微波通信原理全解.pptx

《微波通信原理全解.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微波通信原理全解.pptx（42页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、12-2月-23无线通信产品点对点数字微波点对点数字微波 21367/81518233826E1E3/16E1STM-12x E14 x E18 x E1HNM&Starview/SNMP Proxy Network Management11 GHz7/8 GHz5/6 GHzMegaStar 155N x STM-11:NAurora 2400STM-0ConstellationGHz11Aurora 5800GalaxyMicroStar EMicroStar LMicroStar MMicroStar H第1页/共42页12-2月-23室内单元室内单元（IDU）四个部分四个部分天线天线

2、产品结构产品结构互连电缆互连电缆小巧的室外单元小巧的室外单元（ODU）标准天线集成天线第2页/共42页12-2月-2315/18/23/26/38GHz天线全室外信道机单根电缆接口用于电源和信号的接入无线遥控天线调整装置第3页/共42页12-2月-23典型应用典型应用(移动网移动网)Intra-CityIntra-CityHigh Frequency(no congestion)High FrequencyCongested EnvironmentMobileTelephoneSwitchingOfficeCentralOfficeBTSBTSBTSBTSBTSBTSLow Frequency

3、Medium EfficiencyNetworkManagement 第4页/共42页12-2月-23Low FrequencyHigh CapacityBackboneHigh FrequencyLow/Medium CapacitySpurs典型应用典型应用(接入网接入网)第5页/共42页12-2月-23微波通讯基础微波通讯基础第6页/共42页12-2月-23侧视图侧视图俯视图俯视图主瓣副瓣副瓣主瓣半功率角抛物面天线抛物面天线第7页/共42页12-2月-23天线调整天线调整在天线俯仰或水平调整过程中，会出现如右下图的电压波形。一旦发现这种情况，其电压最大点位置，即为俯仰或水平方向的主瓣位置

4、，该方向无需再作大范围调整，只需把天线微调到电压最大点位置及可。天线的俯仰及水平的调整方法是一样的。当天线对得不太准时，有可能在一个方向上只能测到一个很小的电压，这种时候需要两端配合，进行粗调，把两端天线大致对准。AGC电压检测点VAGC副瓣位置主瓣位置角度第8页/共42页12-2月-23天线调整天线调整天线的调整过程中常常会出现如右图的两种错误情况，即把天线对到副瓣上，使得收信电平达不到设计指标正确错误错误第9页/共42页12-2月-23抛物面天线抛物面天线天线增益G=20logf(GHz)+20logD(m)+20.4+10log dB其中f为频率，D为天线口径，为天线效率，一般为50-6

5、0，天线半功率角其中 是波长，D是天线口径第10页/共42页12-2月-23主瓣和副瓣对于均匀激励的天线，主副瓣电平差为17.6dB，但是如果采用非均匀激励，其副瓣电平可以很底。但实际上天线的口径遮挡，加工精度及照射器的非理想性都会提高副瓣电平的幅度，但在一般情况下，主副瓣电平差总在10dB以上。抛物面天线抛物面天线第11页/共42页12-2月-23大口径天线的调整大口径天线的调整DD其中D是天线口径，如右图的夹角就是天线的俯仰角：而俯仰角可从设计书上查到 可从地图参数计算(弧度）第12页/共42页12-2月-23d其中a为地球半径6370KM，K为大气折射因子天线俯仰角天线俯仰角第13页/共

6、42页12-2月-23 馈线损耗 对7/8GHZ频段，椭圆馈线损耗一般为：6dB/100m 对13GHZ频段，软波导损耗为：0.59dB/m 对15GHZ频段，软波导损耗为：0.99dB/m馈线馈线第14页/共42页12-2月-23收信电平收信电平设备入口的收信电平为其中 为发端设备的出口发信功率，为发，收端天线增益，为两端馈线损耗，为自由空间损耗注：MICROSTAR，及GLOBESTAR设备显示的收信电平是收信机的入口电平第15页/共42页12-2月-23雨雾衰耗雨雾衰耗在10GHZ频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能会引入几个分贝。在10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨

7、损耗的限制，如对13GHZ以上频段，100mm/小时的降雨会引起5dB/km的损耗，所以在13GHZ，15GHZ频段，一般最大中继距离在10km左右在20GHZ以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里越高频段雨衰越厉害！高频段可以做用户级传输第16页/共42页12-2月-23阻挡和费涅尔半径阻挡和费涅尔半径TR一阶费涅尔半径如下：一般情况余隙都要保证一个一阶费涅尔半径(7/8GHZ)第17页/共42页12-2月-23传输余隙传输余隙TR0.50dB1.0-10-60当相对余隙大于0.5，阻挡损耗为0dB,障碍物的顶部恰好在视距连线上时，阻挡损耗为6dB。余隙第18页/共42页12-2月

8、-23余隙计算余隙计算d地球凸起高度：其中K为大气折射因子路径余隙的计算公式如下：余隙可得大于一阶费涅尔半径第19页/共42页12-2月-23大气折射大气折射R哇！微波是弯着走的因为大气折射的影响，波在传播过程中，实际上是弯因为大气折射的影响，波在传播过程中，实际上是弯曲的。大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效曲的。大气折射的最后效果可看成电磁波在一个等效半径为半径为 的地球上空沿直线传播。的地球上空沿直线传播。即：即：=KR R=KR R为实际地球半径。为实际地球半径。K K值的实际测量平均值为值的实际测量平均值为4/34/3左右。但实际地段的左右。但实际地段的K K值和值和该地段的气象

