同一(tngy)中繼站中，一個單向傳輸信號的接收和發(fā)射必須使用不同的頻率，以避免自調(diào)干擾。在多路微波信號傳輸頻率之

12、間必須留有足夠的頻率間隔以避免不同信道間的相互干擾。因微波天線和天線塔建設(shè)費用很高，多波道系統(tǒng)要設(shè)法共用天線，因此選用的頻率配置方案應(yīng)有利于天線共用，達到既能使天線建設(shè)費用低又能滿足技術(shù)指標的目的。避免某一傳輸信道采用超外差式接收機的鏡像頻率傳輸信號。 共四十七頁305.3.2 微波波道及其頻率(pnl)配置單波道的頻率(pnl)配置二頻制頻率分配 四頻制頻率分配 共四十七頁315.3.2 微波(wib)波道及其頻率配置二頻制頻率(pnl)分配 共四十七頁325.3.2 微波(wib)波道及其頻率配置四頻制頻率(pnl)分配 共四十七頁335.3.2 微波(wib)波道及其頻率配置越站干擾(g

13、nro) 共四十七頁345.3.2 微波(wib)波道及其頻率配置多波道的頻率配置收發(fā)頻率相間(xingjin)排列收發(fā)頻率集中排列共四十七頁355.3.2 微波波道及其頻率(pnl)配置收發(fā)頻率(pnl)相間排列:共四十七頁365.3.2 微波波道及其頻率(pnl)配置收發(fā)頻率集中(jzhng)排列:共四十七頁375.3.2 微波(wib)波道及其頻率配置頻率再用頻率再用是一種提高頻道利用率的常用技術(shù)(jsh)。由微波的極化特性可知，利用兩個相互正交信號的極化方式（如水平極化和垂直極化）可以減少它們之間的干擾，由此可以對微波波道實行頻率再用。在微波通信系統(tǒng)中，頻率再用就是在相同和相近的波道頻

14、率位置，借助不同的極化方式來增加射頻波道數(shù)量。頻率再用方案同波道型頻率再用插入波道型頻率再用 共四十七頁385.3.2 微波(wib)波道及其頻率配置同波道型頻率(pnl)再用 共四十七頁395.3.2 微波波道及其頻率(pnl)配置插入(ch r)波道型頻率再用 共四十七頁405.3.3 發(fā)信(f xn)設(shè)備直接(zhji)調(diào)制式發(fā)信機變頻式發(fā)信機 共四十七頁415.3.3 發(fā)信(f xn)設(shè)備發(fā)信機的主要性能指標工作頻段(pn dun)輸出功率頻率穩(wěn)定度共四十七頁425.3.4 收信設(shè)備(shbi)收信設(shè)備(shbi)的組成:共四十七頁435.3.4 收信設(shè)備(shbi)收信機的主要性能指

15、標工作頻段收信本振的頻率(pnl)穩(wěn)定度 噪聲系數(shù) 通頻帶選擇性收信機的最大增益 自動增益控制范圍 共四十七頁445.3.5 天饋線(ku xin)系統(tǒng)天饋線系統(tǒng)由饋線、雙工器和天線(tinxin)組成。微波通信中的饋線有同軸電纜和波導(dǎo)管兩種形式。一般在分米波段可以采用同軸電纜，而在厘米波段采用波導(dǎo)管可以降低饋線損耗。對天饋線系統(tǒng)的總體要求是：足夠的天線增益、良好的方向性、低傳輸損耗饋線系統(tǒng)、極小的電壓駐波比。整個天饋線系統(tǒng)應(yīng)該具有較高的極化去耦度和足夠的機械強度。 共四十七頁45本章(bn zhn)小結(jié)及知識點微波通信的概念和特點微波通信系統(tǒng)(xtng)的分類及應(yīng)用微波的視距傳播特性數(shù)字微波通信系統(tǒng)的組成 數(shù)字微波中繼站的中繼方式 微波波道及其頻率配置 數(shù)字微波收發(fā)信設(shè)備共四十七頁46本章(bn zhn)習(xí)題解題指導(dǎo) 概念(ginin)部分主要給出對應(yīng)的知識點，教學(xué)中可以指導(dǎo)學(xué)生在相關(guān)章節(jié)中自己歸納。共四十七頁內(nèi)容摘要現(xiàn)代通信技術(shù)概論。電路的發(fā)展，微波通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。投資少，建設(shè)快，通信靈活性大。5.2.3 地面效應(yīng)和大氣效應(yīng)。此時，與發(fā)射源相距d的單位面積所接收