数字微波通信的基本概念
微波通信概述
压。 a e=4a/3称为标准等效地球半径。 在赤道，标准等效地球半径a e=（4/3～3/2）a；
微波知识简介
全室外型微波是所有单元都在室外，其优点是易于安装、节省机房 空间，但是设备在室外，容易损坏。
微波知识简介
分体式微波由天线、室外单元（ODU）和室内单元（IDU）组成， 天线和ODU之间一般用波导管连接，IDU和ODU之间通过中频电 缆连接。中频电缆用于IDU和ODU之间的中频业务信号和 IDU/ODU通讯控制信号的传输，并向ODU供电。容量相对较小， 安装维护方便，便于快速建网，是目前应用最广泛的微波设备。在 后续章节，如无特殊说明，都是指分体式微波的。
图中球面上的点P到(T,R)点距离之和满足：TP+PR=TR + n /2（n
=1,2,3,…)，则由P点构成的轨迹就是菲涅尔区。
T
O
F1
P
d1
d2
R
我们把菲涅尔区上一点P到TR的连线的
垂直距离PO称为菲涅尔半径。第一菲
涅尔半径用F1(n＝1)表示。
自由空间的电波传播
微波知识简介
第一菲涅尔区半径计算公式： F1 17.32
频
率
平
选
衰
择
落
性
衰
落
自由空间传播损耗
GTX
Power Level
PTX A0
接收门限(Receiver Threshold)
微波知识简介
微波通信简介
微波通信简介微波通信是一个系统工程，安装、维护、调测涉及的知识面宽，需要扎实的基础知识和丰富的实际经验，在较短的时间内掌握有一定困难。
一、微波通信的基本概念:微波通信是现代化重要通信手段之一，与其他通信方式相比它具有以下优点:建设周期短;投资底;抗自然灾害性能强;不容易遭受人为性的破坏。
对信息传输可靠性比较高，跨越山河比较方便，它的传输方式具有独道的特点。
缺点:微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。
此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。
因此，世界许多国家尤其是比较发达的国家作为一种重要的通信手段予以大力的发展形成很大的通信网，在世界通信事业的发展中起过非常重要的作用。
1、微波通信的基本概念通常人们把通信使用什么频率，称为什么通信。
如把30,300千赫称长波用于通信,称长波通信，(电台)把300,3000千赫称为中波,用于广播，称中波广播，把3,30兆赫称短波用于通信称短波通信。
在电信领域通常把3000M,30000M频段的通信，称微波通信。
———————————————————————————————————————————————从另一个概念讲，电磁波有长波中波短波,而波长在1米至0.1毫米之间的电磁波,称为微波。
使用微波进行的通信被称为微波通信。
微波通信具有可用频带宽、通信容量大、传输损伤小、抗干扰能力强等特点,可用于点对点、一点对多点或广播等通信方式。
名词解释:频率 :在单位时间内物体完成全振动的次数叫频率，用f表示单位: HZ KHZ MHZ GHZ 1GHZ=1000MHZ1MHZ=1000KHZ波长波速波长,波速/频率频率,波速/波长电磁波的波速由介质决定的，真空中等于光速，空气中略低于光速，而波速=波长*频率，即波长越长频率越低，波长越短频率越高。
数字微波通信及大气激光通信
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5. 1数字微波通信概述
(2)保密性强，便于加密。数字信号本身就具有一定的保密性，又因为各 种信号数字化后形成的信码，可采用不同的规律或方式，方便灵活地加 进密码，在线路中传输，接收端再按相同的规律解除密码，所以说这种 通信方式的保密性强。
间组成，如图5. 1 (a)所示。终端站的任务是将复用设备送来的基带信号 或由电视台送来的视频及伴音信号，调制到微波频率上并发射出去;或者 反之，将收到的微波信号解调出基带信号送往复用设备，或将解调出的 视频信号及伴音信号送往电视台。线路中间的中继站的任务是完成微波 信号的转发和分路，所以中继站又分为中间站(不能上、下话路)、分路 站和枢纽站(能上、下话路)，如图5.1(b)所示。
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5. 1数字微波通信概述
2.微波收发信设备的组成 (1)发信设备的组成。 从目前使用的数字微波通信设备来看，分为直接调制式发信机(使用微波
调相器)和变频式发信机。中小容量的数字微波(480路以下)设备可用前 一种方案。 下面以一种典型的变频式发信机为例加以说明，如图5. 2所示。 发信设备的主要性能指标如下。 ①工作频段。从无线电频谱的划分来看，通常把频率为0. 3~300 GHz的 射频称为微波频率。 ②输出功率。输出功率是指发信机输出端口处功率的大小。