9、有关，可以在较大范围内变化，影响视该地段的气象有关，可以在较大范围内变化，影响视距传播。距传播。第20页/共42页12-2月-23衰落及其原因衰落及其原因多径衰落由于折射波，反射波，散射波等多途径传播引起的衰落。多径衰落周期较短一般为几秒。多径衰落又叫频率选择性衰落。合成波的电平比正常传输低称为下衰落，比正常传输高称为上衰落地面大气不均匀水面光滑地面是主要原因第21页/共42页12-2月-23衰落及其原因衰落及其原因K型衰落由于折射系数（K）的变化，使直射波和地面反射波相干涉而产生的衰落，或直射波因折射下凹而被地面的高地或高山阻挡而发生的绕射性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟还是气候原因第2

10、2页/共42页12-2月-23衰落及其原因衰落及其原因波导型衰落在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面的波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这种衰落的时间较长，有时可达几十分钟所以设计时就要考虑当地地形与气候第23页/共42页12-2月-23微波站分类微波站分类终端站中继站枢纽站 背靠背天线 反射板有源无源 再生中继 中频中继 射频中继第24页/共42页12-2月-23背靠背无源背靠背无源这种情况往往用大口径天线，天线调整要借助于仪表。费时较长近端距离要小于5KM第25页/共42页12-2月-23反射板无源反射板无源全程自由空间损耗为：（km）（km）其中 a 为反射板有效

11、面积面积A第26页/共42页12-2月-23通讯系统23 GHz(n x E1)38 GHz(n x E1)13 GHz(n x E1)15 GHz(n x E1)BTSMicroStarBTSMicroStarBTSMicroStar PlusBTSMicroStarBSCMicroStarMSCMSCMicroStarGlobeStar,QUADRALINK or MegaStar SDH 2-11 GHz(1E1-STM1)2-11 GHz 1E1/STM1GlobeStar,QUADRALINK or MegaStar SDHMicroStar PlusGlobeStar,QUADRA

12、LINK or MegaStar SDH 2-11 GHz(1E1-STM1)第27页/共42页12-2月-23无线传输模型无线传输模型调制中放上变频功放滤波调制中放上变频功放滤波放大下变频中放滤波解调发送部分接收部分判决V(t)第28页/共42页12-2月-23等效基带模型等效基带模型认为系统放大，变频等过程是线性的，则传输过程可以等效为如下基带模型h(t)V(t)h(t)即为系统的等效传递函数，到底什么样的传递函数，才能使我们无失真的恢复出数字信号第29页/共42页12-2月-23柰奎斯特准则柰奎斯特准则第一准则：抽样点无失真，或无码间干扰n=00,第二准则：转换点无失真准则，或过零点无抖

13、动全响应信号部分响应信号第30页/共42页12-2月-23基带信号的最佳检测基带信号的最佳检测一般信道都为高斯白噪声信道，上述基带传输模型又可表达为：N(t)为保证抽样点信噪比最大，要求收发滤波器匹配。即互为共轭。或：第31页/共42页12-2月-23二径传输模型二径传输模型Rummler的二径传输模型第32页/共42页12-2月-23分集接收分集接收天线间距100到200当其中一面天线发生多径干扰时,另一面天线不会发生多径干扰.要求天线间的相关系数小,而塔又不可能造得很高,所以一般情况下,相关系数取0.5到0.6之间第33页/共42页12-2月-23均衡均衡频域均衡：信号频谱多径衰落斜率均衡

14、均衡后频谱频域均衡只能均衡信号的幅频特性，不能均衡相位频谱特性，但是电路简单第34页/共42页12-2月-23均衡均衡时域均衡：.均衡前均衡后时域均衡直接抵消码间干扰TTT第35页/共42页12-2月-23时域均衡时域均衡传统:为克服延时线问题,常采用判决反馈均衡器,特点是体积大,级数不可能做得太多现在:采用高速A/D器,及FPGA电路,电路体积小,可以做很多级.如HARRIS的MEGASTAR采用11级的全数字横向均衡器第36页/共42页12-2月-23调制调制 大容量微波:要求调制,解调简单,频率利用率高，信号星座点分 布合理以保证传输质量所以常采用QAM调制方式 中小容量微波:要求调制方

15、式对器件的线性要求不高,所以常采用,象FSK,PSK等的恒包络调制第37页/共42页12-2月-23调制调制QPSK调制:其中g(t)为升余弦脉冲当时,上述信号即成为16QAM调制如果把正交通道的信号延时半个码元的时间,那上述的调制方式又分别成为OQPSK,或SQAM第38页/共42页12-2月-23调制调制16QAM的信号星座点IQ判决线第39页/共42页12-2月-23调制调制恒包络调制当时,为PSK调制当为FSK调制此类调制通称为功率-频谱有效调制.要求相位连续性好，即频谱效率高抗误码性能好。如MSK,GMSK,TFM等都是认为性能较好常用的调制方式。第40页/共42页12-2月-23谢谢谢谢!第41页/共42页12-2月-23感谢您的观看！第42页/共42页