蘭天翔201012701063數(shù)字微波通信

1、論文（設(shè)計(jì)）題目：數(shù)字微波通信 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 學(xué) 號(hào)： 201012701063 姓 名： 蘭天翔 數(shù)字微波通信摘要：digital microwave communication 基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)的一類多路數(shù)字通信體制?？梢杂脕韨鬏旊娫捫盘?hào)，也可以用來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)與圖像信號(hào)。與數(shù)字微波通信相對(duì)應(yīng)的是它的前身模擬微波通信，它是基于頻分復(fù)用技術(shù)的一類多路通信體制，主要用來傳輸模擬電話信號(hào)和模擬電視信號(hào)。本文介紹了，微波的傳輸方式、微波傳播中的衰落現(xiàn)象及抗衰落技術(shù)、 微波通信新一代數(shù)字微波通信技術(shù)關(guān)鍵字： 微波傳輸 衰落 微波通信1、 數(shù)字微波通信技術(shù)特征數(shù)字微波通信

2、具有兩大技術(shù)特征：它所傳送的信號(hào)是按照時(shí)隙位置分列復(fù)用而成的統(tǒng)一數(shù)字流，具有綜合傳輸?shù)男再|(zhì)。它利用微波信道來傳送信息，擁有很寬的通過頻帶，可以復(fù)用大量的數(shù)字電話信號(hào)，可以傳送電視圖像或高速數(shù)據(jù)等寬帶信號(hào)。由于微波電磁信號(hào)按直線傳播，數(shù)字微波(模擬微波也如此)通信可以按直視距離設(shè)站(站距約50千米)，因此，建設(shè)起來比較容易。特別在丘陵山區(qū)或其他地理?xiàng)l件比較惡劣的地區(qū)，數(shù)字微波通信具有一定的優(yōu)越性。在整個(gè)國家通信的傳輸體系中，數(shù)字微波通信也是重要的輔助通信手段。二、 微波的傳輸方式我們知道，無線電波發(fā)射后，將在各種媒介質(zhì)或媒介質(zhì)分界面上傳輸。這些媒介質(zhì)，可能是大地（陸地、水面等），也可能是天空的大

3、氣層和高空的電離層。在傳播的過程中，由于反射、折射、散射和繞射因素的存在，使電波的傳播方向發(fā)生各種變化，接收點(diǎn)收到的電波可能是來自單一路徑的電磁波，也可能是來自多條路徑，經(jīng)歷各種變化的電磁波。同時(shí)，由于波束的擴(kuò)散和媒介質(zhì)的吸收，將使電波的場強(qiáng)不斷地減弱，并引入各種信號(hào)失真。無線電波的傳播方式，一般可分為如下四種。 地面波傳輸：電波沿著大地與空氣的分界面?zhèn)鞑ァ?直射波傳播：電波由發(fā)射天線經(jīng)空間直接到達(dá)接收天線。該電波也叫視距內(nèi)的直射空間波。 空間波傳播：電波離開天線后，射向高空并傳播，經(jīng)過大氣上空電離層的反射、折回到接收點(diǎn)。當(dāng)頻率很高時(shí)，射向電離層的電波將穿越電離層，去而不返。 散射傳播：電波發(fā)

4、射后，當(dāng)遇到低空大氣層或電離層中的不均勻介質(zhì)時(shí)，發(fā)生散射，其中只有一部分電波到達(dá)接收點(diǎn)。以上四種傳播方式用于無線電通信中的不同通信方式和不同頻段，而微波通信系統(tǒng)所使用的頻率大多在2GHz-20GHz的范圍內(nèi)。目前，微波通信系統(tǒng)主要占用該頻率范圍中的2，4，5，6，7，8，11GHz等頻段。在這個(gè)頻段范圍內(nèi)由于頻率很高，電波沿地面?zhèn)鞑r(shí)衰耗很大，遇到障礙物時(shí)繞射能力很弱，投射到高空電離層將逸入太空。因此，只能采用直射波作為微波通信的傳播方式。三、 微波傳播中的衰落現(xiàn)象如前所述，微波傳輸必須采用直射波（視距傳輸），接收點(diǎn)的場強(qiáng)是直射空間波與地面反射波的迭加，傳播媒介質(zhì)是地面上的低空大氣層和路由上的

