西电通信原理大作业

一．微波通信技术综述

1．1微波通信技术概念

微波常指频率在1O00兆赫(MHz)以上(波长在30厘米以下)的电磁波，利用微波传播进行的通信称为微波通信。微波的传播特性类似于光的传播，一般沿直线传播，绕射能力很弱，一般进行视距内的通信，对于长距离通信可采用接力的方式，为微波接力通信，或称微波中继通信，也可利用对流层传播进行通信，称为对流层散射通信；或利用人造卫星进行转发，即卫星通信。

1．2微波通信特点

1)通信频段的频带宽，传输信息容量大

微波频段占用的频带约300GHz，而全部长波、中波和短波频段占有的频带总和不足30MHz。一套微波中继通信设备可以容纳几千甚至上万条话路同时工作，或传输电视图像信号等宽频带信号。

2)通信稳定、可靠

当通信频率高于100MHz时。工业干扰、天电干扰及太阳黑子的活动对其影响小。由于微波频段频率高，这些干扰对微波通信的影响极小。数字微波通信中继站能对数字信号进行再生，使数字微波通信线路噪声不逐站积累，增加了抗于扰性。因此，微波通信较稳定和可靠。3)接力

在进行地面上的远距离通信时，针对微波视距传播特性和传输损耗随距离增加的特性，必须采用接力的方式，发端信号经若干中间站多次转发。才能到达收端。

4)通信灵活性较大

微波中继通信采用中继方式，可以实现地面上的远距离通信，并且可以跨越沼泽、江河、高山等特殊地理环境。在遭遇地震、洪水、战争等灾祸时，通信的建立及转移都较容易，这些方面比有线通信具有更大的灵活性。

5)天线增益高、方向性强

当天线面积给定时，天线增益与工作波长的平方成反比。由于微波通信的工作波长短。天线尺寸可做得很小，通常做成增益高，方向性强的面式天线。这样可以降低微波发信机的输出功率，利用微波天线强的方向性使微波电磁波传播方向对准下一接收站，减少通信中的相互于扰。

6)投资少、建设快

与其他有线通信相比，在通信容量和质量基本相同的条件下，按话路公里计算，微波中继通信线路的建设费用低，建设周期短。

7)数字化

对于数字微波通信系统来说，是利用微波信道传输数字信号，因为基带信号为数字信号，所以称为数字微波通信系统。

2．关键技术与发展趋势

2．1关键技术

1)编码。

AMC(Adaptive Modulation Coding，自适应调制编码)应用于移动通信，根据信道质量来调整编码速率来获得较高的吞吐量。无线通信速率较低时，信道估计会比较准确，AMC因此能获得较好效果。随着终端移动速度的增加，信道质量估计会跟不上信道的变化，在错误

的信道测量下，AMC采用的调制编码方式与实际情况不一致，会对系统容量、误码率，吞

吐量等性能指标带来很大的负面影响。

2)多天线技术。

分集接收应用于微波中继系统中，是对抗多径衰落、提高数字微波电路传输质量的重要手段。在SDH微波系统中，由于采用多状态调制方式，对频率选择性衰落更敏感，因而分集接收的应用广泛。分集改善很大程度上取决于各分集支路的信号之间的不相关性。为了对抗多径衰落和降雨衰落的影响，将多个特性不相同的收信信号合成或切换，得到良好

信号的技术称为分集技术，在微波中继系统中，常用的分集技术有频率分集、空间分集、角度分集、路由分集。MIMO应用于移动通信中，它是在发送端和接收端采用多天线传输无线信号的一种技术，属于智能天线的一种。MIMO技术将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的宽带内由多个发射天线同时刻发射，经过无线信道后，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特性。解调出原来的数据流。MIMO技术核心是空时信号处理，即利用在空间中分布的多个天线将时间域和空间域结合起来进行信号处理。MIMO技术能提高频谱利用率，在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。与其他智能天线技术相比，MIMO天线安装和维护成本低；MIMO技术在发送端工作时可以不需要信道信息，适用于移动环境中信道估计复杂的情况。

3)线性功放与自动功率控制。

射频功率放大器是无线通信系统发射机的主要部件，其内在的非线性会使信号产生失真，并引起邻信道干扰。多载波系统，如OFDM，比单载波系统对放大器的线性范围要求更高，要求更为严格的线性传输。采用功率回退的传统设计方法所得的线性放大器的线性度不高，已无法满足现代无线传输系统越来越严格的线性要求。放大器的线性化已成为保证其他高效的无线技术得以应用的重要前提。目前射频放大器的线性化技术主要有反馈线性化、前馈线性化和预失真三种技术。自动功率控制主要用于补偿功放器件特性随时间改变和无线信道衰落给信号传输带来的影响，使得信号能以合适的功率到达接收机。

2．2发展趋势

当前，光纤通信以其巨大带宽、超低损耗和较低成本而成为干线传输的主要手段，对微波中继通信形成巨大的冲击，而移动通信技术则取得了迅速发展。综合分析认为微波通信技术发展趋势主要有以下几个方面。

1)向高速大容量发展。

SDH数字微波中继通信将继续向更高容量发展，采用多状态的QAM调制。移动通信则凭借OFDM技术开发更快速的宽带互联技术。

2)向更高频段发展。

根据电信主管部门的规划，3GHz以下频段要分配给移动和个人通信，而3-10GHz的频段也已十分拥挤。许多数字微波通信设备厂家及时调整发展方向，向10GHz以上的高频段进军。

3)向高集成度、微型化方向发展。

采用微波单片集成、数字专用集成电路等，朝着设备体积更小、重量更轻、功耗更低的方向发展，天线也进一步朝微型化方向发展。

4)向智能化、低成本方向发展。

采用软件无线电技术，使数字微波通信系统成为一个较为通用的平台，能够根据用户的不同要求完成各种功能。

3．结语

光纤通信和移动通信已成为当前通信网的两大主流，形成了完整的产业链，拥有庞大的用户群。微波中继系统应用于干线光纤传输的备份和补充，以及其他不适合使用光纤或卫星