数字微波通信实现

数字微波通信实现

通信原理三级项目报告书

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2015年5月

目录

摘要 (3)

前言 (3)

一、方案论证 (3)

1.1.1光纤通信 (3)

1.1.2卫星通信 (4)

1.1.3微波通信 (9)

二、总方案设计 (10)

2.1.1方案确定：通过上述方案的比较，我们采用微波进行海

陆的音频和视频传输。微波通信组成：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 (10)

2.1.2微波通信工作流程： (10)

2.1.3信源编码功能：1）提高信息的传输效率2）完成A/D转

换数字化包含的主要过程：抽样、量化、编码 (10)

2.1.4 (10)

2.1.5 (11)

三、设备选型 (11)

3.1.1天线：天线的作用是把发信机(ODU)发出的微波能量定

向辐射出去，把接收下来的微波能量传输给收信机(ODU)常用

微波天线有抛物面天线和卡塞格仑天线。国产微波天线直径一

般分为0.30.6.21.62.02.53.2m等；进口微波天线的直径一般

分为：0.30.61.21.82.43.0m等。 (11)

四、应用前景 (12)

五、心得体会： (12)

数字微波通信实现

摘要

本次通信原理三级项目要求同学们根据所设场景设计一个通信系统。场景：AB两地海陆相距150km,采用合适的通信方式使得两地能够顺畅进行视频和音频通信。要求通信尽可能的稳定，同时抗干扰能力尽可能强，同时通信费用应在合理区间。对于海陆通信我们常用的通信方式有光纤通信、卫星通信和微波通信。我们对这三种方式进行资料查阅，综合比较之后设计了本次三级项目要求的通信系统。

关键词：海陆通信视频、音频通信

前言

数字微波通信具有两大技术特征:①它所传送的信号是按照时隙位置分列

复用而成的统一数字流，具有综合传输的性质。②它利用微波信道来传送

信息，拥有很宽的通过频带，可以复用大量的数字电话信号，可以传送电

视图像或高速数据等宽带信号。由于微波电磁信号按直线传播，数字微波

(模拟微波也如此)通信可以按直视距离设站(站距约50千米)，因此，建设

起来比较容易。特别在丘陵山区或其他地理条件比较恶劣的地区，数字微

波通信具有一定的优越性。在整个国家通信的传输体系中，数字微波通信

也是重要的辅助通信手段。

一、方案论证

1.1.1光纤通信

光纤即为光导纤维的简称。[1]是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

光纤通信的特点：

(1)通信容量大、传输距离远；一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。

(2)信号干扰小、保密性能好；

(3）抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

(4）光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输；

(5）材料来源丰富，环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6）无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强，寿命长。

(8）质地脆，机械强度差。

(9）光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

(10）分路、耦合不灵活。

(11）光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

(12）有供电困难问题。

光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于有很多优点：它传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。

1.1.2卫星通信

卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。

人造地球卫星根据对无线电信号放大的有无、转发功能，有有源人造地球卫星和无源人造地球卫星之分。由于无源人造地球卫星反射下来的信号太弱无实用价值，于是人们致力于研究具有放大、变频转发功能的有源人造地球卫星——通信卫星来实现卫星通信。其中绕地球赤道运行的周期与地球自转周期相等的同步卫星具有优越性能，利用同步卫星的通信已成为主要的卫星通信方式。不在地球同步轨道上运行的低轨卫星多在卫星移动通信中应用。

同步卫星通信是在地球赤道上空约36000km的太空中围绕地球的圆形轨道上运行的通信卫星，其绕地球运行周期为1恒星日，与地球自转同步，因而与地球之间处于相对精致状态，故称为禁止卫星、固定卫星或同步卫星，其运行轨道称为地球同步轨道（GEO）

在地面上用微波接力通通信系统进行的通信，因系视距传播，平均每2500km假设参考电路要经过每跨距约为46km的54次接力转接。

同步卫星与地球的相对关系图