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

1、會計學(xué)16.0 內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介u 微波通信概述微波通信概述u 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)u SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)第1頁/共26頁6.1 微波通信概述微波通信概述微波通信的概念微波通信的概念以微波作為載體傳送信息的通信方式以微波作為載體傳送信息的通信方式微波波段微波波段300MHz3000GHz、波長、波長0.1mm1m微波中繼通信微波中繼通信p微波接力通信微波接力通信p中繼站間距中繼站間距3050km波段代號頻率范圍(GHz)UHF0.31L12S24C48X812Ku1218K1826.5Ka26.540第2頁/共26頁6.1 微波通信概述微波通信概述微波通信的特點微波通信

2、的特點微波頻帶寬，微波頻帶寬，通信容量大通信容量大，微波帶寬超過，微波帶寬超過30GHz，約為長中短波的，約為長中短波的1000倍，可容納大量倍，可容納大量通信信道。通信信道。微波通信微波通信抗干擾性能好抗干擾性能好，工作較穩(wěn)定可靠。天，工作較穩(wěn)定可靠。天電工業(yè)干擾和太陽黑子活動對微波通信影響很電工業(yè)干擾和太陽黑子活動對微波通信影響很小。小。微波中繼通信微波中繼通信靈活性較大靈活性較大，可跨越山脈、沙漠、，可跨越山脈、沙漠、沼澤、湖泊等環(huán)境，地震、洪水、戰(zhàn)爭時轉(zhuǎn)移沼澤、湖泊等環(huán)境，地震、洪水、戰(zhàn)爭時轉(zhuǎn)移較方便。較方便。天線增益天線增益高高、方向性強。一般使用拋物面天線，、方向性強。一般使用拋物

3、面天線，可減小對發(fā)射功率的需求，減輕相互間干擾可減小對發(fā)射功率的需求，減輕相互間干擾投資投資少、建設(shè)快少、建設(shè)快。相對于有線通信，建設(shè)漸變、。相對于有線通信，建設(shè)漸變、組網(wǎng)靈活、易于管理、設(shè)備使用壽命長。組網(wǎng)靈活、易于管理、設(shè)備使用壽命長。第3頁/共26頁6.1 微波通信概述微波通信概述微波通信的發(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，模擬微波通信時代早期，模擬微波通信時代p 長距離、大容量地面干線無線傳輸?shù)闹饕珠L距離、大容量地面干線無線傳輸?shù)闹饕侄味蝡 傳輸容量高達(dá)傳輸容量高達(dá)2700路路1965年起，數(shù)字微波通信時代年起，數(shù)字微波通信時代p用微波作為載波傳輸數(shù)字信號

4、用微波作為載波傳輸數(shù)字信號p傳輸速率最高幾百傳輸速率最高幾百Mbps發(fā)展方向：空中接口性能的改進(jìn)發(fā)展方向：空中接口性能的改進(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/共26頁6.1 微波通信概述微波通信概述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p 自由空間的傳播自由空間的傳播損耗：平面波損耗：平面波在自由空間傳在自由空間傳播時，能量由于擴(kuò)散，隨傳輸距離的增加而播時，能量由于擴(kuò)散，隨傳輸距離的增加而減小。減小。p 收信電平是指接收機(jī)輸入電平，在工程上常收信電平是指接收機(jī)輸入電平，在工程上常用用dBm表示表示多徑衰落多徑衰落p接

5、收的信號應(yīng)是各射線的矢量和，接收的信號應(yīng)是各射線的矢量和，而接收而接收信號的大小和周邊條件及氣象條件有關(guān)信號的大小和周邊條件及氣象條件有關(guān)。把把接收信號電平隨時間而變化的現(xiàn)象稱為接收信號電平隨時間而變化的現(xiàn)象稱為多徑衰落多徑衰落。第5頁/共26頁6.1 微波通信概述微波通信概述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)p 分集技術(shù)。指通過兩條或兩條以上途徑傳輸分集技術(shù)。指通過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)措施同一信息，以減輕衰落影響的一種技術(shù)措施。頻率分集頻率分集是是把把同同一信息一信息送至兩部發(fā)射機(jī)送至兩部發(fā)射機(jī)，在在接收端接收端接收兩接收兩個

6、頻率的信號，合并成個頻率的信號，合并成輸出信號輸出信號 。空間分集空間分集是在收信端設(shè)置是在收信端設(shè)置幾副高度幾副高度不同不同的天線，同時接收一個發(fā)射天線送出的的天線，同時接收一個發(fā)射天線送出的信號，然后經(jīng)過合成或選擇，克服衰落信號，然后經(jīng)過合成或選擇，克服衰落的影響。的影響。 p 自適應(yīng)均衡自適應(yīng)均衡技術(shù)：能夠技術(shù)：能夠適應(yīng)時間變化的均衡適應(yīng)時間變化的均衡器為自適應(yīng)均衡器。器為自適應(yīng)均衡器。 p 備用備用波道倒換技術(shù)波道倒換技術(shù)第6頁/共26頁6.1 微波通信概述微波通信概述微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)終端站終端站p 微波微波收發(fā)信收發(fā)信設(shè)備設(shè)備p 調(diào)制調(diào)制/解調(diào)設(shè)備解調(diào)設(shè)備p 時分復(fù)用時分復(fù)用

