現(xiàn)代通信技術(shù)下42章微波通信演示文稿課件

第4.2章數(shù)字微波通信技術(shù)4.21.1概述4.21.1微波通信發(fā)展微波通信是指用微波頻率作載波攜帶信息,通過無線電波空間進行中繼(接力)通信的方式微波頻率指300MHz~300GHz,波段詳細劃分見按照不同的應(yīng)用要求現(xiàn)代微波通信又可分為：衛(wèi)星通信，移動通信，微波中繼通信，無線電系統(tǒng)，有線微波傳輸以及散射通信等幾種方式為了提高頻帶利用率:新的調(diào)制技術(shù),PDH向SDH轉(zhuǎn)變,未來主干為光纖輔以衛(wèi)星通信和微波通信系統(tǒng)1第4.2章數(shù)字微波通信技術(shù)4.21.1概述微波通信５０公里圖微波中繼通信線路1.通信容量大2.方向性強即抗干擾強3.可以減少地理條件的影響4.波長短,直射波因地球曲面距離受限制2５０公里圖微波中繼通信線路1.通信容量大24.21.2微波通信的特點“微波、多路、接力”?！拔⒉ā笔侵肝⒉üぷ黝l段寬，它包括了分米波、厘米波和毫米波三個頻段?！岸嗦贰笔侵肝⒉ㄍㄐ诺耐ㄐ湃萘看?，即微波通信設(shè)備的通頻帶可以做得很寬?！敖恿Α笔悄壳皬V泛使用于視距微波的通信方式。用于傳輸頻分多路-調(diào)頻制（FDM-FM）基帶信號的系統(tǒng)叫作模擬制微波通信系統(tǒng)；用于傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)叫作數(shù)字微波通信系統(tǒng)34.21.2微波通信的特點“微波、多路、接力”。數(shù)字微波除了具有上面所說的微波通信的普遍特點外，還具有數(shù)字通信的特點：（1）抗干擾性強、整個線路噪聲不累積；（2）保密性強，便于加密；（3）器件便于固態(tài)化和集成化，設(shè)備體積小、耗電少；（4）便于組成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）。數(shù)字微波的缺點:要求信道帶寬較寬,因而產(chǎn)生了頻率選擇性衰落,其抗衰落技術(shù)比模擬微波復(fù)雜4數(shù)字微波除了具有上面所說的微波通信的普遍特點外，還具有數(shù)字通4.21.3微波中繼通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的地位終端端局交換中心交換中心交換中心端局終端微波中繼交換中心交換中心衛(wèi)星通信光纖通信54.21.3微波中繼通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的地位終端端局交換4.22數(shù)字微波通信系統(tǒng)4.22.1數(shù)字微波通信系統(tǒng)的組成信源信道信宿信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯碼器噪聲干擾發(fā)端基帶信號收端基帶信號頻帶傳輸信道數(shù)字微波通信系統(tǒng)模型64.22數(shù)字微波通信系統(tǒng)信信信信信數(shù)數(shù)信信噪聲發(fā)端基帶信4.22.2

數(shù)字信道的性能指標傳輸容量(1)波特率RB:是指系統(tǒng)每秒能傳送的碼元數(shù)，單位波特(2)比特率Rb：是指每秒鐘通信系統(tǒng)所傳輸?shù)男畔⒘?單位比特／秒2.傳輸質(zhì)量（１）碼元誤碼率：（２）比特誤碼率：74.22.2數(shù)字信道的性能指標傳輸容量(2)比特率Rb：3.信道頻帶利用率:是指單位頻帶的信息傳輸速率,即每赫茲秒所傳送的比特數(shù),記作b/(s.Hz)83.信道頻帶利用率:是指單位頻帶的信息傳輸速率,即每赫茲秒4.23微波中繼通信系統(tǒng)4.2３.