【正文】 上取決于相干解凋器的性能，因此，下面討論的一些性能指標(biāo)在討論系統(tǒng)性能時還要進(jìn)一步介紹。然而，對一個實際系統(tǒng)，由于系統(tǒng)濾波響應(yīng)實現(xiàn)時的誤差，調(diào)制器和相干解調(diào)（包括載波恢復(fù)電路）性能不完善，將使系統(tǒng)性能惡化，導(dǎo)致抽樣 31 點信噪比下降。抽樣點信噪比的高低，以及碼間串?dāng)_量的大小不僅是衡量系統(tǒng)傳輸特性的一項重要指標(biāo)，而且也是衡量數(shù)字解調(diào)設(shè)備性能的一項重要指標(biāo)。其中影響最大的是： 相干解調(diào)器以及解調(diào)低通濾波器的響應(yīng)，參考相位載波性能，判決 電路的判決電平偏差和位同步恢復(fù)電路的質(zhì)量。 在系統(tǒng)聯(lián)試時，常常對調(diào)制設(shè)備與解調(diào)設(shè)備進(jìn)行中頻聯(lián)試，是通過測量中頻信噪 比 來進(jìn)行誤碼性能測試。參考相位載波信號是由載波恢復(fù)電路產(chǎn)生 的 ，它的性能指標(biāo)主要表現(xiàn)在：恢復(fù)載波的靜態(tài)相位誤差和相位抖動，載波環(huán)路的捕捉帶寬、同步 32 帶寬和失鎖門限，在正交解調(diào)時，還包括正交參考載波的正交相位誤差 。 34 致 謝 首先要感謝我的導(dǎo)師劉慶方老師， 本論文是在 劉慶方 老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的選擇到論文的最終完成的每一個環(huán)節(jié)，自始至終得到 劉 老師的精心指導(dǎo)和幫助。 感謝教研部的老師們四年來給我的教導(dǎo)和幫助，大學(xué)四年時光轉(zhuǎn)瞬即逝，在這四年間，教研部老師們可謂我的良師益友，從這些老師身上那里不僅學(xué)到了專業(yè)知識，他們還教會了我為人處事的態(tài)度，為我走出大學(xué)校門，走進(jìn)社會打下了堅實的基礎(chǔ)。 最后，感謝所有參考書目的作者老師們，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和對科學(xué)的熱愛，是很值得我們后輩學(xué)習(xí)的。 感謝我的舍友 們 ，和他們朝夕相處，使我充滿了學(xué)習(xí)的信心和生活的熱情！是他們在我困惑的時候 給予 我?guī)椭?，大學(xué)四年，我們因緣分走到了一起，四年間我們相互幫助，互相關(guān)愛，大學(xué)時光現(xiàn)在看來雖說短暫，但在這四年間，我們彼此之間結(jié)下了深厚的友誼 。 劉老師不僅在理論知識上給了我很多指點，而且劉老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)精神給了我 很深的啟發(fā)，使我不僅在知識上，而且在學(xué)習(xí)態(tài)度、研究求知的精神等方面都受益匪淺。準(zhǔn)備論文的這段時間，我不僅學(xué)到了數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)的相關(guān)知識，而且增強(qiáng)了自己動手能力和分析問題解決問題的能力。 它是數(shù)模 解調(diào)設(shè)備輸入信號的輸入信噪比。 歸一化信噪 比 NE0b表示為 單位比特的信號能量和噪聲譜密度之比。 誤碼率特性 雖然誤碼率特性指標(biāo)不是數(shù)字解凋設(shè)備的一 項單獨指標(biāo)，但是，它是衡量數(shù)字解調(diào)設(shè)備性能的一項最重要指標(biāo)依據(jù)。碼間串?dāng)_的大小可以用抽樣點處絕對串?dāng)_量 ? 或者抽樣點處相對碼間串?dāng)_量 ? 表示。 它是相干檢測的最終結(jié)果，反映了相干調(diào)解、參考相位載波的性能質(zhì)量， 并且直接決定了系統(tǒng)的誤碼性能。它的一些性能指標(biāo)是和整個系統(tǒng)的特性緊密相關(guān)，而且只有在最后整個系統(tǒng)聯(lián)試時才能比較全面地反映。數(shù)字處理電路主要是由一些判決器和模二和電路組成。 ◆ 對采用正交多電 平鍵控調(diào)制的中大容量數(shù)字微波系統(tǒng)，為了對抗多徑衰落的影響以及補(bǔ)償山于傳輸信道傳輸特性不理想引起的系統(tǒng)性能惡化，一般都采用了不同形式的均衡措施。 對多相移相鍵控系統(tǒng)或者多電平正交移幅鍵控系統(tǒng)，雖然它們的數(shù)字解調(diào)要比 2PSK 系統(tǒng)的復(fù)雜得多：但是，它們基本上也是由以上幾部分組成。 3． 