现代通信技术之数字微波通信讲义

数字微波通信
现代通信技术
本章主要讨论数字微波通信的基本 概念、常用的调制解调方式以及在进行 系统设计时应考虑的若干问题，简要介 绍了SDH微波通信系统。
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3.1 数字微波通信的基本概念 3.2 数字微波通信中常用的调制与解调技术 3.3 视距传输特性 3.4 数字微波通信系统设计中应考虑的问题 3.5 SDH微波通信系统
1. 由于接收到的已调波信号中无载波频率成分， 所以在收端要设法从已调波中提取原载波信号。 因为提取的载波信号和调相波的载波频率相同， 故称其为相干载波，利用它来进行解调的方法， 称为相干解调。
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2. 2DPSK信号的解调
对2DPSK信号除采用上述的相干解调方法以 外，还可以采用延迟解调，这种方法的原理方框 图，如下图所示。
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2. 四相相对调相信号的解调
四相相对调相信号的解调可采用两种方法进行， 一种是相干解调法。另一种解调方法是延迟解调法， 其方框图如下图所示。
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上面介绍的是四相相移键控的调制及解调的 基本原理。对于八相调制，同样它是提高频谱利 用率的一种方式，它是把码元周期(２π）分成八 种相位，两相位状态之间的相位差为 π／４，每 种相位状态对应一组3比特码，这样它的信息速 率比二相调相时提高了三倍。依此类推可以看出， 随着相数的增加，信息传输速率在提高，但是两 种相位状态之间的相位差在减小，这样使得解调 时产生误码的概率增加。因此，在大容量的数字 微波通信系统中广泛采用了十六进制正交调幅 (16QAM)方式。
三、 微波中继站
由于微波通信采用的是接力传输方式，因 此，长途微波干线上必须要有微波中继站。中 继站的转接方式包括以下三种：
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1.中频转接式中继站 中频转接式中继站采用的是中频接口。
2. 微波转接方式中继站 在微波频率上直接放大，即为微波转 接方式。
3. 目前数字微波通信中常用的转接方式是再 生转接式中继站，其示意图如下图所示。
现代通信技术 一、 四相相移键控信号的产生
1. 四相绝对调相
下图示出了π/４调相系统采用正交调制 法的原理方框图。
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2. 下图示出了一个π/２调相系统的四 相相对调相原理方框图。
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现代通信技术 二、 四相相移键控信号的解调
1. 四相绝对调相信号的解调器方框图如下图所示。
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3.2.3
在现代数字微波传输系统中，为了提高信 息传输速率，常采用多进制的调相技术。即利 用载波的一种相位去携带一组二进制信息码。
相数愈多，传输速率愈高，但相邻载波之 间的相位差愈小，这样就使得接收时易产生误 码而使误码率增加。所以，目前在多相调制方 式中，通常采用四相制和八相制，在这里只介 绍四相调制。
3.1.2 数字微波通信系统的构成
数字微波中继通信线路是由线路两端的 终端站、若干个中继站及分路站构成，如下 图所示。
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现代通信技术 一、 数字微波终端站 二、 天线、馈线系统
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一、 数字微波终端站
在下图中示出，终端站中可包括：微 波收发信设备、调制解调设备以及时分复 用设备。
相移键控又可分为绝对相移键控和相 对相移键控两种。
利用载波相位的绝对数值来传送数字 信息的键控方式，称为绝对相移键控。
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所谓相对相移键控，是利用载波信号 相位的相对关系来表示数字信号的“１” 码或“０”码。
在上述两种相移键控中，实际使用时， 采用相对移相，这是为了克服2PSK在解调 时出现的“相位模糊”现象。
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二、 16QAM 对于正交调制信号的解调，主要是采用正交相干
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3.2 数字微波通信中常用的调制与解调技术
数字信号的调制与解调技术，是数字微波通信 中的关键问题。在这一节首先介绍二进制数字 信号的基本调制方式，在此基础上介绍数字微波通 信中常用的调制方式。
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4
二进制数字信号的基本调制方式 二相相移键控
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3.1 数字微波通信的基本概念
微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁 波，其所对应的波长为1m～1mm。
显然，微波通信是指用微波波段的电磁波 进行通信的一种通信的方式；而数字微波通信 则是指利用微波频段的电磁波传输数字信息的
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3.1.1 数字微波通信的特点 数字微波通信既具有数字通信的特点， 又具有微波通信的特点。
十六进制正交调幅
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3.2.1 二进制数字信号的基本调制方式 数字信号三种调制方式的基本概念 ：
1.幅移键控
2.频移键控 3.相移键控
数字微波通信常用的是相移键控，因为 这种调制方式在抗干扰性能方面优于另外两 种方式。
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3.2.2 二相相移键控 用基带数字信号对中频载波相位进行 键控的方式，称为相移键控，用PSK表 示。
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1. 每个终端站中都应具有发送设备和接收 设备。
2. 调制与解调设备 所谓调制，就是将所要传输的基带信号 变换成适合于信道传输的信号的一种过程。 与其相反的过程就是解调。
现代通信技术 下图示出了调制与解调过程的基本方框图。
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二、 天线、馈线系统
微波通信中常用天线的基本形式有喇叭天 线、抛物面天线、喇叭抛物面天线和潜望镜天 线等。
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一、 2DPSK信号的产生
2DPSK调制器的原理方框图如下图所示。 它是由码变换电路和绝对调相电路组成。码变 换电路的主要作用是对输入的基带信号进行差 分编码，得到的差分码，即是输入信号的相对 码，用此相对码对载波信号进行绝对相移键控， 即可得到2DPSK信号。
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二、 2PSK信号及2DPSK信号的解调 目前对于二相相移键控信号常用的解调方式 是相干解调和延迟解调两种。
现代通信技术 3.2.4 十六进制正交调幅
QAM调制是既调幅又调相的一种方式。
一、 16QAM调制器 16QAM调制器的构成目前主要采用两种方 法，即正交调幅法和叠加法。
现代通信技术 下图示出了16QAM正交调幅法调制器的方框图。
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图示出了采用四相叠加法的16QAM调制器的原 理方框图。