微波通信工程设计
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微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
自由空间电波传播损耗
定义：由于电波在自由空间传播能量扩散而引起 的损耗。
障碍物。
F1=(λ*d1*d2/d)1/2=17.32*(d1*d2/(f*d)) 1/2 (m)
4）理论和实践证明，当余隙满足H0>=0.577F1时，即相当于电波在自由空间 传播，因此，0.577F1即称为自由空间余隙H0 。
电波传播衰落及抗衰落措施
衰落的定义：
微波在空间传播中将受到对流层和雨雾等大气 环境以及地面反射的影响，使发射端至接收端间的 电磁波被散射、折射、吸收，或被地面反射，从而 导致接收端接收到的电平会随时间的变化而不断起 伏变化，我们将这种现象称为衰落。
V
H 1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X
1’X 2’X 3’X 4’X 5’X 6’X 7’X 8’X
同波道复用（双极化） 2×（7+1）波道配置 同波道干扰抑制 C/I=XPD+XPIC 邻波道干扰抑制 C/I=IRF
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
在微波通信中衰落会产生两个主要影响，即接 收电平下降和由于衰落的频率选择性而引起的传输 波形失真——平衰落和频率选择性衰落
电波传播衰落及抗衰落措施
抗衰落措施：
1)不采用分集的抗衰落措施——更经济
利用地形：保证余隙的前提下，利用传播路径上的丘陵、高山 或建筑物等障碍物来对反射波进行有效阻挡；
通过调整微波链路一端或者两端的天线高度，把反射点移至相 对粗糙的表面；
– 无源站：背对背天线，无射频功率放大（一般只适应于距一端距 离较近的情况）。
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
本地网通道：连接本地网端局（或汇接局）与长 途交换中心之间。
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，电路指标配额： C=5%
注：1）按光同步体制 YDN 099-1998，省内干线和中继网均按国内 电路配额： C=0.0055%×L 2）按ITU-R 1189： C=（7.5～8.5）%
– PDH：QPSK、8QAM、16QAM – SDH：64QAM、128QAM
固定地面微波波道及极化配置
1 3 57 V
1’ 3’ 5’ 7’
H 2 4 68
2’ 4’ 6’ 8’
邻波道交叉极化 7+1波道配置 邻波道干扰抑制 C/I=XPD+IRF
1234567 8
1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7’ 8’
电波传播衰落及抗衰落措施
➢ 分集间距合理时 ：
分集间距不合理时 ：
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
微波电路组成
微波电路一般由终端站和中继站组成：两个中继 站之间为微波中继段；两个终端站之间为数字通 道，一般包括1～5个中继段。
– 终端站：包括单方向和双方向终端站，或者称上/下话路站，一般 信号接口为2.048 Mb/s，34Mb/s，45 Mb/s，155Mb/s；
– 再生中继站：一般主信号不在该站上/下，信号在此再生和放大及 中继传输；
微波接力通信工程设计文件编制
1) 设计阶段划分 2) 设计文件内容和要求 3) 波道频率和极化配置 4) 通信组织安排
➢ 通道安排 ➢ 微波站设备配置
5) 微波站平面布置
➢ 总平面及生产用房布置 ➢ 天线和铁塔布置
➢ 微波站建筑要求 ➢ 概预算编制
设计实例1：
设计实例1：（长站距解决措施）
两端或一端站点海拔高度较高，电波处于高路径传播，这样较 少受地面低空（100～200米）波导层影响，或者由于两端站址 海拔高差较大，电波穿越低空波导层，避免了在波导层内形成 多径传播衰落，因而一般传播比较稳定；
电波传播衰落及抗衰落措施
抗衰落措施：
2) 采用分集的抗衰落措施——更有效 分集接收：就是利用不同信道在空间或频率上的弱相 关性或不相关性（即同时出现衰落的可能性较小）， 在接收端对不同信道的信号进行选择或合成输出，从 而减轻衰落对电路的影响。
➢ 频率分集 ➢ 空间分集 ➢ 角度分集 ➢ 混合分集
注：1）该配额符合光同步体制 YDN 099-1998 ：实际任意长度国际 转接通道误码性能指标配额为通道长度L（km）与0.0024%/km的 乘积，即0.0024%×L。省际干线可能承接国际转接通道，原则采 用国际转接通道指标标准。
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
省内干线通道：连接省内的长途交换中心之间
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
接入网通道:连接用户至本地网端局(或汇接局)之 间
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，电路指标配额： D=8%