7、/分路系統(tǒng)分路系統(tǒng)中繼站中繼站p 放大和轉(zhuǎn)發(fā)放大和轉(zhuǎn)發(fā)天饋系統(tǒng)天饋系統(tǒng)p 收發(fā)共用拋物面天線收發(fā)共用拋物面天線p 分并線路系統(tǒng)分并線路系統(tǒng)第7頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字微波系統(tǒng)簡介微波系統(tǒng)簡介 收收/發(fā)信設(shè)備、調(diào)制發(fā)信設(shè)備、調(diào)制/解調(diào)設(shè)備、天饋系統(tǒng)、微波跟蹤和解調(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)及其他輔助電路。位同步恢復(fù)電路、均衡、切換、勤務(wù)及其他輔助電路。第8頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字微波系統(tǒng)簡介微波系統(tǒng)簡介接口碼型轉(zhuǎn)換接口碼型轉(zhuǎn)換p 非標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：常采用高次諧波分量小的非標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：常采用高次

8、諧波分量小的脈沖波形作為基帶數(shù)字碼型，如：脈沖波形作為基帶數(shù)字碼型，如：NRZ碼碼p 標(biāo)準(zhǔn)接口碼標(biāo)準(zhǔn)接口碼型：需要將型：需要將HDB3碼或碼或CMI碼轉(zhuǎn)碼轉(zhuǎn)換為換為NRZ碼碼中繼站轉(zhuǎn)接方式中繼站轉(zhuǎn)接方式p中頻中頻轉(zhuǎn)接式轉(zhuǎn)接式中繼站中繼站p微波微波轉(zhuǎn)接方式轉(zhuǎn)接方式中繼站中繼站p再生再生轉(zhuǎn)接式轉(zhuǎn)接式中繼站：目前最常用中繼站：目前最常用第9頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字微波通信的微波通信的調(diào)制與調(diào)制與解調(diào)解調(diào)二進(jìn)制數(shù)字信號的基本調(diào)制二進(jìn)制數(shù)字信號的基本調(diào)制方式方式p 幅移鍵控幅移鍵控p 頻移鍵控頻移鍵控p 相移鍵控相移鍵控二相二相相移鍵控相移鍵控p用基帶數(shù)字信號對中頻載

9、波相位進(jìn)行鍵用基帶數(shù)字信號對中頻載波相位進(jìn)行鍵控控絕對絕對相移鍵控：利用相移鍵控：利用載波相位的絕對載波相位的絕對數(shù)值來傳送數(shù)字信息的鍵控數(shù)值來傳送數(shù)字信息的鍵控方式。方式。相對相對相移鍵控相移鍵控：利用：利用載波信號相位的載波信號相位的相對關(guān)系來表示數(shù)字信號的相對關(guān)系來表示數(shù)字信號的“”碼碼或或“”碼碼。第10頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字微波通信的微波通信的調(diào)制與調(diào)制與解調(diào)解調(diào)四相相移鍵控四相相移鍵控p在在現(xiàn)代數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)中，為了提高信現(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)。息傳輸速率，常采用多進(jìn)制的調(diào)相技術(shù)。即利用載波的一種

10、相位去攜帶一組二進(jìn)制即利用載波的一種相位去攜帶一組二進(jìn)制信息碼。信息碼。p相相數(shù)愈多，傳輸速率愈高，但相鄰載波之?dāng)?shù)愈多，傳輸速率愈高，但相鄰載波之間的相位差愈小，這樣就使得接收時易產(chǎn)間的相位差愈小，這樣就使得接收時易產(chǎn)生誤碼而使誤碼率增加。所以，目前在多生誤碼而使誤碼率增加。所以，目前在多相調(diào)制方式中，通常采用四相制和八相相調(diào)制方式中，通常采用四相制和八相制。制。第11頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字微波通信的微波通信的調(diào)制與調(diào)制與解調(diào)解調(diào)十六進(jìn)制正交十六進(jìn)制正交調(diào)幅調(diào)幅(16QAM)第12頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)微波中繼通信線路的組成微

11、波中繼通信線路的組成終端站終端站樞紐站：樞紐站：兩條以上的微波線路匯接兩條以上的微波線路匯接中繼站中繼站分路分路站：還需完成上站：還需完成上/下話路或線路的分支任務(wù)下話路或線路的分支任務(wù)第13頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(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：在微波頻率上直接放大微波轉(zhuǎn)接方式：在微波頻率上直接放大中頻轉(zhuǎn)接方式：中頻轉(zhuǎn)接方式：在中頻放大在中頻放大基帶轉(zhuǎn)接方式基帶轉(zhuǎn)接方式第14頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計傳輸傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)p 線路線路傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：誤碼性能、可用傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包

