数字微波基础精.ppt

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1、数字微波基础第1页，本讲稿共33页 微微微微 波波波波 基基基基 础础础础现代通信传输现代通信传输:数字微波通信和光纤通信、卫星通信数字微波通信数字微波通信:以微波作为载体，传送基带数字信号微波频率微波频率:300MHz30GHz传输方式传输方式:视距传输第2页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础枢纽站端站端站中继站端站数字微波中继通信示意图端站中继站第3页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础1.由室内单元由室内单元IDU（调制解调）和室外单元（调制解调）和室外单元ODU（微波收发信）两部分组成（微波收发信）两部分组成2.配对通信系统，无主从关系，一个配对即

2、为一跳配对通信系统，无主从关系，一个配对即为一跳3.IDU和和ODU之间的通信由中频电缆来完成之间的通信由中频电缆来完成基本构成基本构成第4页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础信信源源信信源源编编码码发发信信基基带带调调制制发发信信中中频频滤滤波波上上变变频频功功率率放放大大微微波波滤滤波波同步系统同步系统同步系统同步系统收收信信信信源源解解码码收收信信基基带带解解调调收收信信中中频频滤滤波波下下变变频频低低噪噪声声放放大大微微波波滤滤波波双双工工器器自由空间自由空间设备原理框图设备原理框图第5页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础IDUIDUIDUIDU

3、主要负责基带信号的处理。主要负责基带信号的处理。主要负责基带信号的处理。主要负责基带信号的处理。对于用户来说，IDU可以说是直接面对用户的传输码型？传输速率？接口类型？如何网管？供电方式？根据我们的设备，如何回答上述问题第6页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础ODUODUODUODU主要射频信号的收发和上下变频主要射频信号的收发和上下变频主要射频信号的收发和上下变频主要射频信号的收发和上下变频对于用户来说，ODU对他的影响是频率的申购和带宽占用的考虑对于工程安装来说则必须考虑微波信号的传输。第7页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础频率配置频率配置YSYS

4、最近的收、发波道频率间隔。最近的收、发波道频率间隔。XSXS在同一极化面上和同一传输方向上，相邻射频波道中心频。在同一极化面上和同一传输方向上，相邻射频波道中心频。SSSS相同序号的收发射频波道之间的频率间隔。相同序号的收发射频波道之间的频率间隔。ZSZS最外边的那一个射频波道中心频率与频带边频率间隔。最外边的那一个射频波道中心频率与频带边频率间隔。第8页，本讲稿共33页传输方式传输方式(1)地面波传播(2)直射波传播(3)空间波传播电离层(4)散射波传播散射体微微微微 波波波波 基基基基 础础础础第9页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础长距离传输20Km以上一般选用7、8

5、GHz频段短距离传输20Km以下一般选用13、15、18GHz频段传输距离与频率选用第10页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础在平原地区，两端天线挂高在平原地区，两端天线挂高5050米，传输距离约米，传输距离约5050公里公里长距离传输第11页，本讲稿共33页视距传播的理想化几何模型 自由空间传输视距与天线高度的关系自由空间传输视距与天线高度的关系d7.14h 60555045393223传输距离（千米）70605040302010天线高度（米）微微微微 波波波波 基基基基 础础础础第12页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础E圆极化圆极化椭圆极化椭圆极化

6、E垂直极化和水平极化垂直极化和水平极化EE 波的极化是电场矢量在波的极化是电场矢量在空间的取向空间的取向极化特性极化特性第13页，本讲稿共33页衰落现象衰落现象慢衰落和快衰落慢衰落和快衰落上衰落和下衰落上衰落和下衰落闪烁衰落和多径衰落闪烁衰落和多径衰落微微微微 波波波波 基基基基 础础础础第14页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础 衰落原因衰落原因1、传输衰落传输衰落2 2、雨雾衰减、雨雾衰减3 3、大气吸收衰减、大气吸收衰减第15页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础雨衰：微波通信工作频率在雨衰：微波通信工作频率在1010GHzGHz以上以上时，由于电波

7、的波长可以与雨滴比拟，时，由于电波的波长可以与雨滴比拟，所以需要把雨衰的影响专门考虑。所以需要把雨衰的影响专门考虑。瑞利衰落：微波传输会受到环境因素的瑞利衰落：微波传输会受到环境因素的影响产生接收信号的衰落，符合瑞利概影响产生接收信号的衰落，符合瑞利概率特征。率特征。多径衰落多径衰落频率选择性衰落频率选择性衰落衰落分类衰落分类第16页，本讲稿共33页图图.多径传播模型多径传播模型多径衰落多径衰落微微微微 波波波波 基基基基 础础础础第17页，本讲稿共33页抗衰落技术抗衰落技术微微微微 波波波波 基基基基 础础础础分集接收分集接收频率分集空间分集自适应均衡技术自适应均衡技术频域自适应均衡器横向滤

8、波器设备和波道备份设备和波道备份第18页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础f2f1发射机1发射机2接收机1接收机2 将要传输的信息以不同的载频发射出去，且载频之间的间隔够大，在将要传输的信息以不同的载频发射出去，且载频之间的间隔够大，在接收端进行合成或选择，以减轻衰落的影响。接收端进行合成或选择，以减轻衰落的影响。频率分集频率分集第19页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础接收机1接收机2发射机1h在接收端安装几个不同高度的天线，利用电磁波到达各个天线的行程不同来减少或消除衰在接收端安装几个不同高度的天线，利用电磁波到达各个天线的行程不同来减少或消除衰落的

