现代通信技术概论 教学课件 作者 崔健双 第5章数字微波通信系统.ppt

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1、现代通信技术概论2第5章数字微波通信系统5.1概述5.2微波的视距传播特性5.3数字微波通信系统35.1概述5.1.1基本概念5.1.2微波通信发展历程5.1.3微波通信的特点5.1.4微波通信系统的分类5.1.5微波通信的应用45.1.1基本概念微波是指波长在1nm~1m或频率为300MHz-300GHz的电磁波。微波通信指的是以微波频率作为载波，通过中继接力方式实现的一种通信方式。55.1.2微波通信的发展历程19世纪30年代中期出现了工作在VHF频段的第一个商用模拟无线通信系统。二战期间出现了UHF频段的军用无线中继通信系统。1951年，美国纽约到旧金山之间成功开通了商用的微

2、波通信线路。在随后的二三十年间，模拟微波通信系统迅速发展。我国从“七五”期间开始引入微波通信系统。20世纪70年代末出现了采用简单QPSK、8PSK等的商用数字微波通信系统。20世纪80年代，随着数字信号处理技术和大规模集成电路的发展，微波通信系统得到迅速发展。20世纪90年代后出现了容量更大的数字微波通信系统65.1.3微波通信的特点频带宽，传输容量大适于传送宽频带信号天线增益高，方向性强外界干扰小，通信线路稳定可靠投资少，建设快，通信灵活性大中继通信方式75.1.4微波通信系统的分类模拟微波通信系统数字微波通信系统85.1.5微波通信的应用作为干线光纤传输的备份和补充边远地区和

3、专用通信网中为用户提供基本业务市内的短距离支线连接无线宽带业务接入95.2微波的视距传播特性5.2.1天线高度与传播距离5.2.2自由空间传播损耗5.2.3地面效应和大气效应105.2.1天线高度与传播距离115.2.2自由空间传播损耗在半径为d的球面上的功率（电通量）密度为辐射源发出的总辐射功率传播（或扩散）因子：125.2.2自由空间传播损耗实际微波通信中采用的天线均有方向性，对于发射天线而言，天线增益Gt表示天线在最大辐射方向上单位立体角的发射功率与无方向天线单位立体角的发射功率的比值。此时，与发射源相距d的单位面积所接收的功率为135.2.2自由空间传播损耗对于接收天线而言

4、，天线增益Gr表示天线接收特定方向电波功率的能力。根据天线理论，天线的有效面积为若接收机与发射机的距离为d，接收天线的有效面积为A，发射天线的增益为Gt，接收天线的增益为Gr，则接收到的信号载波功率为145.2.2自由空间传播损耗若不考虑发射天线增益Gt和接收天线增益Gr，电波的自由空间损耗定义为发射功率与接收功率之比，即通常用分贝表示自由空间传播损耗，即155.2.2自由空间传播损耗若考虑发射天线增益Gt和接收天线增益Gr，则将这种有方向性的传播损耗称为系统损耗，通常用L表示，其分贝形式为165.2.3地面效应和大气效应地面效应传播路径上障碍物的阻挡或部分阻挡引起的损耗电波在平滑

5、地面（如水面、沙漠、草原等）的反射引起的多径传播，进而产生接收信号的干涉衰落。地面反射电波在比较平滑的地表面上传播时会产生强烈的镜面反射，形成多径传播。大气效应大气对微波传输所产生的影响主要有大气损耗、雨雪天气引起的损耗以及大气折射引起的损耗。175.3数字微波通信系统5.3.1中继通信线路与设备组成5.3.2微波波道及其频率配置5.3.3发信设备5.3.4收信设备5.3.5天馈线系统185.3.1中继通信线路与设备组成数字微波通信线路195.3.1中继通信线路与设备组成数字微波通信系统组成用户终端；交换机；数字终端机；微波站205.3.1中继通信线路与设备组成用户终端直接为用户所

6、使用的终端设备。如电话机、传真机、计算机、调度电话机等。交换机用户可通过交换机进行呼叫连接，建立暂时的通信信道或电路。这种交换可以是模拟交换，也可以是数字交换。目前，大容量干线绝大部分采用数字程控交换机。数字终端机实际上是一个数字电话终端复用/分接设备，其基本功能是把来自交换机的多路信号进行复接，复接信号送往数字微波传输信道。同时把来自微波终端站的复接信号进行分接，分接信号送往交换机。215.3.1中继通信线路与设备组成微波站数字微波终端站数字微波中继站数字微波分路站数字微波枢纽站225.3.1中继通信线路与设备组成数字微波终端站数字微波终端站指的是位于线路两端或分支线路终点的微波

7、站。在SDH微波终端站设备中包括发信端和收信端两大部分。SDH微波终端站的发信端主要负责完成主信号的发信基带处理（包括CMI/NRZ变换、SDH开销的插入与提取、微波帧开销的插入和旁路业务的提取等）、调制（包括纠错编码、扰码和差分编码等）、发信混频和发信功率方法等。SDH微波终端站的收信端主要负责完成主信号的低噪声接收（根据需要可含分集接收和分集合成）、解调（含中频频域均衡、基带或中频时域均衡、收信差分译码、解扰码和纠错译码等）以及收信基带处理（含旁路业务的提取、微波