5、地面、地物。當(dāng)時(shí)間（季節(jié)、晝夜等）和氣象（雨、霧、雪等）條件發(fā)生變化時(shí)，大氣的溫度、濕度、壓力和地面反射點(diǎn)的位置，反射系數(shù)等也將發(fā)生變化。這必然引起接收點(diǎn)場強(qiáng)的高低起伏變化。這種現(xiàn)象叫做電波傳播的衰落現(xiàn)象。顯然，衰落現(xiàn)象具有很大的隨機(jī)性。衰落可按持續(xù)時(shí)間的長短分為慢衰落和快衰落兩種，持續(xù)時(shí)間長的叫慢衰落，其持續(xù)時(shí)間一般為數(shù)分鐘到幾小時(shí)。有時(shí)衰落的持續(xù)時(shí)間很短，在幾秒鐘至幾分鐘內(nèi)，稱為快衰落；衰落時(shí)，接收電平低于收信機(jī)最低接收電平以下稱為深衰落。慢衰落隨時(shí)間變化緩慢，往往是慢慢形成，又慢慢消失，它常由一個(gè)較大地區(qū)范圍內(nèi)的大氣折射的緩慢變化所引起?？焖ヂ渑c大氣中存在的大氣波導(dǎo)的薄層、湍流等引起的多

6、徑傳播密切相關(guān)，在微波范圍內(nèi)只要上述多徑傳播的每條射線之間路徑稍有變動(dòng)，它們?cè)诮邮拯c(diǎn)合成的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生明顯的起伏，形成快衰落。衰落也可以按接收點(diǎn)場強(qiáng)的高低分類。高于自由空間電平值的叫上衰落，低于自由空間電平值的叫下衰落。但是，微波通信工程中常按衰落發(fā)生的物理成因，把衰落分為閃爍衰落和多徑衰落，閃爍衰落主要是因?yàn)榇髿饩植课⑿_動(dòng)引起電波射束散射所造成的。各散射波的振幅小，相位隨著大氣變化而隨機(jī)變化。結(jié)果它們?cè)诮邮拯c(diǎn)的合成振幅變化很小，對(duì)主波影響不大。因此，這種衰落對(duì)視距微波接力電路的穩(wěn)定性影響不大。而多徑衰落主要是由多徑傳播造成的，它是視距微波傳播信道深衰落的主要原因。根據(jù)大量的傳播測(cè)試試驗(yàn)表明

7、，10GHz以下頻段微波傳播的衰落現(xiàn)象常遵循以下規(guī)律： 波長越短，距離越長，衰落越嚴(yán)重。 跨越水面（湖泊、海洋）、平原的路徑比跨越山區(qū)的路徑衰落嚴(yán)重。 夏秋季節(jié)比冬春季節(jié)衰落頻繁，衰落深度也大。 晴天和白天，白天接收的信號(hào)場強(qiáng)一般比夜間穩(wěn)定。 陰雨、大霧及刮風(fēng)天氣比晴天、寧靜天氣接收信號(hào)穩(wěn)定，雨過天晴及霧散時(shí)，又常出現(xiàn)快衰落。數(shù)字微波接力通信線路接力段根據(jù)地型、氣候、電波傳輸條件等，按地區(qū)劃分為四種類型。A型地區(qū)：其斷面由山嶺、城市建筑物或二者混合組成，中間無寬敞的河谷和湖泊。這種地區(qū)的反射和大氣不均勻?qū)右鸬乃ヂ涓怕屎苄　型地區(qū)：其斷面由起伏不大的丘陵組成，中間無寬敞的河谷和湖泊。這種地區(qū)

8、由反射所引起的衰落不可忽視，又不十分嚴(yán)重，但大氣不均勻?qū)右鸬乃ヂ涓怕瘦^大。C型地區(qū)：其斷面由平地、水網(wǎng)較多的區(qū)域組成，這種區(qū)域由地面反射和大氣不均勻引起的衰落都比較嚴(yán)重。D型地區(qū)：跨河路徑，沿海路徑和大部分越水面的電路，這種區(qū)域電波的衰落嚴(yán)重。微波電路的選擇應(yīng)使接力段面為A型或B型，避免或盡量減少處于C型和D型斷面。對(duì)于C型和D型斷面在技術(shù)上可采取一些補(bǔ)償措施，如采用分集接收和自適應(yīng)均衡技術(shù)。四、 微波系統(tǒng)的抗衰落技術(shù)由于多徑衰落引起傳輸信道的衰落和失真都是隨地理環(huán)境和時(shí)間而變化的。因此，各種抗多徑衰落的措施也必須具有實(shí)時(shí)適應(yīng)能力，也就是說必須是自適應(yīng)的。對(duì)于抗信號(hào)電平衰落，人們?cè)缫咽煜さ拇?/p>