注：1）按光同步体制 YDN 099-1998，电路配额：D=6% 2）按ITU-R 1189： D=（7.5～8.5）%
主要内容
微波线路工程勘测
1)站址位置的现场确定 2)站址标高的测定 3)线路视通情况测定 4)信号及干扰电气测量
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
L=20Log（4πd/λ ） dB =92.4+20Log(f)+ 20Log(d) dB
其中：d为站距(km)，λ为工作波长(m)，f为工作 频率(GHz)。
地形阻挡及余隙要求
1）Hb：地球凸起高度(m)
Hb= d1*d2/2a= d1*d2/2Ka (K为等效地球半径系数，a为地球半径 6.37×106m) 2）Hc：余隙(m)
微波系统干扰及协调——系统内干扰
1）同站分支或转折电路干扰（小夹角分 支干扰）
–在频率安排允许时，采用邻波道或不同频段 –采用交叉极化方式——利用交叉极化隔离度 –采用高性能和超高性能天线——利用天线方向性 –采用特殊性能天线（贝壳和角锥形等）——天线
方向性
微波系统干扰及协调——系统内干扰
微波系统干扰及协调——系统内干扰
27500Km假设参考通道（HRP）
中间国
PEP
IG
IG
国内部分
IG
IG
国际部分
假设参考通道 27500 km
国际部分为：
– 2个终端国：2×2500km – 4个中间国：4×5000km
国内部分为：2×1250km
IG
PEP
国内部分
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
4)电视广播干扰
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
微波通信线路选择
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
省际干线通道：连接任何长途交换中心之间及长 途交换中心与国际接口局之间。
– 可参照27500km假设参考通道的国际部分，参考电路长度为 5000km；
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，省际干线电路质量指标配额为
：
A=12%×L/5000
L：实际电路长度
微波通信工程设计
2020年5月24日星期日
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
（N=1 ～ 7）
其它：
– 一点多址微波：3.5GHz频段固定无线接入系统，本地多点分配业 务（LMDS，24～38GHz频段）
全室内型微波
IDU/ODU型微波
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
天线高差技术：使反射点尽量靠近路径一端，使路径余隙Hc在 相同的K值变化范围内的变化最小，从而可减小衰落变化；
利用天线高低技术增加天线仰角：可增加天线仰角，使直射波 与反射波间的夹角增大，从而可以利用天线的方向性对反射波 产生较强的抑制作用，可以大大减弱反射波对电路影响。
电波传播衰落及抗衰落措施
1) 图上作业 2) 站距和余隙选择 3) 路径剖面图制作 4) 天线高度选择 5) 线路转折角确定 6) 线路分支角确定 7) 越站干扰 8) 站址选择
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，电路指标配额： B=1%×[L]/500 + 2.5%
[L]：路由长度化整到最接近500km的整数倍
注：1）按光同步体制 YDN 099-1998，国内电路配额：
B=0.0055%×L
L为路由实际长度（km）
2）按ITU-R 1189：
B=（1～2）%+1%×L/500 L：化整最近的500的整数倍。
微波通信发展历史
模拟Leabharlann Baidu波：
– 300ch，960ch，1800ch，2400ch，2700ch
PDH数字微波：
– 2/4/8×2Mb/s，16×2Mb/s（34Mb/s）,140Mb/s
SDH数字微波：
– 155Mb/s，311Mb/s
– （N＋1）× 155Mb/s
（N=1 ～ 7）
– 2×（N＋1）× 155Mb/s
2）越站干扰的解决措施
➢采用超高性能天线 ➢采用交叉极化方式：相邻两中继段极化相同和交替
变换，即HHVV方式 ➢增加线路转折角
微波系统干扰及协调——系统外干扰
1)其他微波电路干扰——一定要先掌握基础资料 2)卫星通信干扰 3)雷达杂散辐射干扰：模拟微波可能不受影响，
但可能造成SDH数字微波电路出现大量误码和不 能正常工作。——最终可能需要在雷达干扰源 输出段加装滤波器
Hc=H1-d1*(h1-h2)/d-d1*d2/2Ka-Hs
3）在传播路径上，任何一点的场强（波），都是无数波源（二次波源）干涉
叠加的结果。根据光学干涉原理，引入菲涅尔区概念，而第一菲涅尔区是
能量传输的重要部分，在微波通信中为保证正常通信，要求在第一菲涅尔
区范围内不存在障碍物，这个要求适用于微波射束轴线下方和侧边的所有
固定地面微波主要工作频段
1.5GHz，4GHz，5GHz，L6GHz，U6GHz， L7GHz，U7GHz，L8GHz，8GHz，11GHz， 13GHz，14GHz，15GHz，18GHz，23GHz
波道带宽：
