第20章--数字微波中继通信技术(课堂PPT).ppt

第20章数字微波中继通信技术20.1数字微波中继通信的概念微波中继通信分为模拟微波中继通信和数字微波中继通信两类，模拟微波中继通信虽然出现早、技术成熟，但正逐渐被数字微波中继通信所取代。目前数字微波中继通信已成为通信领域中一种重要的传输手段，并与卫星通信、光纤通信一起成为当今三大通信传输技术。所以，若不加说明，本章介绍的内容都是指数字微波中继通信。微波频段的频率范围为300MHz～300GHz，所对应的波长范围为1m～1mm。微波频段可细分为特高频（UHF）频段/分米波频段、超高频（SHF）频段／厘米波频段和极高频（EHF）频段／毫米波频段。由于卫星通信实际上也是在微波频段采用中继（接力）方式进行的通信，只是其中继站设在卫星上而已，因此，为了与卫星通信相区别，这里所说的微波中继通信是限定在地面上的。图20―1是A、B两地间的远距离地面微波中继通信系统的示意图。图20―1微波中继通信示意图也许有人会问：“为什么要采用中继通信方式呢？”对于地面上的远距离微波通信，采用中继方式的直接原因有两个：一是微波传播具有视距传播特性，即电磁波是沿直线传播的，而地球表面是个曲面，因此若通信两地之间距离较长，且天线所架高度有限，则发信端发出的电磁波就会受到地面的阻挡，而无法到达收信端。所以，为了延长通信距离，需要在通信两地之间设立若干中继站，进行电磁波转接；另一个原因就是微波在传播过程中有损耗，在远距离通信时有必要采用中继方式对信号逐段接收、放大和发送。微波中继通信主要用来传送长途电话信号、宽频带信号（如电视信号）、数据信号、移动通信系统基地站与移动业务交换中心之间的信号等，还可用于通向孤岛等特殊地形的通信线路以及内河船舶电话系统等移动通信的入网线路。20.2数字微波中继通信的特点（2）受外界干扰的影响小。工业干扰、天电干扰及太阳黑子的活动对微波频段通信的影响小（当通信频率高于100MHz时，这些干扰对通信的影响极小），但这些干扰源严重影响短波以下频段的通信。因此，微波中继通信信号比较稳定和可靠。（3）通信灵活性较大。微波中继通信采用中继方式，可以实现地面上的远距离通信，并且可以跨越沼泽、江河、湖泊和高山等特殊地理环境。在遭遇地震、洪水、战争等灾祸时，通信的建立、撤收及转移都比较容易，这些方面比电缆通信具有更大的灵活性。（4）天线增益高、方向性强。中继通信可以减小对发射功率的要求而获得满意的通信效果。另外，由于微波具有直线传播特性，因此，可利用微波天线把电磁波聚集成很窄的波束，使微波天线具有很强的方向性，以减少通信中的相互干扰。（5）投资少、建设快。在通信容量和质量基本相同的条件下，按话路公里计算，微波中继通信线路的建设费用不到同轴电缆通信线路的一半，而且还可以节省大量的有色金属，另外，建设时间也比后者短。20.3数字微波中继通信系统的组成图20―2微波中继通信网线路图与通信线路相对应，微波中继通信系统的设备连接方框图如图20―3所示。系统主要设备有：1.用户终端用户终端是逻辑上最靠近用户的输入／输出设备，如自动电话机、电传机、计算机、调度电话机等。用户终端主要通过交换机集中在微波终端站或微波分路站。图20―3微波中继通信线路组成框图2.交换机交换机既可实现本地用户终端之间的业务互通（如实现本地话音用户之间的通话），又可通过微波中继通信线路实现本地用户终端与远地（对端交换机所辖范围）用户终端之间的业务互通。交换机配置在微波终端站或微波分路处。3.终端复用设备终端复用设备的基本功能是将交换机送来的多路信号或群路信号进行适当变换，然后送到微波终端站或微波分路站的发信机；将微波终端站或微波分路站的收信机送来的多路信号或群路信号适当变换后送到交换机。模拟微波中继通信系统的终端复用设备是频分多路载波机；数字微波中继通信系统的终端复用设备是时分多路数字终端机，包括增量调制（ΔM）和脉冲编码调制（PCM）两种制式。终端复用设备配置在微波终端站或微波分路站。4.微波站微波站的基本功能是传输来自终端复用设备的群路信号。按其与终端复用设备的连接关系，微波站分为终端站、分路站和中继站，如图20―3所示。当两条以上的微波中继通信线路在某一微波站交汇时，该微波站称为枢纽站，它具有通信枢纽功能。微波分路站和枢纽站统称微波主站，微波中继站和分路站统称微波中间站。微波站的主要设备包括发信设备、收信设备、天馈系统、电源设备以及保障通信线路正常运行和无人维护所需的监测控制设备等。20.4数字微波中间站的转接方式图20―4微波中继转接方式1.基带转接方式中间站把来自某一通信方向载频为f1的接收信号经对应中继机（微波收发信机）的天馈系统（天线馈线系统），传送到收信机。再经微波低噪声放大器后，与该中继机的接收机本振信号混频，混频输出信号经中放后送到解调器解调并输出基带信号，对基带信号进行