9、施之一就是在中頻放大器中加入自動(dòng)增益控制電路，這里不再敘述。而對(duì)于抗頻率選擇性衰落，常采用以下措施： 分集接收。它能有效地抑制帶內(nèi)電平下跌與幅度色散。 中頻自適應(yīng)均衡器。它能有效地均衡中頻帶內(nèi)幅度色散與群遲延色散。 自動(dòng)發(fā)信功率控制。微波發(fā)射機(jī)工作時(shí)輸出功率是可變的，只有當(dāng)遠(yuǎn)端接收機(jī)檢測(cè)到不利衰落條件時(shí)，用反向的通信業(yè)務(wù)信道來控制反饋環(huán)配置中的發(fā)射機(jī)。 備用波道倒換。當(dāng)主用波道中任一波道由于設(shè)備故障或者電波傳播發(fā)生深衰落時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)在信號(hào)中斷前，將其倒換到備用波道，這樣有可能完全避免中斷。 組成環(huán)路自愈網(wǎng)。利用電磁波在不同的通路中傳輸時(shí)，不可能同時(shí)中斷的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)抗衰落的。五、SDH數(shù)字微波通

10、信系統(tǒng)的組成 微波通信是新一代的數(shù)字微波傳輸體制。數(shù)字微波通信是用微波作為載體傳送數(shù)字信息的一種通信手段。它兼有 數(shù)字通信和微波通信兩者的優(yōu)點(diǎn)，由于微波在空間直線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，故這種通信方式又稱為視距數(shù)字微波中繼通信。本文主要介紹SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用。（1）數(shù)字微波傳輸線路的組成形式可以是一條主干線，中間有若干分支，也可以是一個(gè)樞紐站向若干方向分支。如圖1所示是一條數(shù)字微波通信線路的示意圖，其主干線可長達(dá)幾千公里，另有若干條支線線路，除了線路兩端的終端站外，還有大量中繼站和分路站，構(gòu)成一條數(shù)字微波中繼通信線路。 組成此通信線路設(shè)備的連接方框圖如圖2所示。它分為以下幾個(gè)部分：

11、(2)用戶終端，直接為用戶所使用的終端設(shè)備，如自動(dòng)電話機(jī)、電傳機(jī)、計(jì)算機(jī)、調(diào)度電話等。(3) 交換機(jī)。這是用于功能單元、信道或電路的暫時(shí)組合以保證所需通信動(dòng)作的設(shè)備，用戶可通過交換機(jī)進(jìn)行呼叫連接，建立暫時(shí)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。 (4) 數(shù)字電話終端復(fù)用設(shè)備（即數(shù)字終端機(jī)）。其基本功能是把來自交換機(jī)的多路信號(hào)變換為時(shí)分多路數(shù)字信號(hào)，送往數(shù)字微波傳輸信道，以及把數(shù)字微波傳輸信道收到的時(shí)分多路數(shù)字信號(hào)反變換為交換機(jī)所需的信號(hào)，送至交換機(jī)。 (5) 微波站。按工作性質(zhì)不同，它可分成數(shù)字微波終端站、數(shù)字微波中繼站和數(shù)字微波分路站。SDH微波終端站的發(fā)送端完成主信號(hào)的

12、發(fā)信基帶處理 、調(diào)制 、發(fā)信混頻及發(fā)信功率放大等；終端站的收信端完成主信號(hào)的低噪聲接收 、解調(diào) 、收信基帶處理。終端站還具有備用倒換功能，包括倒換基準(zhǔn)的識(shí)別，倒換指令的發(fā)送與接收，倒換動(dòng)作的啟動(dòng)與證實(shí)等。(6) 數(shù)字微波中繼站。主要完成信號(hào)的雙向接收和轉(zhuǎn)發(fā)。有調(diào)制、解調(diào)設(shè)備的中繼站，稱再生中繼站。需要上、下話路的中繼站稱微波分路站，它必須與SDH的分插復(fù)用設(shè)備連接。再生中繼站具有全線公務(wù)聯(lián)絡(luò)能力，以及向網(wǎng)管系統(tǒng)匯報(bào)站信息。 六、結(jié)束語通過一學(xué)期傅得立老師精心的講解和自我學(xué)習(xí)，對(duì)微波通信課程有了初步了解，在今后要做到理論結(jié)合實(shí)際，充分發(fā)揮此學(xué)科的精髓，我相信，隨著數(shù)字微波通信的發(fā)展， 微波通信技術(shù)，抗衰落技術(shù)也將更