– PDH：3.5/7/14/28Mb/s – SDH：28/30/40Mb/s
调制方式：
自由空间电波传播损耗
定义：由于电波在自由空间传播能量扩散而引起 的损耗。
障碍物。
F1=(λ*d1*d2/d)1/2=17.32*(d1*d2/(f*d)) 1/2 (m)
4）理论和实践证明，当余隙满足H0>=0.577F1时，即相当于电波在自由空间 传播，因此，0.577F1即称为自由空间余隙H0 。
电波传播衰落及抗衰落措施
衰落的定义：
微波在空间传播中将受到对流层和雨雾等大气 环境以及地面反射的影响，使发射端至接收端间的 电磁波被散射、折射、吸收，或被地面反射，从而 导致接收端接收到的电平会随时间的变化而不断起 伏变化，我们将这种现象称为衰落。
V
H 1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X
1’X 2’X 3’X 4’X 5’X 6’X 7’X 8’X
同波道复用（双极化） 2×（7+1）波道配置 同波道干扰抑制 C/I=XPD+XPIC 邻波道干扰抑制 C/I=IRF
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
在微波通信中衰落会产生两个主要影响，即接 收电平下降和由于衰落的频率选择性而引起的传输 波形失真——平衰落和频率选择性衰落
电波传播衰落及抗衰落措施
抗衰落措施：
1)不采用分集的抗衰落措施——更经济
利用地形：保证余隙的前提下，利用传播路径上的丘陵、高山 或建筑物等障碍物来对反射波进行有效阻挡；
通过调整微波链路一端或者两端的天线高度，把反射点移至相 对粗糙的表面；
– 无源站：背对背天线，无射频功率放大（一般只适应于距一端距 离较近的情况）。
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
本地网通道：连接本地网端局（或汇接局）与长 途交换中心之间。
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，电路指标配额： C=5%
注：1）按光同步体制 YDN 099-1998，省内干线和中继网均按国内 电路配额： C=0.0055%×L 2）按ITU-R 1189： C=（7.5～8.5）%
– PDH：QPSK、8QAM、16QAM – SDH：64QAM、128QAM
固定地面微波波道及极化配置
1 3 57 V
1’ 3’ 5’ 7’
H 2 4 68
2’ 4’ 6’ 8’
邻波道交叉极化 7+1波道配置 邻波道干扰抑制 C/I=XPD+IRF
1234567 8
1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7’ 8’
电波传播衰落及抗衰落措施
➢ 分集间距合理时 ：
分集间距不合理时 ：
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
微波电路组成
微波电路一般由终端站和中继站组成：两个中继 站之间为微波中继段；两个终端站之间为数字通 道，一般包括1～5个中继段。
– 终端站：包括单方向和双方向终端站，或者称上/下话路站，一般 信号接口为2.048 Mb/s，34Mb/s，45 Mb/s，155Mb/s；
– 再生中继站：一般主信号不在该站上/下，信号在此再生和放大及 中继传输；
微波接力通信工程设计文件编制
1) 设计阶段划分 2) 设计文件内容和要求 3) 波道频率和极化配置 4) 通信组织安排
➢ 通道安排 ➢ 微波站设备配置
5) 微波站平面布置
➢ 总平面及生产用房布置 ➢ 天线和铁塔布置
➢ 微波站建筑要求 ➢ 概预算编制
设计实例1：
设计实例1：（长站距解决措施）
两端或一端站点海拔高度较高，电波处于高路径传播，这样较 少受地面低空（100～200米）波导层影响，或者由于两端站址 海拔高差较大，电波穿越低空波导层，避免了在波导层内形成 多径传播衰落，因而一般传播比较稳定；
电波传播衰落及抗衰落措施
抗衰落措施：
2) 采用分集的抗衰落措施——更有效 分集接收：就是利用不同信道在空间或频率上的弱相 关性或不相关性（即同时出现衰落的可能性较小）， 在接收端对不同信道的信号进行选择或合成输出，从 而减轻衰落对电路的影响。
➢ 频率分集 ➢ 空间分集 ➢ 角度分集 ➢ 混合分集
注：1）该配额符合光同步体制 YDN 099-1998 ：实际任意长度国际 转接通道误码性能指标配额为通道长度L（km）与0.0024%/km的 乘积，即0.0024%×L。省际干线可能承接国际转接通道，原则采 用国际转接通道指标标准。
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
省内干线通道：连接省内的长途交换中心之间
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
接入网通道:连接用户至本地网端局(或汇接局)之 间
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，电路指标配额： D=8%
注：1）按光同步体制 YDN 099-1998，电路配额：D=6% 2）按ITU-R 1189： D=（7.5～8.5）%
主要内容
微波线路工程勘测
1)站址位置的现场确定 2)站址标高的测定 3)线路视通情况测定 4)信号及干扰电气测量