位同步恢復(fù)電路 它產(chǎn)生位同步信號。 2． 判決電路 實際上就是一個比較電平為 Vo 的電壓 比較器。該單元包括抽樣、判決和位同步恢復(fù)幾部分。 對一些帶限 傳輸系統(tǒng)，收和發(fā)的等效基帶響應(yīng)都滿足平方根奈 奎斯特響應(yīng)。因此，它和通常的積分器不同，當(dāng)一個碼元周期終了時需要將積分器所貯存的電壓清除干凈，以便下一個碼元到 來時重新進(jìn)行積分運(yùn)算。因此，載波恢復(fù)技術(shù)是數(shù)字微波解調(diào)系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)。 圖 2PSK 系統(tǒng)數(shù)字解調(diào)設(shè)備構(gòu)成框圖 28 解調(diào)單元 解調(diào)單元也稱為相干 檢測單元，它是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。因此，下面介紹一個采用相干解調(diào)方式的數(shù)字解調(diào)設(shè)備的構(gòu)成． 數(shù)字解調(diào)設(shè)備的組成 為討論方便，先以 2PSK 系統(tǒng)為例，介紹它的數(shù)字解調(diào)設(shè)備的構(gòu)成。作 為數(shù)字調(diào)制設(shè)備的對應(yīng)設(shè)備，解調(diào)設(shè)備的任務(wù)是對經(jīng)過信道傳輸后產(chǎn)生 失真并混雜有噪聲的信號進(jìn)行識別，判定各個波形所代表的符號，以恢復(fù)發(fā)端的數(shù)字信號。因此，對多電平正交鍵控系統(tǒng)，應(yīng)特別重視正變兩個通路的電路性能平衡。 最后將這兩路鍵控信號進(jìn)行合路，得到所需要的正交鍵控信號。較大的載漏不僅降低了有效信號能量，而且也干擾了鍵控信號的有校 矢量，使它們偏離了原來位置，產(chǎn)生了矢量誤差。在多電平鍵控或者限帶 傳輸系統(tǒng)中，對調(diào)制器電路的非線性指標(biāo)應(yīng)該有比較高的要求。其中影響最大的是調(diào)制器電路和波形成形濾波器。 在多波道工作場合，為了防止對相鄰波道的干擾，每個系統(tǒng)對鍵控信號發(fā)送譜帶外頻譜分量都有一定要求，也就是發(fā)送譜旁瓣指標(biāo)要求。一個理想的鍵控信號，對應(yīng)有理想的頻 譜分布特性。鍵控信號發(fā)送譜特性可以從下面三個方面考慮： 1. 鍵控信號占有帶寬 對于帶寬受限的傳輸信 道 ，鍵控信號的頻譜寬度必須和信 道 帶寬相匹配，才能達(dá)到有效傳輸?shù)哪康摹Ｏ旅嬗懻撨@兩項主要性能指標(biāo) 。 數(shù)字調(diào)制設(shè)備的主要性能指標(biāo) 數(shù)字調(diào)制設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩類：一類是指調(diào)制設(shè)備的工作指標(biāo)，如調(diào)制設(shè)備的輸入信息速率，鍵控 方式，碼元速率．發(fā)送譜成形考慮以及調(diào)制載波頻率等，它們主要由數(shù)字微波系統(tǒng)的工作條件決定。對 三次群以下的 中小 容量數(shù)字微波系統(tǒng)，一般采用 70 兆赫中頻；而對于四次群以上的大容量數(shù)字微波系統(tǒng)，有的采用 70 兆赫中頻，也有的采用140 兆赫中頻。 載波產(chǎn)生電路 這部分電路的功能是產(chǎn)生鍵控用的調(diào)制載波。它的作用是將差分編碼后的四路二電平信號變換為兩路調(diào)制用的四電平基帶信號。采用相干檢測作解調(diào)需要有一個參考載波信號，這個信號通常是由載波恢復(fù)電路提 供的。 串 — 并行變換 對于 16QAM 調(diào)制，一個碼元周期包含了四個 比特信息 。以 16QAM 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)為例，其調(diào)制設(shè)備的組成框圖如圖 所示。具體包括主 瓣的半功率角（稱為波束寬度）以及第一副瓣、第二副瓣的輻射電平等，示意圖如圖 此外還要確定天線的后瓣輻射電平 ，一般都要求它盡量低，以減小前后天線的串?dāng)_ 。 GA ＝ AA0B ＝ ?? 2 BA4 （ 52） 其中 AB 為天線有效面積。在微波通信系統(tǒng)中對天線 除了通常的要求以外，還有對天線寄生耦合的要求． 天線增益 增益是衡量天線性能的重要參數(shù)，它是指天線將發(fā)射功率往某一指定方向集中 輻射的能力。當(dāng)輸入信號在此范圍內(nèi)變化時，要求自動增益控制電路能保持解調(diào)器的中頻輸入電平在一個很小的范圍內(nèi)變動。 