１數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的基本組成端站中間站樞紐站再生中繼站端站端站圖．數(shù)字微波中繼線路組成處于線路兩端或分支線路終點的站,可上下全部支路信號,可配備ADM或TM設(shè)備處于長途干線上,需要完成數(shù)個方向上的通信任務(wù)溝通本站上下部分支路,另外溝通干線上兩個方向之間通信對收到的已調(diào)信號進行解調(diào),判決再生,轉(zhuǎn)發(fā)至下一方向94.23微波中繼通信系統(tǒng)端站中間站樞紐站再生中繼站端站端站微波中繼站的中繼方式可以分為直接中繼(射頻轉(zhuǎn)接),外差中繼(中頻轉(zhuǎn)接),基帶中繼(再生中繼)三種方式微波放大微波放大移頻(a)直接中繼方式(b)外差中繼方式低噪聲放大功率放大下變頻上變頻中放設(shè)備量少,電源功耗低,適于不須上下話路的無人值守中繼站10微波中繼站的中繼方式可以分為直接中繼(射頻轉(zhuǎn)接)低噪聲放大功率放大下變頻上變頻中放解調(diào)調(diào)制中放載波載波圖基帶中繼方式11低功下上中解調(diào)中載波載波圖基帶中繼方式114.23.2數(shù)字微波中繼通信的波道及其射頻頻率配置1.波道的設(shè)置

一條微波線路提供的可用帶寬一般都比較寬,(幾百兆).而一般收發(fā)信機的通頻帶較之小的多,(幾十兆).為了使一條微波通信線路的可用帶寬得到充分利用,將微波線路的可用帶寬劃分成若干頻率小段,并在每個頻率小段上設(shè)置一套微波收發(fā)信機,構(gòu)成一條微波通信的傳輸通道,也稱為波道.通常一條微波通信線可以設(shè)置6,8,12個波道2.射頻波道配置波道頻率配置的原則:在給定的可用頻率范圍內(nèi)盡可能多安排波道數(shù),增加通信容量;減少各波道間的干擾,以提高通信質(zhì)量;有利于通信設(shè)備的標準化,系列化.124.23.2數(shù)字微波中繼通信的波道及其射頻頻率配置1.(1)一個波道的頻率配置(a)二頻制：優(yōu)點占用頻帶窄，頻率利用率高．缺點存在反向干擾f1f2f1f2f2f1f2f1ABCD越站干擾反向干擾f1f3f1f3f2f4f2f14ABCD越站干擾(b)四頻制：優(yōu)點不存在反向干擾，缺點占用頻帶比二頻制寬一倍13(1)一個波道的頻率配置(a)二頻制：優(yōu)點占用頻帶窄，頻解決越區(qū)干擾的有效措施之一:是在設(shè)計微波線路時,使相鄰的第四微波站不要選擇在第一、二兩微波站的延長線上１２３４越區(qū)干擾１２３４越區(qū)干擾１２３４無越區(qū)干擾越區(qū)干擾與無越區(qū)干擾示意圖14解決越區(qū)干擾的有效措施之一:是在設(shè)計微波線路時,使相鄰的第四（２）多個波道的頻率配置Ａ方向Ｂ方向Ａ方向Ｂ方向圖一.收發(fā)頻率相間排列方式缺點:收發(fā)要分開使用天線圖二.收發(fā)頻率集中排列方始每個波道采用二頻制,收發(fā)頻率間隔大,可以共用一副天線15（２）多個波道的頻率配置Ａ方向Ｂ方向Ａ方向Ｂ方向圖一.收發(fā)4.24微波傳輸信道

微波傳輸信道包括微波的傳輸空間,天線和饋線等微波傳輸設(shè)備,在兩個微波站之間的電波傳播存在衰減,這種衰減可以按自由空間天線能量的衰落進行計算,但實際傳播情況與兩站所處的環(huán)境和自然環(huán)境有關(guān).4.24.1微波傳播特性1.自由空間傳播所謂電波傳播的自由空間.理想的介質(zhì)空間，自由空間里充滿了均勻、理想的介質(zhì)。電波在自由空間的傳播損耗指電波在自由空間傳播時的擴散損耗。在理想自由空間傳播的電波，不產(chǎn)生反射、折射、吸收、散射及熱損耗。164.24微波傳輸信道微波傳輸信道包括微波dAPt接收天線的有效面積ＢPr天線接收到的功率為：其中：Pt----發(fā)射功率；c—光速f---工作頻率；d---收、發(fā)距離路徑損耗用分貝表示：接收功率為：17dAPt接收天線的有效面積ＢPr天線接收到的功率為：其中：P例．已知微波設(shè)備發(fā)信功率為1W，工作頻率為3800MHz，兩站間距離45km，收、發(fā)天線增益為39dB，饋線衰減每端為2dB，分路系統(tǒng)每端為1dB，求收信電平。解：

