現(xiàn)代通信網(wǎng)微波通信網(wǎng)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第一頁(yè)，共26頁(yè)。6.0 內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介u微波通信概述微波通信概述u數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)uSDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)第1頁(yè)/共26頁(yè)第二頁(yè)，共26頁(yè)。6.1 微波通信概述微波通信概述(i sh)微波通信微波通信(tng xn)的概念的概念以微波作為載體傳送信息的通信以微波作為載體傳送信息的通信(tng xn)方式方式微波波段微波波段300MHz3000GHz、波長(zhǎng)、波長(zhǎng)0.1mm1m微波中繼通信微波中繼通信(tng xn)微波接力通信微波接力通信(tng xn)中繼站間距中繼站間距3050km波段代號(hào)頻率范圍(GHz)UHF0.31L12S24C48X812

2、Ku1218K1826.5Ka26.540第2頁(yè)/共26頁(yè)第三頁(yè)，共26頁(yè)。6.1 微波通信概述微波通信概述(i sh)微波通信的特點(diǎn)微波通信的特點(diǎn)微波頻帶寬，通信容量大，微波帶寬超過(guò)微波頻帶寬，通信容量大，微波帶寬超過(guò)30GHz，約為長(zhǎng)中短波的，約為長(zhǎng)中短波的1000倍，可容納大量倍，可容納大量通信信道。通信信道。微波通信抗干擾性能好，工作較穩(wěn)定微波通信抗干擾性能好，工作較穩(wěn)定(wndng)可靠。天電工業(yè)干擾和太陽(yáng)黑子活動(dòng)對(duì)微波通可靠。天電工業(yè)干擾和太陽(yáng)黑子活動(dòng)對(duì)微波通信影響很小。信影響很小。微波中繼通信靈活性較大，可跨越山脈、沙漠、微波中繼通信靈活性較大，可跨越山脈、沙漠、沼澤、湖泊等環(huán)境

3、，地震、洪水、戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)轉(zhuǎn)移沼澤、湖泊等環(huán)境，地震、洪水、戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)轉(zhuǎn)移較方便。較方便。天線(xiàn)增益高、方向性強(qiáng)。一般使用拋物面天線(xiàn)，天線(xiàn)增益高、方向性強(qiáng)。一般使用拋物面天線(xiàn)，可減小對(duì)發(fā)射功率的需求，減輕相互間干擾可減小對(duì)發(fā)射功率的需求，減輕相互間干擾投資少、建設(shè)快。相對(duì)于有線(xiàn)通信，建設(shè)漸變、投資少、建設(shè)快。相對(duì)于有線(xiàn)通信，建設(shè)漸變、組網(wǎng)靈活、易于管理、設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。組網(wǎng)靈活、易于管理、設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。第3頁(yè)/共26頁(yè)第四頁(yè)，共26頁(yè)。6.1 微波通信概述微波通信概述(i sh)微波通信的發(fā)展微波通信的發(fā)展起源于起源于20世紀(jì)世紀(jì)40年代年代早期，模擬微波通信時(shí)代早期，模擬微波通信時(shí)代長(zhǎng)距離、大容量地面

4、干線(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)闹饕侄伍L(zhǎng)距離、大容量地面干線(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)闹饕侄蝹鬏斎萘扛哌_(dá)傳輸容量高達(dá)2700路路1965年起，數(shù)字微波通信時(shí)代年起，數(shù)字微波通信時(shí)代用微波作為載波傳輸數(shù)字信號(hào)用微波作為載波傳輸數(shù)字信號(hào)傳輸速率最高幾百傳輸速率最高幾百M(fèi)bps發(fā)展方向：空中接口性能發(fā)展方向：空中接口性能(xngnng)的改進(jìn)的改進(jìn)90年代中期，年代中期，SDH數(shù)字微波通信數(shù)字微波通信第4頁(yè)/共26頁(yè)第五頁(yè)，共26頁(yè)。6.1 微波通信概述微波通信概述(i sh)微波通信的視距傳輸特性微波通信的視距傳輸特性自由空間損耗和收信電平自由空間損耗和收信電平自由空間的傳播損耗：平面波在自由空間傳播時(shí)，能自由空間的傳播損耗：

5、平面波在自由空間傳播時(shí)，能量由于擴(kuò)散，隨傳輸距離的增加而減小。量由于擴(kuò)散，隨傳輸距離的增加而減小。收信電平是指接收機(jī)輸入電平，在工程上常用收信電平是指接收機(jī)輸入電平，在工程上常用dBm表表示示多徑衰落多徑衰落接收的信號(hào)應(yīng)是各射線(xiàn)的矢量和，而接收信號(hào)的大小接收的信號(hào)應(yīng)是各射線(xiàn)的矢量和，而接收信號(hào)的大小(dxio)和周邊條件及氣象條件有關(guān)。把接收信號(hào)電平和周邊條件及氣象條件有關(guān)。把接收信號(hào)電平隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象稱(chēng)為多徑衰落。隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象稱(chēng)為多徑衰落。第5頁(yè)/共26頁(yè)第六頁(yè)，共26頁(yè)。6.1 微波通信概述微波通信概述(i sh)微波通信的視距傳輸特性微波通信的視距傳輸特性抗衰落技術(shù)抗衰落技術(shù)分

