【正文】 ........ 25 載漏 ...................................................................................................... 25 正交相位誤差 ........................................................................................ 26 調(diào)制電路不平衡 ..................................................................................... 26 第七章 數(shù)字解調(diào)設(shè)備 ................................................................................................... 27 數(shù)字解調(diào)設(shè)備的組成 ....................................................................................... 27 解調(diào)單元 ............................................................................................... 28 再生單元 ............................................................................................... 28 差分譯碼與接口單元 .............................................................................. 29 數(shù)字解調(diào)設(shè)備的主要性能指標(biāo) ......................................................................... 30 抽樣點(diǎn)信噪比和碼間串?dāng)_量 ................................................................... 30 誤碼率特性 ............................................................................................ 31 參考相位載波的性能指標(biāo) ....................................................................... 31 2 第八章 總結(jié) ................................................................................................................. 33 致 謝 ........................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 35 3 摘 要 本論文從數(shù)字微波通信 概述 引出數(shù)字微波通信的幾種轉(zhuǎn)接方式。 第二章詳細(xì)介紹了數(shù)字微波中繼通信的幾種轉(zhuǎn)接方式 ， 為后續(xù)幾章做鋪墊。 第七章 介紹了 數(shù)字解調(diào)設(shè)備的主要性能指標(biāo) 及 數(shù)字解調(diào)設(shè)備組 成 。它具有傳輸容量大、長途傳輸質(zhì)量穩(wěn)定、投資少、建設(shè)周期短和維護(hù)方便等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。用于傳輸頻分多路— 調(diào)頻（ FDMFM）基帶信號的 系統(tǒng)叫做模擬微波通信系統(tǒng)；用于傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)叫做數(shù)字微波通信系統(tǒng)。 近年來，由于通信技術(shù)的發(fā)展及通信設(shè)備的數(shù)字化，數(shù)字微波設(shè)備與模擬微波設(shè)備相比，在微波設(shè)備中占有絕對大的比重。 1951 年，“ TDZ”設(shè)備開始使用，它的工作波長均為 ，具有 6個(gè)寬頻帶雙向波道，每個(gè)高頻波道可通一路電視節(jié)目或 600 路電話的調(diào)頻多路微波通信系統(tǒng)，之后發(fā)展為每個(gè)波道可通 1200路電話，共有 10個(gè)雙向波道的“ TD3”系統(tǒng)。自 1965 年來，各國相繼投入了對 1 1 20GHz 及 16QAM、 64QAM（正交調(diào)幅）等新型的調(diào)制和解調(diào)方式的研究，其傳輸速率可達(dá)幾百 Mb/s。 受外界干擾的影響小 工業(yè)干擾、天電干擾及太陽黑子的活動對微波頻段通信的影響?。