Ls=-32.4-20lgd-20lgf=-92.4-20lg45-20lg3.8=137.1(dB)Pr=Pt+Gt+Gr-（Lft+Lft）-LO=30+39+39-（（2+1）+（2+1））-137.1=-35.1(dBm)答：收信電平為-35.1dBm。18例．已知微波設(shè)備發(fā)信功率為1W，工作頻率為3800MHz，兩2.最大視距h1h2dR0其中：Ｒ0＝6370km為地球半徑．５.４.２微波反射特性TRAPh2h1dr1r2直射波行程：反射波行程：行程差：假設(shè)d>>h1h2:192.最大視距h1h2dR0其中：Ｒ0＝6370km為地球半反射波與直射波因行程差引起相位差：另外，反射引起180度相移,因此接收到的合成電場的強度為:L0反映距離因素造成的衰減,Lr反映反射因素附加的衰減．20反射波與直射波因行程差引起相位差：另外，反射引起180度相移當行程差遠遠小于波長時:21當行程差遠遠小于波長時:21惠更斯的電磁波動性學(xué)說:光和電磁波都是一種振動,振動源周圍的媒質(zhì)是有彈性的,故一點的振動可通過媒質(zhì)傳遞給鄰近的質(zhì)點,并依次向外擴展,而成為在媒質(zhì)中傳播的波.根據(jù)惠更斯原理:一個點源的振動傳遞給鄰近的質(zhì)點后,就形成了二次波源,三次波源等,若點源發(fā)出的是球面波,那么其產(chǎn)生的二次,三次波前面也應(yīng)是球面波.費涅耳在這個基礎(chǔ)上又提出了”費涅耳區(qū)”的概念,進一步解釋了電波的反射,繞射等現(xiàn)象,并為實踐所證實.２．費涅爾區(qū)22惠更斯的電磁波動性學(xué)說:光和電磁波都是一種振動,振動源周圍的費涅耳區(qū)的概念：滿足的所有點Ｐ的集合TRPd1d2dF1第二費涅耳區(qū)第一費涅耳區(qū)求第一費涅耳區(qū)的半徑：因為在邊界上滿足所以：23費涅耳區(qū)的概念：滿足收信點場強與各費涅爾區(qū)的關(guān)系：相鄰費涅爾區(qū)在收信點Ｒ產(chǎn)生的場強反相，奇數(shù)費涅爾區(qū)使收信場強增強，偶數(shù)費涅爾區(qū)使收信場強減弱．實際微波系統(tǒng)線路設(shè)計時第一件事是線路勘探，大致確定微波站的選點．在一條微波接力線上，不僅要求相鄰的兩個接力站之間通視,而且要求兩站之間應(yīng)保證第一費涅爾區(qū)的完整性,因此,應(yīng)驗算余隙及接收電平能否滿足要求,仔細計算天線的高度.即:讓反射點落在奇數(shù)費涅爾區(qū)(如第一費涅爾區(qū))的邊緣附近24收信點場強與各費涅爾區(qū)的關(guān)系：實際微波系統(tǒng)線路設(shè)計時第一件事路徑上刃形障礙物的阻擋損耗:刃形障礙物的阻擋使電波傳播損耗增加,這個增加的損耗叫做附加損耗,這將使自由空間條件下的收信點電平降低.在傳播路徑上有刃形障礙物阻擋時(a)如果障礙物的尖峰恰好落在收發(fā)兩端天線上（hc=0)時，附加損耗為６dB；(b)當障礙物峰頂超出連線（hc為負)時，附加損耗很快增加；(c)當障礙物頂峰在連線以下，且相對余隙hc／F1大于０.５,附加損耗在0dB左右，實際傳播損耗與自由空間損耗接近．25路徑上刃形障礙物的阻擋損耗:刃形障礙物的阻擋使電波傳播損耗增余隙的計算：He：地球突起高度26余隙的計算：He：地球突起高度26He：地球突起高度的求解BCAEDd1d2K為等效地球半徑系數(shù)，R0=6370km27He：地球突起高度的求解BCAEDd1d2K為等效地球半徑系３．