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
L=20Log（4πd/λ ） dB =92.4+20Log(f)+ 20Log(d) dB
其中：d为站距(km)，λ为工作波长(m)，f为工作 频率(GHz)。
地形阻挡及余隙要求
1）Hb：地球凸起高度(m)
Hb= d1*d2/2a= d1*d2/2Ka (K为等效地球半径系数，a为地球半径 6.37×106m) 2）Hc：余隙(m)
微波系统干扰及协调——系统内干扰
1）同站分支或转折电路干扰（小夹角分 支干扰）
–在频率安排允许时，采用邻波道或不同频段 –采用交叉极化方式——利用交叉极化隔离度 –采用高性能和超高性能天线——利用天线方向性 –采用特殊性能天线（贝壳和角锥形等）——天线
方向性
微波系统干扰及协调——系统内干扰
微波系统干扰及协调——系统内干扰
27500Km假设参考通道（HRP）
中间国
PEP
IG
IG
国内部分
IG
IG
国际部分
假设参考通道 27500 km
国际部分为：
– 2个终端国：2×2500km – 4个中间国：4×5000km
国内部分为：2×1250km
IG
PEP
国内部分
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
4)电视广播干扰
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
微波通信线路选择
SDH微波电路差错性能指标（质量等级）
省际干线通道：连接任何长途交换中心之间及长 途交换中心与国际接口局之间。
– 可参照27500km假设参考通道的国际部分，参考电路长度为 5000km；
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，省际干线电路质量指标配额为
：
A=12%×L/5000
L：实际电路长度
微波通信工程设计
2020年5月24日星期日
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
（N=1 ～ 7）
其它：
– 一点多址微波：3.5GHz频段固定无线接入系统，本地多点分配业 务（LMDS，24～38GHz频段）
全室内型微波
IDU/ODU型微波
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
天线高差技术：使反射点尽量靠近路径一端，使路径余隙Hc在 相同的K值变化范围内的变化最小，从而可减小衰落变化；
利用天线高低技术增加天线仰角：可增加天线仰角，使直射波 与反射波间的夹角增大，从而可以利用天线的方向性对反射波 产生较强的抑制作用，可以大大减弱反射波对电路影响。
电波传播衰落及抗衰落措施
1) 图上作业 2) 站距和余隙选择 3) 路径剖面图制作 4) 天线高度选择 5) 线路转折角确定 6) 线路分支角确定 7) 越站干扰 8) 站址选择
主要内容
微波通信发展历史 微波电路组成 微波工作频段及波道和极化配置 27500Km假设参考通道（HRP） SDH微波电路差错性能指标（质量等级） 微波电波传输 微波系统干扰及协调 微波通信线路选择 微波线路工程勘测 微波接力通信工程设计文件编制
– 按SDH设计规范 YD/T 5088-2005 ，电路指标配额： B=1%×[L]/500 + 2.5%
[L]：路由长度化整到最接近500km的整数倍
注：1）按光同步体制 YDN 099-1998，国内电路配额：
B=0.0055%×L
L为路由实际长度（km）
2）按ITU-R 1189：
B=（1～2）%+1%×L/500 L：化整最近的500的整数倍。
微波通信发展历史
模拟Leabharlann Baidu波：
– 300ch，960ch，1800ch，2400ch，2700ch
PDH数字微波：
– 2/4/8×2Mb/s，16×2Mb/s（34Mb/s）,140Mb/s
SDH数字微波：
– 155Mb/s，311Mb/s
– （N＋1）× 155Mb/s
（N=1 ～ 7）
– 2×（N＋1）× 155Mb/s
2）越站干扰的解决措施
➢采用超高性能天线 ➢采用交叉极化方式：相邻两中继段极化相同和交替
变换，即HHVV方式 ➢增加线路转折角
微波系统干扰及协调——系统外干扰
1)其他微波电路干扰——一定要先掌握基础资料 2)卫星通信干扰 3)雷达杂散辐射干扰：模拟微波可能不受影响，
但可能造成SDH数字微波电路出现大量误码和不 能正常工作。——最终可能需要在雷达干扰源 输出段加装滤波器
Hc=H1-d1*(h1-h2)/d-d1*d2/2Ka-Hs
3）在传播路径上，任何一点的场强（波），都是无数波源（二次波源）干涉
叠加的结果。根据光学干涉原理，引入菲涅尔区概念，而第一菲涅尔区是
能量传输的重要部分，在微波通信中为保证正常通信，要求在第一菲涅尔
区范围内不存在障碍物，这个要求适用于微波射束轴线下方和侧边的所有
固定地面微波主要工作频段
1.5GHz，4GHz，5GHz，L6GHz，U6GHz， L7GHz，U7GHz，L8GHz，8GHz，11GHz， 13GHz，14GHz，15GHz，18GHz，23GHz
波道带宽：
– PDH：3.5/7/14/28Mb/s – SDH：28/30/40Mb/s
调制方式：