6、集技術(shù)。指通過(guò)兩條或兩條以上途徑傳輸同一信息，分集技術(shù)。指通過(guò)兩條或兩條以上途徑傳輸同一信息，以減輕衰落影響的一種技術(shù)措施。以減輕衰落影響的一種技術(shù)措施。頻率分集是把同一信息送至兩部發(fā)射機(jī)，在接收端接頻率分集是把同一信息送至兩部發(fā)射機(jī)，在接收端接收兩個(gè)頻率的信號(hào)，合并成輸出信號(hào)收兩個(gè)頻率的信號(hào)，合并成輸出信號(hào) 。空間分集是在收信端設(shè)置幾副高度不同的天線(xiàn)，同時(shí)空間分集是在收信端設(shè)置幾副高度不同的天線(xiàn)，同時(shí)接收一個(gè)發(fā)射天線(xiàn)送出的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)合成或選擇，接收一個(gè)發(fā)射天線(xiàn)送出的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)合成或選擇，克服衰落的影響。克服衰落的影響。 自適應(yīng)自適應(yīng)(shyng)均衡技術(shù)：能夠適應(yīng)均衡技術(shù)：能夠適應(yīng)(

7、shyng)時(shí)間變時(shí)間變化的均衡器為自適應(yīng)化的均衡器為自適應(yīng)(shyng)均衡器。均衡器。 備用波道倒換技術(shù)備用波道倒換技術(shù)第6頁(yè)/共26頁(yè)第七頁(yè)，共26頁(yè)。6.1 微波通信概述微波通信概述(i sh)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)終端站終端站微波收發(fā)微波收發(fā)(shuf)信設(shè)備信設(shè)備調(diào)制調(diào)制/解調(diào)設(shè)備解調(diào)設(shè)備時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用/分路系統(tǒng)分路系統(tǒng)中繼站中繼站放大和轉(zhuǎn)發(fā)放大和轉(zhuǎn)發(fā)天饋系統(tǒng)天饋系統(tǒng)收發(fā)收發(fā)(shuf)共用拋物面天線(xiàn)共用拋物面天線(xiàn)分并線(xiàn)路系統(tǒng)分并線(xiàn)路系統(tǒng)第7頁(yè)/共26頁(yè)第八頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)字微波系統(tǒng)簡(jiǎn)介 收收/發(fā)信設(shè)備、調(diào)制發(fā)信

8、設(shè)備、調(diào)制/解調(diào)設(shè)備、天饋系統(tǒng)、微解調(diào)設(shè)備、天饋系統(tǒng)、微波跟蹤和位同步恢復(fù)電路、均衡、切換、勤務(wù)波跟蹤和位同步恢復(fù)電路、均衡、切換、勤務(wù)(qnw)及其他輔助電路。及其他輔助電路。第8頁(yè)/共26頁(yè)第九頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)字微波系統(tǒng)簡(jiǎn)介(jin ji)接口碼型轉(zhuǎn)換接口碼型轉(zhuǎn)換非標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：常采用高次諧波分量小的脈非標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：常采用高次諧波分量小的脈沖波形作為基帶數(shù)字碼型，如：沖波形作為基帶數(shù)字碼型，如：NRZ碼碼標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：需要將標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：需要將HDB3碼或碼或CMI碼轉(zhuǎn)換碼轉(zhuǎn)換為為NRZ碼碼中繼站轉(zhuǎn)接方式中繼站轉(zhuǎn)接方式中頻

9、轉(zhuǎn)接式中繼站中頻轉(zhuǎn)接式中繼站微波轉(zhuǎn)接方式中繼站微波轉(zhuǎn)接方式中繼站再生轉(zhuǎn)接式中繼站：目前最常用再生轉(zhuǎn)接式中繼站：目前最常用第9頁(yè)/共26頁(yè)第十頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信的調(diào)制數(shù)字微波通信的調(diào)制(tiozh)與解調(diào)與解調(diào)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的基本調(diào)制二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的基本調(diào)制(tiozh)方式方式幅移鍵控幅移鍵控頻移鍵控頻移鍵控相移鍵控相移鍵控二相相移鍵控二相相移鍵控用基帶數(shù)字信號(hào)對(duì)中頻載波相位進(jìn)行鍵控用基帶數(shù)字信號(hào)對(duì)中頻載波相位進(jìn)行鍵控絕對(duì)相移鍵控：利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值來(lái)傳送絕對(duì)相移鍵控：利用載波相位的絕對(duì)數(shù)值來(lái)傳送數(shù)字信息的鍵控方式。數(shù)字信息的鍵控方