根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。用于传输频分 多路一调频(FDM-FM)基带信号的系统叫作模拟微波通信系统;用于传输 数字基带信号的系统叫作数字微波通信系统。
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5. 1数字微波通信概述
后者又进一步分为PITH微波和SDH微波通信两种体制。SDH微波通信 系统是今后微波通信系统发展的主方向。
数字微波通信概述
第一章数字微波通信概述本章主要内容：➢微波和微波通信的概念➢微波通信的常用频段➢数字微波通信的特点➢微波通信的分类➢微波通信的应用➢微波站的分类➢数字微波的中继方式➢数字微波通信系统的组成➢数字微波通信系统的技术指标重点：➢什么是微波和微波通信？➢微波通信的分类➢微波站的作用➢中继方式➢数字微波通信系统的组成1.1 数字微波通信的概念本节需要掌握的内容：➢微波通信的概念➢微波通信的频段➢微波的视距传播特性➢微波通信的分类一、微波与微波通信什么是微波？频率在300MHz到300GHz（波长为1m到1mm）范围内的电磁波。
什么是微波通信？利用微波作为载波来携带信息并通过电波空间进行传输的一种无线通信方式。
模拟微波通信和数字微波通信。
与其他通信系统一样，都由模拟微波通信发展为数字微波通信。
微波通信的起源和发展。
微波技术是第二次世界大战期间围绕着雷达的需要发展起来的，由于具有通信容量大而投资费用省、建设速度快、安装方便和相对成本低、抗灾能力强等优点而得到迅速的发展。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽，性能较稳定的模拟微波通信，成为长距离大容量地面干线无线传输的主要手段，其传输容量高达2700路，而后逐步进入中容量乃至大容量数字微波传输。
80年代中期以来，随着同步数字序列（SDH）在传输系统中的推广使用，数字微波通信进入了重要的发展时期。
目前，单波道传输速率可达300Mbit/s以上，为了进一步提高数字微波系统的频谱利用率，使用了交叉极化传输、无损伤切换、分集接收、高速多状态的自适应编码调制解调等技术，这些新技术的使用将进一步推动数字微波通信系统的发展。
因此，数字微波通信和光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大支柱。
我国第一条微波中继通信线路是60年代初开始建立的。
目前已试制成功2，4，6，8，11GHz等多个频段的各种容量的微波通信设备，并正在向数字化、智能化、综合化方向迅速发展。
二、微波通信的常用频段微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的频段，在微波通信中所使用的频率范围一般在1GHz～40GHz，具体来讲，主要有以下几个频段：L波段 1.0——2.0GHz C波段 4.0——8.0GHzS波段 2.0——4.0GHz x波段8.0——12.4GHzKu波段12.4——18GHz K波段18——26.5GHz三、微波的传播特性微波除了具有电磁波的一般特性外，还具有一些自身的特性，主要有：1.视距传播特性微波的特点和光有些相似。
IP(PTN)数字微波介绍
关于IP（PTN）数字微波ASB设备说明上海贝尔阿尔卡特是全系列通信产品供应商，和中国的多家运营商有着长期的友好合作，提供包括无线、交换及传输在内的多种产品。
不同于其他专业的微波小厂家，上海贝尔阿尔卡特可为用户提供端到端的解决方案，及完善的服务；ALCATEL-LUCENT拥有业界最全的微波产品线，涵盖所有频段和容量，可提供9400AWY PDH微波系列；9500MXC SDH微波系列；9600LSY长距SDH 微波系列，以及最新的基于Packet的9500MPR微波系列。
同时ALU是业界第一个推出真正基于Packet的微波专业厂家。
9500MPR基于Packet的微波特性如下：●机械结构室内室外型●频率范围 6 GHz 到38 GHz●调制模式 4 QAM /16 QAM /32 QAM /64 QAM /128 QAM /256QAM；支持自适应调节●接口10/100/1000 Ethernet, E1, ATM最多192 E1, 5个嵌入GE端口, 最多53 GE端口●吞吐量每个无线载波容量高达350 Mb/s2Gb/s 无线容量10 GB/s 交换容量●配置1+0, 1+1 HSB, 频率分集, 空间分集,节点配置，每子框多至6个无线方向●特性完全设备保护, 无任何故障点基于VLAN的内部包交叉连接电路仿真和ATM 伪线数据包业务同步分配LTE Ready (支持1Gbs E-Band radio, Synch-E)9500 MRP IP微波传输系统技术优势●多业务汇聚平台●业务识别●10Gbps的分组节点●根据业务需求的自适应调制●通用ODU- 9500MXC与9500MPR采用同样的ODU支持TDM至分组网络的平滑过渡，充分保护已有投资●内置分组交换节点- 基于自适应调制的分组传输- 所有业务会聚到Ethernet●高灵活性:- 模块化设计降低初期投资- 全IP节点优化网络运营●统一的网元管理系统- 可集成到光传输网络1350 OMS- 可集成到数据网络5620 SAM关于业界其他IP微波的一点说明业界一些微波厂家将带有以太接口的PDH微波或者SDH微波称作IP微波，其实这是在偷换概念。