等效地球半徑由于大氣的折射作用，使實際的電波傳播不是按直線進行，而是按曲線傳播的．為了便于分析，引入等效地球半徑的概念，把電波射線仍然看成直線，而把地球的半徑Ｒ0等效為Red1d2dK=2/3K=1K=4/3真實地球ad1d2daeK=2/3K=1K=4/3等效后電波射線hc實際電波射線等效后的情況TRTRＫ決定于折射率梯度，也即受溫度，濕度和壓力等條件影響，它是反映對流層氣象條件變化對電波傳播影響的重要參數(shù)，是電路設(shè)計必須考慮的重要因素28３．等效地球半徑由于大氣的折射作用，使實際的電波傳播不是按直29295.5.3SDH微波系統(tǒng)的主要設(shè)備端站設(shè)備分為終端站,中間站和分路站(1)終端站設(shè)備配置運行、管理、維護和參考配置功能STM-4復(fù)用器:IFModemCh.ACh.BOAMP發(fā)信機Ch.ACh.B收信機Ch.ACh.B去發(fā)信天線自收信天線CNet4XSTM-1或４X63X2Mb/sSTM-4光接口ＳＤＨ復(fù)用設(shè)備ＳＤＨ微波傳輸設(shè)備圖終端站設(shè)備配置622Mb/s305.5.3SDH微波系統(tǒng)的主要設(shè)備端站設(shè)備運行、管理、維只具備ＳＴＭ－Ｎ速率的接口，無復(fù)用設(shè)備和ＳＤＨ傳輸設(shè)備，可放在樞紐站上，用作某方向的信號轉(zhuǎn)接．(2)中間站設(shè)備IFModemCh.ACh.B發(fā)信機Ch.ACh.B收信機Ch.ACh.B去發(fā)信天線自收信天線STM-4光接口ＲＦ圖中間端站設(shè)備配置ＩＦ31只具備ＳＴＭ－Ｎ速率的接口，無復(fù)用設(shè)備和ＳＤＨ傳輸設(shè)備，可放（３）分路站設(shè)備

配備有ＳＤＨ分插復(fù)用設(shè)備（ＡＤＭ），具有ＳＴＭ－４的接口和有限個支路接口．ＳＴＭ－４用于溝通干線兩個方向的通信，２Mb/s接口用于本地上下支路ＳＤＨ分插復(fù)用IFModemCh.ACh.BOAMP發(fā)信機Ch.ACh.B收信機Ch.ACh.B去發(fā)信天線自收信天線CNetSTM-4光接口圖分路站設(shè)備配置STM-1或2Mb/s32（３）分路站設(shè)備ＳＤＨIFModemOAMP發(fā)信機Ch.B２．再生站設(shè)備

用于接收，再生和發(fā)送由微波通道所傳輸?shù)模樱模葦?shù)字信號．一對收發(fā)信波道信號的再生，由兩套分別用于向上的再生站設(shè)備來完成．它沒有光傳輸接口設(shè)備和１：Ｎ保護電路，也沒有分路部分。IFModemCh.ACh.BOAMP發(fā)信機Ch.ACh.B去發(fā)信天線CNet圖終端站設(shè)備配置收信機Ch.ACh.B自收信天線IFIFIFIFRF33２．再生站設(shè)備IFModemOAMP發(fā)信機Ch.B去發(fā)信C3.SDH微波基帶信號處理要完成微波傳送中絕大部分信號處理功能．3選1SOH插入擾碼RFCOH插入差分編碼格/自變換分配SOH分接去擾碼ROH分接糾錯編碼格雷譯碼糾錯編碼格雷編碼差分譯碼自/格變換時延調(diào)整SOHRFCOH主用備用主用備用RFCOH圖數(shù)字信號處理器RFCOH:微波輔助開銷SOH-SDH段開銷IQIQ343.SDH微波基帶信號處理3SOH擾RFCOH差分格/自分5.5.4數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的主要技術(shù)1.抗衰落的技術(shù)微波是視距沿直線傳播,在傳輸路徑上由于氣象條件變化,傳播環(huán)境的不同,會產(chǎn)生各種對電波影響的情況,使傳送的電波隨時間而惡化衰落,稱之為時變惡化因素.主要表現(xiàn)在:大氣吸收衰耗(2)雨霧引起的散射損耗(3)多徑衰落.