10、式。相對(duì)相移鍵控：利用載波信號(hào)相位的相對(duì)關(guān)系來(lái)相對(duì)相移鍵控：利用載波信號(hào)相位的相對(duì)關(guān)系來(lái)表示數(shù)字信號(hào)的表示數(shù)字信號(hào)的“”碼或碼或“”碼。碼。第10頁(yè)/共26頁(yè)第十一頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字微波通信的調(diào)制與解調(diào)四相相移鍵控四相相移鍵控在現(xiàn)代數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)中，為了提高信息傳輸速在現(xiàn)代數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)中，為了提高信息傳輸速率，常采用多進(jìn)制的調(diào)相技術(shù)率，常采用多進(jìn)制的調(diào)相技術(shù)(jsh)。即利用載波。即利用載波的一種相位去攜帶一組二進(jìn)制信息碼。的一種相位去攜帶一組二進(jìn)制信息碼。相數(shù)愈多，傳輸速率愈高，但相鄰載波之間的相位相數(shù)愈多，傳輸

11、速率愈高，但相鄰載波之間的相位差愈小，這樣就使得接收時(shí)易產(chǎn)生誤碼而使誤碼率差愈小，這樣就使得接收時(shí)易產(chǎn)生誤碼而使誤碼率增加。所以，目前在多相調(diào)制方式中，通常采用四增加。所以，目前在多相調(diào)制方式中，通常采用四相制和八相制。相制和八相制。第11頁(yè)/共26頁(yè)第十二頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信的調(diào)制與解調(diào)微波通信的調(diào)制與解調(diào)十六進(jìn)制正交調(diào)幅十六進(jìn)制正交調(diào)幅(16QAM)第12頁(yè)/共26頁(yè)第十三頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)微波微波(wib)中繼通信線(xiàn)路的組成中繼通信線(xiàn)路的組成終端站終端站樞紐站：兩條以上的微

12、波樞紐站：兩條以上的微波(wib)線(xiàn)路匯接線(xiàn)路匯接中繼站中繼站分路站：還需完成上分路站：還需完成上/下話(huà)路或線(xiàn)路的分支任務(wù)下話(huà)路或線(xiàn)路的分支任務(wù)第13頁(yè)/共26頁(yè)第十四頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)微波中繼轉(zhuǎn)接方式微波中繼轉(zhuǎn)接方式微波轉(zhuǎn)接方式：在微波頻率上直接微波轉(zhuǎn)接方式：在微波頻率上直接(zhji)放大放大中頻轉(zhuǎn)接方式：在中頻放大中頻轉(zhuǎn)接方式：在中頻放大基帶轉(zhuǎn)接方式基帶轉(zhuǎn)接方式第14頁(yè)/共26頁(yè)第十五頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)路傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：誤碼性能

13、、可用度、傳輸線(xiàn)路傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：誤碼性能、可用度、傳輸容量容量(rngling)和接口特性等。和接口特性等。誤碼性能，數(shù)字微波通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)，誤碼性能，數(shù)字微波通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)，CCIR針對(duì)不同等級(jí)的假想?yún)⒖茧娐芬?guī)定有不同的誤碼性能針對(duì)不同等級(jí)的假想?yún)⒖茧娐芬?guī)定有不同的誤碼性能指標(biāo)，這些指標(biāo)可供等長(zhǎng)度的實(shí)際數(shù)字微波電路參考。指標(biāo)，這些指標(biāo)可供等長(zhǎng)度的實(shí)際數(shù)字微波電路參考。 第15頁(yè)/共26頁(yè)第十六頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)射頻頻率射頻頻率(pnl)配置配置為了增加微波線(xiàn)路的通信容量，在微波站上一般

14、為了增加微波線(xiàn)路的通信容量，在微波站上一般都有若干套微波收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，每一套微波都有若干套微波收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，每一套微波收發(fā)信機(jī)占有一個(gè)工作頻率收發(fā)信機(jī)占有一個(gè)工作頻率(pnl)，構(gòu)成一條通，構(gòu)成一條通道，稱(chēng)為一個(gè)波道。為了減小波道間的相互干擾，道，稱(chēng)為一個(gè)波道。為了減小波道間的相互干擾，合理選擇和配置射頻頻率合理選擇和配置射頻頻率(pnl)則是一個(gè)非常重則是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。要的問(wèn)題。目前在微波通信中采用比較多的是用分割制配置目前在微波通信中采用比較多的是用分割制配置收發(fā)頻率收發(fā)頻率(pnl)。線(xiàn)路傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：誤。線(xiàn)路傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：誤碼性能、可用度、傳輸容量和接口特性等