微波通信和卫星通信
现代通信技术辅导7第七章微波通信和卫星通信一、知识点∙微波通信。
∙卫星通信。
二、重点难点内容微波通信是在20 世纪40 年代至50 年代开始使用的无线电通信技术，经过多年的发展己经获得广泛的应用。
微波通信分为模拟微波通信和数字微波通信两类。
模拟微波通信早已发展成熟，并逐渐被数字微波通信所取代，数字微波通信已成为一种重要的传输手段，并与卫星通信，光纤通信一起作为当今三大传输手段。
卫星通信可看作微波通信的一个具体应用，所以把微波通信和卫星通信放在同一章中。
学习中注意比较卫星通信和地面微波通信的异同点。
（一）微波通信本节主要讲述微波通信的概念和特点，微波通信系统的基本组成，微波站的设备组成及微波的传输特性和抗衰落技术。
1. 微波通信的概念和特点（1）微波的频段划分无线电波波段的划分如表1 所示。
表（一）无线电波波段的划分整个电磁频谱，包含从电波到宇宙射线的各种波、光和射线的集合。
不同频率段落分别γ射线和宇宙命名为无线电波（3kHz～3000GHz）、红外线、可见光、紫外线、x 射线、射线。
微波是超高频率的无线电波。
由于这种电磁波的频率非常高，故微波又称为超高频电磁波。
电磁波的传播速度υ与其频率f 、波长又有下列固定关系：若微波是在真空中传播，则速度为微波频段的波长范围为lm～lmm，频率范围为300MHz～300GHz，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、极高频（EHF）频段／毫米波频段和至高频频段／亚毫米波频段。
实际工程中常用拉丁字母代表微波小段的名称，例如S , C , X 分别代表10厘米波段、5 厘米波段和3厘米波段；Ka，U，F分别代表8毫米波段和3毫米波段等等，详见表2。
表（二）微波频段的划分（2）微波中继通信的概念微波中继通信是利用微波作为载波并采用中继（接力）方式在地面上进行的无线电通信。
A ,B 两地间的远距离地面微波中继通信系统的中继示意如图1 所示。
微波信号的调制解调技术
微波信号的调制解调技术微波技术是现代通信技术的重要组成部分，具有广泛应用和重要作用。
微波通信中的信号调制和解调技术是微波通信系统中的关键技术之一，对于提高通信系统的可靠性和有效性具有重要意义。
本文将从微波信号的基本概念、调制原理、解调技术、应用等方面进行探讨。
一、微波信号的基本概念微波信号是指频率在300MHz至30GHz之间的无线电信号，波长为1mm至10mm之间。
微波信号的传输具有高速度、高可靠性和高带宽等优点，因此得到了广泛的应用。
微波信号是由基带信号和载波合成而成的，其调制和解调技术对于微波信号的传输具有至关重要的作用。
二、微波信号的调制原理微波信号的调制是将基带信号调制到高频载波上，使其具有在微波通信中传输的能力。
微波信号的调制方法有幅度、频率和相位调制三种。
其中，幅度调制是通过改变高频载波的幅度来表示信号；频率调制是通过改变高频载波的频率来表示信号；相位调制是通过改变高频载波的相位来表示信号。
不同的调制方法适用于不同的通信需求，可以根据具体的情况进行选择。
三、微波信号的解调技术微波信号的解调是将高频载波上调制的信号恢复回来，以便于信号的处理和理解。
常见的微波信号解调技术有包络检波、相干解调和同步检波三种。
其中，包络检波是一种简单的解调方式，通常用于幅度调制的信号；相干解调是一种高效的解调方式，用于频率和相位调制的信号；同步检波则是一种广泛应用的解调方式，通常用于数字通信中的调制解调。
四、微波信号调制解调技术的应用微波信号的调制解调技术在现代通信技术中应用广泛。
微波通信系统、雷达系统、干扰对抗系统等都需要使用到微波信号的调制解调技术。
在军事领域中，微波通信还具有高速率、抗干扰性高、无线传输隐蔽等优点，因此在军事领域中得到了广泛的应用。
总之，微波信号的调制解调技术是现代通信技术中的重要组成部分，对于提高通信系统的可靠性和有效性具有重要意义。
通过深入了解和探索，可以不断优化微波信号调制解调技术，为人们在通信、导航、遥感等方面提供更加准确、高效的信息传输服务。
微波通信技术