12、括：誤碼性能、可用度、傳輸容量和接口特性等度、傳輸容量和接口特性等。p 誤碼性能，數(shù)字誤碼性能，數(shù)字微波通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指微波通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)，標(biāo)，CCIR針對不同等級的假想?yún)⒖茧娐芬?guī)針對不同等級的假想?yún)⒖茧娐芬?guī)定有不同的誤碼性能指標(biāo)，這些指標(biāo)可供等定有不同的誤碼性能指標(biāo)，這些指標(biāo)可供等長度的實際數(shù)字微波電路參考。長度的實際數(shù)字微波電路參考。 第15頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計射頻頻率射頻頻率配置配置p 為了增加微波線路的通信容量，在微波站上為了增加微波線路的通信容量，在微波站上一般都有若干套微波收發(fā)信機(jī)同時工作，每一般都

13、有若干套微波收發(fā)信機(jī)同時工作，每一套微波收發(fā)信機(jī)占有一個工作頻率，構(gòu)成一套微波收發(fā)信機(jī)占有一個工作頻率，構(gòu)成一條通道，稱為一個波道。為了減小波道間一條通道，稱為一個波道。為了減小波道間的相互干擾，合理選擇和配置射頻頻率則是的相互干擾，合理選擇和配置射頻頻率則是一個非常重要的問題一個非常重要的問題。p 目前目前在微波通信中采用比較多的是用分割制在微波通信中采用比較多的是用分割制配置收發(fā)頻率。線路傳輸?shù)馁|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括：配置收發(fā)頻率。線路傳輸?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誤碼性能、可用度、傳輸容量和接口特性等。第16頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通

14、信數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計干擾問題干擾問題p 回波干擾回波干擾p 交叉極化干擾交叉極化干擾p 越越站干擾站干擾p 鄰近鄰近波道波道干擾干擾第17頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計天線高度的選取天線高度的選取p 主要主要通過天線余隙標(biāo)準(zhǔn)來通過天線余隙標(biāo)準(zhǔn)來驗證驗證p 天線余隙天線余隙：地勢：地勢最高點到收、發(fā)天線連線之最高點到收、發(fā)天線連線之間的垂直距離間的垂直距離第18頁/共26頁6.2 數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信數(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計天線高度的選取天線高度的選取dddF216 .311p K=2/3 K=2

15、/3 時時( (余隙較小余隙較小) )要求要求hc0.3F1 hc0.3F1 p K=4/3 K=4/3 時時( (標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣) )要求要求hchc1.0F11.0F1p K K=時時 ( (余隙較大余隙較大) ) 要求要求hc1.35F1hc1.35F1第19頁/共26頁6.3 SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)SDH微波傳輸系統(tǒng)組成微波傳輸系統(tǒng)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)字交叉連接設(shè)備：數(shù)字交叉連接設(shè)備第20頁/共26頁6.3 SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)SDH微波傳輸系統(tǒng)微波傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵中的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)

16、差錯控制編碼差錯控制編碼技術(shù)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，一般先使用頻域均衡微波接收設(shè)備中，一般先使用頻域均衡器，然后接基帶時域均衡器器，然后接基帶時域均衡器。頻域均衡器。頻域均衡器主要可以主要可以減少頻率選擇性衰落的影響，一般是在中頻上實現(xiàn)，減少頻率選擇性衰落的影響，一般是在中頻上實現(xiàn)，由于此均衡器可以在接收信號時自動調(diào)整，因此稱由于此均衡器可以在接收信號時自動調(diào)整，因此稱為自適應(yīng)頻域均衡器為自適應(yīng)頻域均衡器。而。而時域均衡是利用波形補償時域均衡是利用波形補償法對失真的波形進(jìn)行補償，這是目前在高速數(shù)據(jù)傳法對失真的波形進(jìn)行補償，這是目前在高速數(shù)

17、據(jù)傳輸中使用的基本均衡方法，它可以消除各種形式的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)字傳輸可靠性的一種技術(shù)碼間干擾。提高數(shù)字傳輸可靠性的一種技術(shù)。第21頁/共26頁6.3 SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)SDH微波傳輸系統(tǒng)微波傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵中的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)自動自動發(fā)信功率控制技術(shù)發(fā)信功率控制技術(shù)(ATPC) 微波微波發(fā)信機(jī)的輸出功率在發(fā)信機(jī)的輸出功率在ATPC的控制范圍內(nèi)的控制范圍內(nèi)可以自動地隨接收電平的變化而變化，即可以自動地隨接收電平的變化而變化，即ATPC技技術(shù)可以根據(jù)收信機(jī)的收信電平而自動調(diào)整發(fā)信電平，術(shù)可以根據(jù)收信機(jī)的收信電平而自動調(diào)整發(fā)信電平，以克服電波衰落的影響。以克服電波衰落的影響。 第22頁/共26頁6.3 SDH微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)SDH微波通信系統(tǒng)的傳輸誤碼微波通信系統(tǒng)的傳輸誤碼性能指標(biāo)性能指標(biāo) ITU-R在在G.826建議中規(guī)定建議中規(guī)定SDH微波是微波是采用采用以以塊 為 基 礎(chǔ) 的 測 量 方 法塊 為 基 礎(chǔ) 的 測 量 方 法 ， 傳 輸 速 率， 傳 輸 速 率 為為155.520Mbit/s的的27500km的