ó?dāng)通信頻率高于 100MHz 時(shí)，這些干擾對通信的影響極?。?，但這些干擾源嚴(yán)重影響短波以下頻段的通信。 天線增益高、方向性強(qiáng) 中繼通信可以減小對發(fā)射功率的要求而獲得滿意的通信效果。而數(shù)字微波除了具有微波通信的普遍特點(diǎn)外還具有數(shù)字通信的特點(diǎn)： ◆ 抗干擾性強(qiáng) ,整個(gè)線路噪聲不積累； ◆ 保密性強(qiáng)，便于加密 ； ◆ 器件便于固態(tài)化和集成化，設(shè)備體積小、耗電少 ； ◆ 便于組成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN）； 數(shù)字微波的主要缺點(diǎn)是要求傳輸信道帶寬較寬，因而產(chǎn)生了頻率選擇性衰落，其抗衰落技術(shù)比模擬微波中相應(yīng)的技術(shù)要復(fù)雜。 8 （ a）線路的組成 （ b）微波中繼站的類型 圖 微波通信的信道構(gòu)成 圖 數(shù)字微波通信系統(tǒng)方框圖 數(shù)字微波法傳輸線路的組成形式可以是一條主干線 ，中間有若干分支，也可以有若干分支，也可以是一個(gè)樞紐站向若干方向分支。 交換機(jī) 交換機(jī)是用 于功能單元、信道或電路的暫時(shí)組合，用以保證按要求進(jìn)行通信操作的設(shè)備 。 微波站 微波站的基本功能是傳輸數(shù)字信息。 微波中繼通信系統(tǒng)中間站的轉(zhuǎn)接方式一般按照收發(fā)信機(jī)轉(zhuǎn)接信號時(shí)的接口頻帶劃分，它們劃分為 再生 轉(zhuǎn)接方式、中頻轉(zhuǎn)接方式和微波轉(zhuǎn)接方式三種，其方框圖如圖 。 已調(diào)信號經(jīng)過變頻后輸出載頻為 f2的微波信號，該信號經(jīng)微波功放、天饋系統(tǒng)后向中間站的另一個(gè)通信方向發(fā)送出去。 中頻轉(zhuǎn)接方式 如圖 （ b），中間站把來自某一通信方向載頻為 f1 的接收信號經(jīng)對應(yīng)中繼機(jī)（微波收發(fā)信機(jī)）的天饋系統(tǒng)，將發(fā)信端輸出的微波信號通過高頻饋線送至天線，經(jīng)天線變換為無線電波朝通信方向發(fā)射出去，再經(jīng)微波低噪聲放大器后，與該中繼機(jī)接收機(jī)本振信號混頻，混頻輸出信號經(jīng)中放后轉(zhuǎn)接到該中間站的另一中繼機(jī)的發(fā)信機(jī)功率中放，將信號放大到上變頻器所需的功率電平，然后與發(fā)信機(jī)本振信號進(jìn)行上變頻，輸出載頻為 f2 的微波信號。另外，為了克服傳播衰落引起的電子波動，還需在微波放大時(shí)采取自動增益控制措施。這種方式適用于模擬微波中繼通信和數(shù)字微波中繼通信，采用該方式的微波直放中間站不進(jìn)行變頻，其結(jié)構(gòu)大為簡化，體積很小，可以直接安裝在天線支梁上，且其功耗低，可利用太陽能供電，可靠性較高，一般不需維護(hù)。這種轉(zhuǎn)接方式維護(hù)簡單，主要用于克服山河等地形障礙，但對反射板的抗風(fēng)能力要求很高且造價(jià)較高。非再生中繼雖然沒有這些優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備簡單、耗電量低，在某些低功耗無人值守中繼站采用這種方式也有一定特點(diǎn)，當(dāng)不需要上、下話路時(shí)，也是中繼站的一種可行方案。 微波調(diào)制發(fā)射機(jī) 微波調(diào)制發(fā)射 機(jī)的組成方框圖如圖 （ a）所示。來自數(shù)字終端的信號經(jīng)過碼型變換后，在中頻調(diào)制器中對中頻載波（ 70MHz 或 140MHz）進(jìn)行調(diào)制（數(shù)字相位調(diào)制），獲得中頻調(diào)制信號。在不同容量的數(shù)字微波中繼設(shè)備系列中，改變傳輸容量一般只需要交換中頻調(diào)制單元，微波發(fā)送單元可以通用。從 12GHz 起必須考慮大氣中水蒸氣的吸收問題，這種吸收衰耗隨頻率上升而增加，當(dāng)頻率接近 22GHz 時(shí)，即水蒸氣分子諧振頻率時(shí)，是大氣傳播衰減 的 峰值，衰減量很大。例如，通信話路愈多，頻帶愈寬，為保持同樣通信質(zhì)量，必須有更大發(fā)信功率。例如數(shù)字微波發(fā)射機(jī)輸出功率有時(shí)只需幾十毫瓦到 幾百 毫瓦功率，只有長距離情況下才需要幾瓦量級。采用 PSK 調(diào)制方式時(shí)，頻率穩(wěn)定度可以取 1 105? ～ 5 105? 左右。 直接振蕩式的微波本振，例如介質(zhì)振蕩器、體效應(yīng)二極管振蕩器等，當(dāng)電 路 Q 值不夠高時(shí)，將產(chǎn)生較強(qiáng)的相位噪聲。也有較大的交調(diào)干擾噪聲。 17 第四章 數(shù)字微波收信設(shè)備 數(shù)字微波收信設(shè)備 數(shù)字微波收信設(shè)備一般都采用超外差接收方式，其組成方框圖如圖 所示。微波濾波器用來選擇工作波段的信號，抑制鄰近信道的干擾。由于相干解調(diào)具有較好的抗誤碼性能，因而比較常用。