WEIBO TONGXIN JISHU微波通信技术(microwave communication techniques) 微波通信是指利用波长为1米～0.1毫米（频率为0.3～3000吉赫）的无线电波进行的通信。
包括微波视距接力通信、卫星通信、散射通信、一点多址通信、毫米波通信及波导通信等。
微波通信特点是：频率范围宽，通信容量大，传播相对较稳定，通信质量高，采用高增益天线时可实现强方向性通信，抗干扰能力强，可实施点对点、一点对多点或广播等形式的通信联络。
它是现代通信网的主要传输方式之一，也是空间通信的主要方式。
微波通信在军事战略通信和战术中占有显著的地位。
微波按照波长可分为分米波、厘米波、毫米波和丝米波，其中部分波段用一些常用代号来表示（见表）。
L以下频段适用于移动通信。
S至Ku波段适用于以地球表面为基地的通信，其中，C波段的应用最为普遍。
60GHz的电波在大气中衰减较大，适用于近距离的保密通信。
94GHz的电波在大气中衰减很小，适合地球站与空间站之间的远距离通信。
系统组成及工作原理微波通信系统由发信机、收信机、多路复用设备、用户设备和天馈线等组成（见图1）。
其中发信机由调制器、上变频器、高功率放大器组成；收信机由低噪声放大器、下变频器、解调器组成；天馈线设备由馈线、双工器及天线组成。
图1微波通信系统组成其工作原理是：用户设备把各种要传输的信息变换成基带信号或把基带信号变换成原信息。
多路复用设备可使多个用户的信号共用一个传输信道。
调制器把基带信号调制到中频（频率一般为数十至数百兆赫）上，也可直接调制到射频上。
解调器的功能与调制器相反。
上、下变频器实现中频信号与微波信号之间的频率变换。
高功率放大器把发射信号提高到足够的电平，以满足在信道中传输的需要。
百瓦以下的设备中，功率放大器采用固态微波功放；当射频输出电平在百瓦以上直至数十千瓦时，通常采用行波管或速调管放大器。
低噪声放大器用于提高接收机的灵敏度，主要采用微波低噪声场效应管放大器。
微波通信
微波通信| [<<][>>]微波通信（microwave communication）利用微波作为载波的一种重要的无线通信方式。
微波波长一般为1m至1mm（频率为300MHz~300GHz）。
微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的波段。
目前研究微波通信所用的频段主要是L 波段（1.0~2.0GHz）、S波段（2.0~4.0GHz）、C 波段（4.0~8.0GHz）、X波段（8.0~12.4GHz）、Ku波段（12～18GHz）、K波段（18～27GHz）以及Ka 波段（27~40GHz）。
特点微被通信是微波和通信相结合的一门学科，是通信科学的一个分支，工作于微波波段。
微波波段具有很宽的频带，包括分米波、厘米波和毫米波，是现有的长波、中波和短波波段总和的约1000倍。
频带宽意味着信息容量大，这样宽的频带可以建立大容量的语言、文字、数据和图像等信息的传输线路。
由于微波频率高，它不受天电干扰和工业干扰以太阳黑子变化的影响。
因此，微波信道传输质量较高，通信稳定可靠。
由于微波通信与其他通信方式相似，同样具有信息采集、处理、变换、发送、传输，直至接收、检测、反变换、加工处理，并进行复接和交换等过程。
微波通信与其他波长较长的无线通信以及有线通信相比，能较方便地克服地形带来的障碍，有较大的灵活性，且建设投资和维护费用低，施工也较快。
组成一般微波通信系统是由天馈系统、发信机、收信机、多线复用设备以及用户终端设备等组成，如下图所示。
微波通信系统图天馈系统是用来发射、接收或转接微波信号的设备，由馈线、双工器及天线组成。
馈线主要用波导或同轴电缆。
微波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。
目前，常用的一种具有双反射器的抛物面天线，称做卡塞格伦天线。
发信机用于将基带信号转变成大功率的射频信号，主要由调制器、中频放大器、上变频器和射频功率放大器组成。
收信机用于将基带信号的射频信号转变成基带信号，主要由低噪声放大器、下变频器、中频放大器及解调器组成。
通信技术概论第五章数字微波通信系统
5.2 微波的视距传播特性
发射天线
h1
d
d1
hc d 2
d
R 1
接收天线
h2
d’——直视距离 hc——余隙 d ——最大通信距离（最 大视距传播距离或最大 传播距离）
发射天线
接收天线
d
hc
h1
h2
d
（a）实际
（b）简化
5.2.1 视距与天线高度的关系
5.2 微波的视距传播特性
图5.2.1中，发射天线和接收天线之间的连线表示它们之 间的直视路径，其长度为直视距离（d ）；
波段名称 K V Q M E N D
频率范围（GHz） 18~26.5 26.5~40 33~50 50~75 60~90 90~136 137~143
5.1 数字微波通信概述
5.1.3 微波通信的概念