9、影响，这种方法称为空间分集。落的影响，这种方法称为空间分集。空间分集空间分集第20页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm-40dBm-50dBm-60dBm-70dBm信道1接收信号信道2接收信号两信道的合成信号第21页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础自适应均衡技术自适应均衡技术 均衡器指的是起补偿作用的滤波器，按研究的角度或领域，可分为频域均衡器指的是起补偿作用的滤波器，按研究的角度或领域，可分为频域均衡器和时域均衡器两大类。均衡器和时域均衡器两大类。v中频

10、自适应均衡器 针对带内幅频特性失真的波形，产生一个逆特性补偿，以消除多径针对带内幅频特性失真的波形，产生一个逆特性补偿，以消除多径衰落的影响。衰落的影响。v横向均衡器 在时间域内，补偿前后两个相邻脉冲的码间干扰，以使波形失真最小。在时间域内，补偿前后两个相邻脉冲的码间干扰，以使波形失真最小。第22页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础As(f)Ax(f)fIFfnf均衡后的幅频特性fr理想幅频特性频选性衰落中频自适应均衡器中频自适应均衡器第23页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础单相脉冲t0t0+Tst0+2TsT0-TsT0-2Ts横向均衡器横向均衡器接

11、收后信号第24页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础数字微波系统中存在的干扰源数字微波系统中存在的干扰源电路热噪声电路热噪声电子器件内部噪声电子器件内部噪声物体热辐射噪声（由物体热辐射激起）物体热辐射噪声（由物体热辐射激起）宇宙干扰宇宙干扰天电干扰（由大气层中电荷放电所激起）天电干扰（由大气层中电荷放电所激起）工业干扰（来自电气设备的电磁辐射）工业干扰（来自电气设备的电磁辐射）电台干扰电台干扰接收机内部产生的各类干扰接收机内部产生的各类干扰 第25页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础常用的提高系统抗干扰性能方法常用的提高系统抗干扰性能方法增大发射信号功率

12、优点：效果明显优点：效果明显缺点：受到体积、重量、耗电量等的限制，会加剧对其它电台或线路的干扰。缺点：受到体积、重量、耗电量等的限制，会加剧对其它电台或线路的干扰。利用定向天线进行空间选择优点：有助于提高有信号的强度，抑制其它方位上的干扰。优点：有助于提高有信号的强度，抑制其它方位上的干扰。缺点：需要庞大的天线缺点：需要庞大的天线利用窄带滤波器进行频率选择优点：目前通信系统抗干扰的最基本手段优点：目前通信系统抗干扰的最基本手段缺点：工艺复杂，工作频率比较高时很难保证满意的衰减特性。缺点：工艺复杂，工作频率比较高时很难保证满意的衰减特性。另外，还可以通过改善调制和解调的方法，采用纠错和检错技术等

13、方法来提高系统的抗干扰性能。第26页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础选择调制方式主要考虑的几个因素：选择调制方式主要考虑的几个因素：频谱利用率抗干扰能力对传输失真的适应能力抗衰落能力设备的复杂程度第27页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础二相相移键控调制（二相相移键控调制（BPSKBPSK）设备简单，但频谱利用率低，适合小容量的数字系统。设备简单，但频谱利用率低，适合小容量的数字系统。四相相移键控调制（四相相移键控调制（QPSKQPSK）采用正交技术，频谱利用率是采用正交技术，频谱利用率是BPSK方式的两倍，适合于中容量系统。方式的两倍，适合于中容量系

14、统。正交幅相调制（正交幅相调制（16QAM16QAM、64QAM64QAM等）等）频谱利用率是频谱利用率是4PSK方式的两倍，设备复杂程度也相当于它的两倍，适用于大容量系统。方式的两倍，设备复杂程度也相当于它的两倍，适用于大容量系统。数字微波通信常用的调制方式：数字微波通信常用的调制方式：第28页，本讲稿共33页微微微微 波波波波 基基基基 础础础础Eb/N0(BER=110-6)dB(=0.5)b/s Hz1015202PSK4PSK8PSK16QAM64QAM256QAM第29页，本讲稿共33页PDHPDH微波传输容量系列微波传输容量系列微微微微 波波波波 基基基基 础础础础容量系列容量系

15、列系系列列群群号号话话路路数数数数码码率（率（Mbit/s）30路系列路系列基基群群302.048二二次次群群1208.448三三次次群群48034.368四四次次群群1920139.26424路系列路系列基基群群241.544二二次次群群966.312三三次次群群480（日）（日）32.064672（美）（美）44.736四四次次群群1440（日）（日）97.7284031（美）（美）274.176第30页，本讲稿共33页SDHSDH微波传输容量系列微波传输容量系列微微微微 波波波波 基基基基 础础础础容量系列容量系列SDHSONET等等级级速速率率（Mbit/s）等等级级速速率率（Mbit

16、/s）STS-151.840STM-1155.520STS-3155.520STS-9466.560STM-4622.080STS-12622.080STS-18933.120STS-241244.160STS-361866.240STM-162488.320STS-482488.240STS-964976.640STM-649953.280STS-1929953.280第31页，本讲稿共33页 传输速率传输速率 码元传输速率码元传输速率 信息传输速率信息传输速率 误码率误码率 微微微微 波波波波 基基基基 础础础础性能指标性能指标第32页，本讲稿共33页Questions&Answer第33页，本讲稿共33页