(4)微波頻率選擇性的衰落355.5.4數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的主要技術(shù)1.抗衰落的技術(shù)微波數(shù)字微波常采用的抗衰落措施有:(1)自動增益控制(AGC)技術(shù):這是在收信機中頻中普遍采用的抗衰落技術(shù),一般使用在中頻放大器中.(2)頻率分集技術(shù):采用兩個或兩個以上具有一定頻率間隔的微波頻率,同時發(fā)送和接收同一信息(3)空間分集技術(shù):在空間不同垂直高度設(shè)置幾副天線,同時接收一個發(fā)射天線的微波信號,然后合成或選擇其中一個強信號,有幾副幾副接收天線就稱幾重分集.(4)自適應(yīng)均衡技術(shù):頻域自動均衡---利用中頻通道中插入的補償網(wǎng)絡(luò)的頻率特性來補償實際信道頻率特性的畸變,從而達到減少頻率選擇性衰落的影響的目的.時域自適應(yīng)均衡—用于消除各種形式的碼間干擾,正交干擾以及最小相位和非最小相位衰落等.36數(shù)字微波常采用的抗衰落措施有:36２．ＳＤＨ數(shù)字微波實用的調(diào)制解調(diào)技術(shù)為了提高Ｃ／Ｎ和降低誤碼，提高編碼質(zhì)量和功率利用率，特把糾錯編碼與調(diào)制器作為一個整體來考慮，這種調(diào)制稱為網(wǎng)格編碼（ＴＣＭ）調(diào)制，在ＳＴＭ－１中一般采用ＴＣＭ－６４ＱＡＭ調(diào)制，而解調(diào)采用維特比譯碼器．今后將進一步提高調(diào)制狀態(tài)數(shù)及嚴格限帶，可能實現(xiàn)１０２４ＱＡＭ／２０４８ＱＡＭ或更高電平ＱＡＭ調(diào)制技術(shù)．37２．ＳＤＨ數(shù)字微波實用的調(diào)制解調(diào)技術(shù)為了提高Ｃ／Ｎ和降第4.2章數(shù)字微波通信技術(shù)4.21.1概述4.21.1微波通信發(fā)展微波通信是指用微波頻率作載波攜帶信息,通過無線電波空間進行中繼(接力)通信的方式微波頻率指300MHz~300GHz,波段詳細劃分見按照不同的應(yīng)用要求現(xiàn)代微波通信又可分為：衛(wèi)星通信，移動通信，微波中繼通信，無線電系統(tǒng)，有線微波傳輸以及散射通信等幾種方式為了提高頻帶利用率:新的調(diào)制技術(shù),PDH向SDH轉(zhuǎn)變,未來主干為光纖輔以衛(wèi)星通信和微波通信系統(tǒng)38第4.2章數(shù)字微波通信技術(shù)4.21.1概述微波通信５０公里圖微波中繼通信線路1.通信容量大2.方向性強即抗干擾強3.可以減少地理條件的影響4.波長短,直射波因地球曲面距離受限制39５０公里圖微波中繼通信線路1.通信容量大24.21.2微波通信的特點“微波、多路、接力”?！拔⒉ā笔侵肝⒉üぷ黝l段寬，它包括了分米波、厘米波和毫米波三個頻段?！岸嗦贰笔侵肝⒉ㄍㄐ诺耐ㄐ湃萘看?，即微波通信設(shè)備的通頻帶可以做得很寬?！敖恿Α笔悄壳皬V泛使用于視距微波的通信方式。用于傳輸頻分多路-調(diào)頻制（FDM-FM）基帶信號的系統(tǒng)叫作模擬制微波通信系統(tǒng)；用于傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)叫作數(shù)字微波通信系統(tǒng)404.21.2微波通信的特點“微波、多路、接力”。數(shù)字微波除了具有上面所說的微波通信的普遍特點外，還具有數(shù)字通信的特點：（1）抗干擾性強、整個線路噪聲不累積；（2）保密性強，便于加密；（3）器件便于固態(tài)化和集成化，設(shè)備體積小、耗電少；（4）便于組成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）。