♣ 微波通信（microwave communication ）：是一种利用 微波作为载波传送信息的通信手段，即载波频率是微波。也可 以说，凡是利用微波传播进行的通信均为微波通信。
5.1 数字微波通信概述
♣ 我国微波通信的发展 我国第一条微波中继通信（试验）电路是北京－方庄－ 杨村－天津，该电路于1960年4月开通。 1976年，我国以北京为中心连通全国20多个省市建成了 大规模的微波通信干线。 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
5.1.2 微波的概念
♣ 微波（microwave）：微波是一种电磁波，是全部电 磁波频谱的一个有限频段。即波长介于1毫米到1米，或频率 介于300MHz~300GHz之间的电磁波。
【注】“微”，就是该无线电波的波长相对于周围物体的 几何尺小很小的意思。
数字微波通信系统
填空：1、分集技术是指通过两条或两条以上的途径传输同一信息，以减轻衰落的技术措施。
2、微波中继通信最基本的特点是：微波、多路、接力。
3、微波频率波段频率为300M~300GHZ，波长为1mm~1m范围的电磁波。
4、SDH三大核心特点是：同步复用、标准的光接口、强大的网络管理能力。
5、基带传输系统频带利用率的最大值，也就是说任何基带传输系统在单位频带最多每秒钟传输2个码元，不管二元还是多元码。
6、数字微波中继通信线路是由终端站、中继站、枢纽站、分路站等组成。
7、在传输线路上以1000bit/s的速率传输数据，经测试1小时内共有50bit的误码，则该系统的误比特率为50X100%1000X3600选择：当电波的电场强度方向垂直于地面时，此电波就为垂直极性波。
在SDH微波中继通信系统中，没有上下话路功能的站是中继站。
两个以上的电台使用同一频率而产生的干扰就是同频干扰。
在天线通信系统中，很多都采用两个接收天线，以达到空间分极效果。
厘米波频率范围是3G~30GHZ地球表面传播的无线电波称为散射波。
判断：无线通信可以传送电报电话传真图像数据以及广播和电视节目等通信业务。
正确无线电波的传播不受气候和环宽的影响。
错基本同步传输模块是STU-1，其速率为155.520µb/s,STU-N是将STM-1同步复用并插入一些字节实现的。
错由于大气折射作用实际的电波不是按直线传播，是按曲线传播的。
正确QAM是一种调幅调制模式，不是调相调制模式。
错（既调幅又调相）简答：1、SDH结构图及各部位作用1）信息净负荷（payload）是存放各种信息的负载。
2）段开销（SOH）是为了保证信息净负荷正常传送所必须附加的网络运行、管理和维护字节。
3）管理单元指针（AU-PTR）AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节的准确位置，以便接收端能进行正确分接。
各种信号装入SDH帧结构的净负荷区需经过三个步骤：映射、定位、复用。
最全的微波通信基本知识microwave
近年来我国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备，每个用户站可以分配十几或数十个电话用户，在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用，较为经济。 微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通信”等，是利用高层大气的不均匀性或流星的余迹对电波的散射作用而达到超过视距的通信，这些系统，在我国应用较少。
编辑本段概况
利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。 我国微波通信广泛应用L、S、C、X诸频段，K频段的应用尚在开发之中。 由于微波的频率极高，波长又很短，共在空中的传播特性与光波相近，也就是直线前进，遇到阻挡就被反射或被阻断，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。 一般说来，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。这种通信方式，也称为微波中继通信或称微波接力通信长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。 微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。为了把电波聚集起来成为波束，送至远方，一般都采用抛物面天线，其聚焦作用可大大增加传送距离。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰，我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作，也可有八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。