目前我國的數(shù)字微波中繼主要使用 12GHz 以下的頻段 。具體工作波段 配置基本上按照 國際無線電咨詢委員會建議執(zhí)行。在有些中繼設(shè)備里，收信本振功率是由發(fā)信本振功率里取出一部分進(jìn)行移頻得到的，收信與發(fā)信本振頻率相差300MHz 左右。 選擇性 選擇性是指接收機(jī)在通頻帶以外，對各種干擾的抑制能力，尤其要注意抑制鄰近波道干擾、鏡 頻干擾和本機(jī)收發(fā)之間干擾等。此增益應(yīng)該在微波低噪聲放大器、前置中放、 主中放各級之間進(jìn)行分配，同時(shí)還 要把混頻器損耗和濾波器損耗考慮在內(nèi)。以正常傳輸電平為基準(zhǔn)，低于這個(gè)電 平 的傳輸狀態(tài)稱為下衰落，高于這個(gè)電平的傳輸狀態(tài)稱為上衰落。 20 第五章 數(shù)字微波天線設(shè)備 微波通信對天線設(shè)備的要求 天線把發(fā)射機(jī)的高頻能量沿指定方向以電磁波發(fā)送出去，或者把從某個(gè)方向來的電磁波收取下來 送進(jìn)接收機(jī)。 GA ＝ EE302 （ 51） 從接收天線的角度上看，也可以把增益理解為天線收取某一指定方向來的電磁波的能力。 ? 為波長。 22 第六章 數(shù)字調(diào)制設(shè)備 數(shù)字調(diào)制設(shè)備的組成 對于具有帶通傳輸特性的無線信道 ，必須將碼元對載波進(jìn)行一定的鍵控，才能使被傳送的數(shù)字信號與信道相適應(yīng)，達(dá)到傳輸?shù)哪康摹? 此外，擾碼電路處于臼檢狀態(tài)位置時(shí)，可作為碼組發(fā)生器使用。經(jīng)串 并行變換后，每一路信碼速率 (fa)降為原輸入信息速率 (fb)的四分之一。因此，為了克服載波相位含糊對數(shù)字信號檢測的影響，需要在系統(tǒng)的發(fā)送端對信碼進(jìn)行差分編碼，而在接收端進(jìn)行差 分譯碼。能完成這 功能的濾波器稱為頻譜成形濾波器。大部分?jǐn)?shù)字微波系統(tǒng)，常常在某個(gè)中頻上進(jìn)行鍵控，然后再利用上變頻器變換到微波頻率。調(diào)制器電路實(shí)際常是一個(gè)相乘器電路，它完成基帶信號和相位載波之間的相乘運(yùn)算。這些指標(biāo)通常根據(jù)整機(jī)總體要求決定，與數(shù)字微波通信系統(tǒng)的質(zhì)量有著密切的關(guān)系。如果調(diào)制設(shè)備電路不理想， 使得輸出信號的矢量點(diǎn)偏離理想矢量點(diǎn)位置，這就產(chǎn)生了調(diào) 制誤差。它決定了該系統(tǒng)的真正的頻譜利用效率。帶內(nèi)頻譜畸變，必然會引起碼間串?dāng)_，導(dǎo)致系統(tǒng)性能惡化。 影響調(diào)制設(shè)備性能指標(biāo)的不理想因素 鍵控信號的調(diào)制誤差和發(fā)送譜特性是衡量數(shù)字調(diào)制設(shè)備性能的兩項(xiàng)主要指標(biāo)。 非線性特性 調(diào)制設(shè)備的非線性主要是由調(diào)制器電路引起。 載漏 一個(gè)信息序列完全獨(dú)立等概的對稱鍵控調(diào) 制，在它的輸出頻譜中不 應(yīng) 包含載 26 頻的線譜分量。正交 相位誤差定義為：正交調(diào)制載波之間的相位差相對于 90 度的偏差。調(diào)制設(shè)備電路不平衡主要指這兩個(gè)通路特性不一致。除了上面討論的五個(gè)方面外，其它一些因素，如電源電壓波動，溫度變化引起的漂移等，在此不再贅述。 頻帶數(shù)字信號的解 調(diào)分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種方式。從圖可以看出，它主要包括三大部分，即：解調(diào)單元、信碼再生單元和譯碼單元。解調(diào)單元一般應(yīng)包括以下幾個(gè)部分： 1． 相干載波信號產(chǎn)生 相干載波信號用來作為相干檢測的相位標(biāo)準(zhǔn)，也稱為參考相位載波，它通常是由載波恢復(fù)電路提供的。實(shí)際上，它也是一個(gè)相位檢波器，因此常稱為鑒相器 ( PD)。 在一般系統(tǒng)中，積分 泄放電路常用一個(gè)低通濾波器來代替。 再生單元 再生單元也稱為基帶信號檢測單元。這個(gè)最佳時(shí)間就選擇在積分器輸出電壓最大的時(shí)間，或者選擇在低通濾波器輸出的基帶眼 圖 最大開啟位置。等于 O。 差分譯碼與接口單元 1. 差分譯碼 它和差分編碼一起用來克服由于參考載波相位含糊所引起的解調(diào)錯誤。 ◆ 正交解調(diào)后的兩路四電平基帶信號，首先由多電平判決器進(jìn)行四電平判決，其輸出的判決信譬經(jīng)過進(jìn)一步再生和譯碼后，才能恢復(fù)出同相路調(diào)制碼元 a a2 和正交路調(diào)制碼元 b1和 b2。是否采用均衡器，以及采用什么形式均衡器，這是視具體系統(tǒng)而定。 16QAM 系統(tǒng)相對 2PSK 系統(tǒng)而言，除了以上的不同點(diǎn)外，位同 步電路還需形成比特同步信號。而標(biāo)志系統(tǒng)性能質(zhì)量的誤碼率特性又在很大程度