數(shù)字微波的缺點:要求信道帶寬較寬,因而產(chǎn)生了頻率選擇性衰落,其抗衰落技術(shù)比模擬微波復(fù)雜41數(shù)字微波除了具有上面所說的微波通信的普遍特點外，還具有數(shù)字通4.21.3微波中繼通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的地位終端端局交換中心交換中心交換中心端局終端微波中繼交換中心交換中心衛(wèi)星通信光纖通信424.21.3微波中繼通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的地位終端端局交換4.22數(shù)字微波通信系統(tǒng)4.22.1數(shù)字微波通信系統(tǒng)的組成信源信道信宿信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯碼器噪聲干擾發(fā)端基帶信號收端基帶信號頻帶傳輸信道數(shù)字微波通信系統(tǒng)模型434.22數(shù)字微波通信系統(tǒng)信信信信信數(shù)數(shù)信信噪聲發(fā)端基帶信4.22.2

數(shù)字信道的性能指標傳輸容量(1)波特率RB:是指系統(tǒng)每秒能傳送的碼元數(shù)，單位波特(2)比特率Rb：是指每秒鐘通信系統(tǒng)所傳輸?shù)男畔⒘?單位比特／秒2.傳輸質(zhì)量（１）碼元誤碼率：（２）比特誤碼率：444.22.2數(shù)字信道的性能指標傳輸容量(2)比特率Rb：3.信道頻帶利用率:是指單位頻帶的信息傳輸速率,即每赫茲秒所傳送的比特數(shù),記作b/(s.Hz)453.信道頻帶利用率:是指單位頻帶的信息傳輸速率,即每赫茲秒4.23微波中繼通信系統(tǒng)4.2３.１數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的基本組成端站中間站樞紐站再生中繼站端站端站圖．數(shù)字微波中繼線路組成處于線路兩端或分支線路終點的站,可上下全部支路信號,可配備ADM或TM設(shè)備處于長途干線上,需要完成數(shù)個方向上的通信任務(wù)溝通本站上下部分支路,另外溝通干線上兩個方向之間通信對收到的已調(diào)信號進行解調(diào),判決再生,轉(zhuǎn)發(fā)至下一方向464.23微波中繼通信系統(tǒng)端站中間站樞紐站再生中繼站端站端站微波中繼站的中繼方式可以分為直接中繼(射頻轉(zhuǎn)接),外差中繼(中頻轉(zhuǎn)接),基帶中繼(再生中繼)三種方式微波放大微波放大移頻(a)直接中繼方式(b)外差中繼方式低噪聲放大功率放大下變頻上變頻中放設(shè)備量少,電源功耗低,適于不須上下話路的無人值守中繼站47微波中繼站的中繼方式可以分為直接中繼(射頻轉(zhuǎn)接)低噪聲放大功率放大下變頻上變頻中放解調(diào)調(diào)制中放載波載波圖基帶中繼方式48低功下上中解調(diào)中載波載波圖基帶中繼方式114.23.2數(shù)字微波中繼通信的波道及其射頻頻率配置1.波道的設(shè)置

一條微波線路提供的可用帶寬一般都比較寬,(幾百兆).而一般收發(fā)信機的通頻帶較之小的多,(幾十兆).為了使一條微波通信線路的可用帶寬得到充分利用,將微波線路的可用帶寬劃分成若干頻率小段,并在每個頻率小段上設(shè)置一套微波收發(fā)信機,構(gòu)成一條微波通信的傳輸通道,也稱為波道.通常一條微波通信線可以設(shè)置6,8,12個波道2.射頻波道配置波道頻率配置的原則:在給定的可用頻率范圍內(nèi)盡可能多安排波道數(shù),增加通信容量;減少各波道間的干擾,以提高通信質(zhì)量;有利于通信設(shè)備的標準化,系列化.494.23.2數(shù)字微波中繼通信的波道及其射頻頻率配置1.