多路复用设备有模拟和数字之分。模拟微波系统每个收发信机可以工作于60路、960路、1800路或2700路通信，可用于不同容量等级的微波电路。数字微波系统应用数字复用设备以30路电话按时分复用原理组成一次群，进而可组成二次群120路、三次群480路、四次群1920路，并经过数字调制器调制于发射机上，在接收端经数字解调器还原成多路电话。最新的微波通信设备，其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致，称为SDH微波。这种新的微波设备在一条电路上八个束波可以同时传送三万多路数字电话电路(2.4Gbit/s)。 微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务传送，如电话、电报、数据、传真以及采色电视等均可通过微波电路传输。微波通信具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害，微波通信一般都不受影响。但微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。 近年来我国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备，每个用户站可以分配十几或数十个电话用户，在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用，较为经济。 微波通信还有“对流层散射通信”、“流星余迹通信”等，是利用高层大气的不均匀性或流星的余迹对电波的散射作用而达到超过视距的通信，这些系统，在我国应用较少。
微波通信的主要技术与应用
微波通信的主要技术与应用摘要：微波是一种具有极高频率（通常为300 MHz—300GHz），波长很短，通常为1m—1mm的电磁波。
在微波频段，由于频率很高，电波的绕射能力弱，所以信号的传输主要是利用微波在视线距离内的直线传播，又称视距传播。
微波通信是现代通信传输的重要手段之一，在微波接力通信、移动通信、广播电视通信、卫星通信等一系列领域得到了广泛的发展。
关键词：微波通信；数字微波通信；相关技术引言微波是通信的一种传输方式，微波与短波相比，虽然具有传播较稳定，受外界干扰小等优点，但在电波的传播过程中，却难免受到地形、地物和气候状况的影响而引起反射、折射、散射和吸收现象，产生传播衰落和传播失真。
数字微波通信技术是基于时分复用技术的一种多路数字通信体制，其应用是非常广泛的，尤其是伴随着科学技术的飞速发展，数字微波通信技术的发展及应用前景正在变得越来越广阔。
数字微波通信技术就是通过微波来实现对于数字信息的传送，与此同时，借助于电波空间，能够对于各种各样的相互之间不存在任何关联的信息进行传输，并在此基础上实现再生中继，这是一种现代化的发展非常快速的通信方式。
一微波的发展微波的发展是与无线通信的发展分不开的。
无线电波可以按照频率或波长来分类和命名。
由于各波段的传播特性各异, 因此可以用于不同的通信系统微波通信是20世纪50年代的产物。
由于其通信的容量大、建设速度快、抗灾能力强等优点而取得迅速的发展。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信, 成为长距离、大容量地面干线无线传输的主要手段,并可同时传输高质量的彩色电视,而后逐步进入中容量乃至大容量数字微波传输。
微波通信技术问世已半个多世纪，它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。
最初的微波通信系统都是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段，70年代起研制出了中小容量的数字微波通信系统，这是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。
数字微波通信原理
数字微波通信原理
数字微波通信是一种利用微波频段进行数据传输的通信技术。
它通过将数据进行数字化处理，然后利用微波信号进行传输，实现远距离高速数据传输。
数字微波通信的原理主要包括数据数字化、调制解调和微波传输三个方面。
首先，数据数字化是指将传输的数据进行数字化处理，将其转换为数字信号。
这样可以减小信号的失真和干扰，提高数据的准确性和可靠性。
数字化处理通常包括采样、量化和编码等步骤。
其次，调制解调是指将数字信号转换为适合微波传输的调制信号。
调制通常采用调幅、调频或调相等技术，通过改变信号的幅度、频率或相位来传输数据。
解调则是将接收到的微波信号转换为数字信号，还原出原始数据。