15、。碼性能、可用度、傳輸容量和接口特性等。第16頁(yè)/共26頁(yè)第十七頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)(xtng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)干擾問(wèn)題干擾問(wèn)題回波干擾回波干擾交叉極化干擾交叉極化干擾越站干擾越站干擾鄰近波道干擾鄰近波道干擾第17頁(yè)/共26頁(yè)第十八頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)天線(xiàn)高度的選取天線(xiàn)高度的選取(xunq)主要通過(guò)天線(xiàn)余隙標(biāo)準(zhǔn)來(lái)驗(yàn)證主要通過(guò)天線(xiàn)余隙標(biāo)準(zhǔn)來(lái)驗(yàn)證天線(xiàn)余隙：地勢(shì)最高點(diǎn)到收、發(fā)天線(xiàn)連線(xiàn)之間的垂直天線(xiàn)余隙：地勢(shì)最高點(diǎn)到收、發(fā)天線(xiàn)連線(xiàn)之間的垂直距離距離第1

16、8頁(yè)/共26頁(yè)第十九頁(yè)，共26頁(yè)。6.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)天線(xiàn)高度的選取天線(xiàn)高度的選取dddF216 .311pK=2/3 K=2/3 時(shí)時(shí)( (余隙較小余隙較小) )要求要求(yoqi)hc0.3F1 (yoqi)hc0.3F1 pK=4/3 K=4/3 時(shí)時(shí)( (標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣) )要求要求(yoqi)hc1.0F1(yoqi)hc1.0F1pK=K=時(shí)時(shí) ( (余隙較大余隙較大) ) 要求要求(yoqi)hc1.35F1(yoqi)hc1.35F1第19頁(yè)/共26頁(yè)第二十頁(yè)，共26頁(yè)。6.3 SDH微波通信系統(tǒng)

17、微波通信系統(tǒng)(xtng)SDH微波傳輸系統(tǒng)微波傳輸系統(tǒng)(xtng)組成組成pTM：終端復(fù)用器：終端復(fù)用器pREG：再生器：再生器pADM：分插復(fù)用設(shè)備：分插復(fù)用設(shè)備pDXC：數(shù)字：數(shù)字(shz)交叉連接設(shè)備交叉連接設(shè)備第20頁(yè)/共26頁(yè)第二十一頁(yè)，共26頁(yè)。6.3 SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)(xtng)SDH微波傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)微波傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)差錯(cuò)控制編碼技術(shù)差錯(cuò)控制編碼技術(shù)(信道編碼信道編碼)自適應(yīng)均衡技術(shù)自適應(yīng)均衡技術(shù) 在在SDH微波接收設(shè)備中，一般先使用頻域均微波接收設(shè)備中，一般先使用頻域均衡器，然后接基帶時(shí)域均衡器。頻域均衡器主要衡器，然后接基帶時(shí)域均衡器。頻域均衡器主

18、要可以減少頻率可以減少頻率(pnl)選擇性衰落的影響，一般是選擇性衰落的影響，一般是在中頻上實(shí)現(xiàn)，由于此均衡器可以在接收信號(hào)時(shí)在中頻上實(shí)現(xiàn)，由于此均衡器可以在接收信號(hào)時(shí)自動(dòng)調(diào)整，因此稱(chēng)為自適應(yīng)頻域均衡器。而時(shí)域自動(dòng)調(diào)整，因此稱(chēng)為自適應(yīng)頻域均衡器。而時(shí)域均衡是利用波形補(bǔ)償法對(duì)失真的波形進(jìn)行補(bǔ)償，均衡是利用波形補(bǔ)償法對(duì)失真的波形進(jìn)行補(bǔ)償，這是目前在高速數(shù)據(jù)傳輸中使用的基本均衡方法，這是目前在高速數(shù)據(jù)傳輸中使用的基本均衡方法，它可以消除各種形式的碼間干擾。提高數(shù)字傳輸它可以消除各種形式的碼間干擾。提高數(shù)字傳輸可靠性的一種技術(shù)?？煽啃缘囊环N技術(shù)。第21頁(yè)/共26頁(yè)第二十二頁(yè)，共26頁(yè)。6.3 SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)(xtng)SDH微波微波(wib)傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)發(fā)信功率控制技術(shù)自動(dòng)發(fā)信功率控制技術(shù)(ATPC) 微波微波(wib)發(fā)信機(jī)的輸出功率在發(fā)信機(jī)的輸出功率在A(yíng)TPC的的控制范圍內(nèi)可以自動(dòng)地隨接收電平的變化而變控制范圍內(nèi)可以自動(dòng)地隨接收電平的變化而變化，即化，即ATPC技術(shù)可以根據(jù)收信機(jī)的收信電平技術(shù)可以根據(jù)收信機(jī)的收信電平而自動(dòng)調(diào)整