(1)一個波道的頻率配置(a)二頻制：優(yōu)點占用頻帶窄，頻率利用率高．缺點存在反向干擾f1f2f1f2f2f1f2f1ABCD越站干擾反向干擾f1f3f1f3f2f4f2f14ABCD越站干擾(b)四頻制：優(yōu)點不存在反向干擾，缺點占用頻帶比二頻制寬一倍50(1)一個波道的頻率配置(a)二頻制：優(yōu)點占用頻帶窄，頻解決越區(qū)干擾的有效措施之一:是在設(shè)計微波線路時,使相鄰的第四微波站不要選擇在第一、二兩微波站的延長線上１２３４越區(qū)干擾１２３４越區(qū)干擾１２３４無越區(qū)干擾越區(qū)干擾與無越區(qū)干擾示意圖51解決越區(qū)干擾的有效措施之一:是在設(shè)計微波線路時,使相鄰的第四（２）多個波道的頻率配置Ａ方向Ｂ方向Ａ方向Ｂ方向圖一.收發(fā)頻率相間排列方式缺點:收發(fā)要分開使用天線圖二.收發(fā)頻率集中排列方始每個波道采用二頻制,收發(fā)頻率間隔大,可以共用一副天線52（２）多個波道的頻率配置Ａ方向Ｂ方向Ａ方向Ｂ方向圖一.收發(fā)4.24微波傳輸信道

微波傳輸信道包括微波的傳輸空間,天線和饋線等微波傳輸設(shè)備,在兩個微波站之間的電波傳播存在衰減,這種衰減可以按自由空間天線能量的衰落進行計算,但實際傳播情況與兩站所處的環(huán)境和自然環(huán)境有關(guān).4.24.1微波傳播特性1.自由空間傳播所謂電波傳播的自由空間.理想的介質(zhì)空間，自由空間里充滿了均勻、理想的介質(zhì)。電波在自由空間的傳播損耗指電波在自由空間傳播時的擴散損耗。在理想自由空間傳播的電波，不產(chǎn)生反射、折射、吸收、散射及熱損耗。534.24微波傳輸信道微波傳輸信道包括微波dAPt接收天線的有效面積ＢPr天線接收到的功率為：其中：Pt----發(fā)射功率；c—光速f---工作頻率；d---收、發(fā)距離路徑損耗用分貝表示：接收功率為：54dAPt接收天線的有效面積ＢPr天線接收到的功率為：其中：P例．已知微波設(shè)備發(fā)信功率為1W，工作頻率為3800MHz，兩站間距離45km，收、發(fā)天線增益為39dB，饋線衰減每端為2dB，分路系統(tǒng)每端為1dB，求收信電平。解：

Ls=-32.4-20lgd-20lgf=-92.4-20lg45-20lg3.8=137.1(dB)Pr=Pt+Gt+Gr-（Lft+Lft）-LO=30+39+39-（（2+1）+（2+1））-137.1=-35.1(dBm)答：收信電平為-35.1dBm。55例．已知微波設(shè)備發(fā)信功率為1W，工作頻率為3800MHz，兩2.最大視距h1h2dR0其中：Ｒ0＝6370km為地球半徑．５.４.２微波反射特性TRAPh2h1dr1r2直射波行程：反射波行程：行程差：假設(shè)d>>h1h2:562.最大視距h1h2dR0其中：Ｒ0＝6370km為地球半反射波與直射波因行程差引起相位差：另外，反射引起180度相移,因此接收到的合成電場的強度為:L0反映距離因素造成的衰減,Lr反映反射因素附加的衰減．57反射波與直射波因行程差引起相位差：另外，反射引起180度相移當行程差遠遠小于波長時:58當行程差遠遠小于波長時:21惠更斯的電磁波動性學(xué)說:光和電磁波都是一種振動,振動源周圍的媒質(zhì)是有彈性的,故一點的振動可通過媒質(zhì)傳遞給鄰近的質(zhì)點,并依次向外擴展,而成為在媒質(zhì)中傳播的波.根據(jù)惠更斯原理:一個點源的振動傳遞給鄰近的質(zhì)點后,就形成了二次波源,三次波源等,若點源發(fā)出的是球面波,那么其產(chǎn)生的二次,三次波前面也應(yīng)是球面波.費涅耳在這個基礎(chǔ)上又提出了”費涅耳區(qū)”的概念,進一步解釋了電波的反射,繞射等現(xiàn)象,并為實踐所證實.２．