最后，微波传输是指利用微波信号进行数据传输。
微波信号具有高频率、短波长、传输距离远等特点，可以实现高速传输和长距离传输。
传输过程中需要考虑信号的传播损耗、多径效应和干扰等问题，以保证数据的可靠传输。
总的来说，数字微波通信利用数字化处理、调制解调和微波传输等技术，可以实现远距离高速数据传输。
在现代通信领域中得到了广泛的应用，例如无线通信、卫星通信和雷达等领域。
现代通信技术概论第5章数字微波通信系统
本章习题解题指导
概念部分主要给出对应的知识点，教学中可 以指导学生在相关章节中自己归纳。
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✓ 频率再用方案 • 同波道型频率再用 • 插入波道型频率再用
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5.3.2 微波波道及其频率配置
同波道型频率再用
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5.3.2 微波波道及其频率配置
插入波道型频率再用
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5.3.3 发信设备
直接调制式发信机
变频式发信机
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5.3.3 发信设备
发信机的主要性能指标
✓ 工作频段 ✓ 输出功率 ✓ 频率稳定度
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5.3.1 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。
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5.3.2 微波波道及其频率配置
微波通信频率配置的基本原则是使整个微波传输系统中的相 互干扰最小，频率利用率最高。
频率配置时应考虑的因素
✓ 整个频率的安排要紧凑，使得每个频段尽可能获得充分利用。 ✓ 在同一中继站中，一个单向传输信号的接收和发射必须使用不
同的频率，以避免自调干扰。 ✓ 在多路微波信号传输频率之间必须留有足够的频率间隔以避免
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5.3.1 中继通信线路与设备组成
数字微波通信线路
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5.3.1 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
微波与卫星通信章 (1)
第1章 概 述 图1－6 数字微波中继通信线路的组成
第1章 概 述
2.微波中继站的中继方式 微波中继站的中继方式可以分成直接中继(射频转接)、外 差中继(中频转接)、基带中继(再生中继)三种。不同中继方式 的微波系统构成是不一样的。中继方式可以是直接中继和中频 转接，枢纽站为再生中继方式且可以上下话路。 (1)直接中继。直接中继最简单，只是将收到的射频信号 直接移到其他射频上，无需经过微波—中频—微波的上下变频 过程，因而信号传输失真小。这种方式的设备量小，电源功耗 低，适用于无需上下话路的无人值守中继站，其基本设备如图 1－7所示。
(2)数字微波通信。用于传输数字基带信号的系统称为数字 微波通信系统。数字微波通信系统可再细分为准同步数字系列 (PDH)微波通信系统和同步数字系统(SDH)微波通信系统。
“微波、多路、接力”是微波通信最基本的特点。
第1章 概 述
“微波”是指工作频段宽，它包括了分米波、厘米波和毫 米波三个频段，可容纳较其他频段多得多的话路。微波频率高， 波长短，易制成高增益微波天线。此外，微波通信的可靠性和 稳定性可以做得很高，因为基本不受天电干扰、工业干扰和太 阳黑子变化的影响。
第1章 概 述 图1－4 静止卫星与地球相对位置示意图
第1章 概 述 图1－5 全球通信网
第1章 概
述 1.2 微波与卫星通信的特点
1.微波通信的特点
根据所传基带信号的不同，微波通信分为如下两种制式：
(1)模拟微波通信。用于传输频分多路－调频制（FDM－FM） 基带信号的系统称为模拟微波通信系统。
第1章 概 述