費涅爾區(qū)59惠更斯的電磁波動性學(xué)說:光和電磁波都是一種振動,振動源周圍的費涅耳區(qū)的概念：滿足的所有點Ｐ的集合TRPd1d2dF1第二費涅耳區(qū)第一費涅耳區(qū)求第一費涅耳區(qū)的半徑：因為在邊界上滿足所以：60費涅耳區(qū)的概念：滿足收信點場強與各費涅爾區(qū)的關(guān)系：相鄰費涅爾區(qū)在收信點Ｒ產(chǎn)生的場強反相，奇數(shù)費涅爾區(qū)使收信場強增強，偶數(shù)費涅爾區(qū)使收信場強減弱．實際微波系統(tǒng)線路設(shè)計時第一件事是線路勘探，大致確定微波站的選點．在一條微波接力線上，不僅要求相鄰的兩個接力站之間通視,而且要求兩站之間應(yīng)保證第一費涅爾區(qū)的完整性,因此,應(yīng)驗算余隙及接收電平能否滿足要求,仔細計算天線的高度.即:讓反射點落在奇數(shù)費涅爾區(qū)(如第一費涅爾區(qū))的邊緣附近61收信點場強與各費涅爾區(qū)的關(guān)系：實際微波系統(tǒng)線路設(shè)計時第一件事路徑上刃形障礙物的阻擋損耗:刃形障礙物的阻擋使電波傳播損耗增加,這個增加的損耗叫做附加損耗,這將使自由空間條件下的收信點電平降低.在傳播路徑上有刃形障礙物阻擋時(a)如果障礙物的尖峰恰好落在收發(fā)兩端天線上（hc=0)時，附加損耗為６dB；(b)當障礙物峰頂超出連線（hc為負)時，附加損耗很快增加；(c)當障礙物頂峰在連線以下，且相對余隙hc／F1大于０.５,附加損耗在0dB左右，實際傳播損耗與自由空間損耗接近．62路徑上刃形障礙物的阻擋損耗:刃形障礙物的阻擋使電波傳播損耗增余隙的計算：He：地球突起高度63余隙的計算：He：地球突起高度26He：地球突起高度的求解BCAEDd1d2K為等效地球半徑系數(shù)，R0=6370km64He：地球突起高度的求解BCAEDd1d2K為等效地球半徑系３．等效地球半徑由于大氣的折射作用，使實際的電波傳播不是按直線進行，而是按曲線傳播的．為了便于分析，引入等效地球半徑的概念，把電波射線仍然看成直線，而把地球的半徑Ｒ0等效為Red1d2dK=2/3K=1K=4/3真實地球ad1d2daeK=2/3K=1K=4/3等效后電波射線hc實際電波射線等效后的情況TRTRＫ決定于折射率梯度，也即受溫度，濕度和壓力等條件影響，它是反映對流層氣象條件變化對電波傳播影響的重要參數(shù)，是電路設(shè)計必須考慮的重要因素65３．等效地球半徑由于大氣的折射作用，使實際的電波傳播不是按直66295.5.3SDH微波系統(tǒng)的主要設(shè)備端站設(shè)備分為終端站,中間站和分路站(1)終端站設(shè)備配置運行、管理、維護和參考配置功能STM-4復(fù)用器:IFModemCh.ACh.BOAMP發(fā)信機Ch.ACh.B收信機Ch.ACh.B去發(fā)信天線自收信天線CNet4XSTM-1或４X63X2Mb/sSTM-4光接口ＳＤＨ復(fù)用設(shè)備ＳＤＨ微波傳輸設(shè)備圖終端站設(shè)備配置622Mb/s675.5.3SDH微波系統(tǒng)的主要設(shè)備端站設(shè)備運行、管理、維只具備ＳＴＭ－Ｎ速率的接口，無復(fù)用設(shè)備和ＳＤＨ傳輸設(shè)備，可放在樞紐站上，用作某方向的信號轉(zhuǎn)接．(2)中間站設(shè)備IFModemCh.ACh.B發(fā)信機Ch.ACh.B收信機Ch.ACh.B去發(fā)信天線自收信天線STM-4光接口ＲＦ圖中間端站設(shè)備配置ＩＦ68只具備ＳＴＭ－Ｎ速率的接口，無復(fù)用設(shè)備和ＳＤＨ傳輸設(shè)備，可放（３）分路站設(shè)備

配備有ＳＤＨ分插復(fù)用設(shè)備（ＡＤＭ），具有ＳＴＭ－４的接口和有限個支路接口．ＳＴＭ－４用于溝通干線兩個方向的通信，２Mb/s接口用于本地上下支路ＳＤＨ分