微波的传播与光波的传播类似，具有似光性、频率高、极 化等传输特性，因此微波在自由空间中只能沿直线传播，其绕 射能力很弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，将产生折射和 反射现象。正因为如此，在天线高度一定的情况下，为了克服 地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式，如 图1－1所示。否则，A站发射出的微波射线将远离地面而根本 不能被C站接收。微波采用中继方式的另一个原因是，电磁波 在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的 影响，而使能量受到损耗，且频率越高、站距越长，微波能量 损耗就越大，因此微波传播一定距离后就要进行能量补充，这 样才能将信号传向远方。由此可见，一条上万米的微波通信线 路是由许多微波站连接而成的，信息是通过这些微波站逐站传 播的。
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2020年4月22日星期三
• 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。 •
•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
• 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。
• • 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。
• 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。 •
• 下图示出了16QAM正交调幅法调制器的方框图。
•
• 图示出了采用四相叠加法的16QAM调制器的原 理方框图。
• 二、 16QAM • 对于正交调制信号的解调，主要是采用正交相干
• 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 。
• 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。
•
• 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。
•
• 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。
• 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：
• 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。
• 3.2.1 二进制数字信号的基本调制方式 • 3.2.2 二相相移键控 • 3.2.3 • 3.2.4 十六进制正交调幅
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。
•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。
• 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。
• 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。
• • 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。
• 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。
• • 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。 • •
• 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。
•下图示出了调制与解调过程的基本方框图。
• 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。
•
• 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。
• 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 。
• 2. 四相相对调相信号的解调
•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
• 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
•
• 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。
• 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。
• 一、 数字微波终端站 • 二、 天线、馈线系统 •
• 一、 数字微波终端站