自動增益控制電路是微波中繼收信機(jī)不可缺少的一部分。 最大增益與自動增益控制范圍 接收機(jī)的最大增益取決于輸入端的門限電平和解調(diào)器的正常工作電平。 通頻帶 為了有效地抑制噪聲干擾，和獲得最佳信號轉(zhuǎn)輸，應(yīng)該選擇合適的通頻帶和通帶形狀。由多級微波部件組成的收信系統(tǒng)噪聲系數(shù)主要取決于前面一兩級 。 不同頻段的接收機(jī)，其微波系統(tǒng)的組成方法和電路形式不盡相同，但大體上相近。這種方法的電路簡單，但與相干解調(diào)相比，其抗誤碼性能較差。中頻系統(tǒng)對整個接收信道的通頻帶和頻率響應(yīng)也起著決定性作用。來自接收天線的微波微弱信號經(jīng)過饋線、微波濾波器、低噪聲放大器和本振信號進(jìn)行混頻，變成中頻信號，再經(jīng)過中頻放大、濾波后，送到解調(diào)單元，實現(xiàn)信碼解調(diào)和再生。 各類噪聲都是疊加在有用信號之上，噪聲 的存在使信噪 比降低，增大了數(shù)字通信的誤碼率。尤其是倍頻鏈?zhǔn)降谋菊裨淳哂泻軓?qiáng)的諧波干擾，已經(jīng)逐漸很少 采用。 相位噪聲產(chǎn)生于本機(jī)振蕩器，它體現(xiàn)了振蕩器瞬時頻率穩(wěn)定度的質(zhì)量，也表示了微波振蕩器輸出信號的頻譜純度。對于數(shù)字微波通信系統(tǒng)經(jīng)常采用的 PSK 調(diào)制方式來說，發(fā)射機(jī)頻率漂移將使解調(diào)過程 產(chǎn)生相位誤差，致使有效信號幅度下降，誤碼率增加。 一般情況下，數(shù)字通信比模擬信號通信有更好的抗干擾能力。我國選用 11GHz 做為微波通信的主要頻段 其中2， 4， 6GHz 頻段主要用 于干線微波中繼， 11GHz 主要用做支線或?qū)Ｓ镁W(wǎng)。 15 圖 兩種數(shù)字微波發(fā)信設(shè)備 發(fā)信設(shè)備的主要性能 指標(biāo) 工作頻段 微波中繼通信的頻段包括 1GHz～ 40GHz 的很寬范圍。 中頻調(diào)制發(fā)射機(jī)的構(gòu)成方案與一般調(diào)頻制模擬微波機(jī)相似，只要更換調(diào)制解調(diào)單元，就可以利用現(xiàn)有模擬微波信道傳輸數(shù)字信息。這種方案的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，但當(dāng)發(fā)射頻率比較高時，其微波功率放大器制作難度大，且發(fā)射機(jī)的通用性差。這種轉(zhuǎn)接方法維護(hù)簡單，成本較 低，主要用于克服某些地形障礙。 凡是需要上、下話路的中繼站，必須采用再生型中繼方式。但由于其轉(zhuǎn)信和收信在同一載頻上，因此必須采用增益高、方向性強(qiáng)、旁瓣低、高性能、具有低噪聲放大器的天線，或加大天線之間的垂直間距，以避免本站收發(fā)信號之間的相互干擾。 直放轉(zhuǎn)接和無源轉(zhuǎn)接方式 近年來產(chǎn)生了一種新的技術(shù)，即微波直放轉(zhuǎn)接方式。信號從中間站的某一中繼機(jī)的收信機(jī)轉(zhuǎn)接到 另一中繼機(jī)的發(fā)信機(jī)時，接口頻帶為中頻，所以稱作中頻轉(zhuǎn)接，中頻轉(zhuǎn)接省去了調(diào)制、解調(diào)器，簡化了設(shè)備，但中頻轉(zhuǎn)接不能上、下話路，不能消除噪聲積累。 再生 轉(zhuǎn)接方式可以直接上、下話路，是微波分路站和樞紐站必須采用的轉(zhuǎn)接方式。 11 圖 中繼方式 再生 轉(zhuǎn)接方式 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)（天線饋線系統(tǒng)） 傳送到收信機(jī)。 微波站的主要設(shè)備包括數(shù)字微波發(fā)送信號設(shè)備、數(shù)字微波接收信號設(shè)備、天線、饋線、鐵塔，以及為保障線路正常運(yùn)行和無人維護(hù) 所需的檢測控制設(shè)備、電源設(shè)備等。這種交換可以是模擬交換，也可以是數(shù)字交換。但要構(gòu)成一個完整的數(shù)字微波 通信系統(tǒng)，還應(yīng)包括其他部分，如圖 所 示，數(shù)字微波通信系統(tǒng)總是由圖 給出的微 波終端站微 波中繼站數(shù) 字終端站交換機(jī)用戶終端數(shù) 字終端站微 波終端站微 波中繼站微 波分路站數(shù)字分路終端站交換機(jī)用戶終端微 波終端站數(shù) 字終端站用戶終端交換機(jī)數(shù)字分路終端站微 波分路站微 波中繼站微 波終端站數(shù) 字終端站交換機(jī)用 戶終 端交換機(jī)用 戶終 端BC中繼站 中繼站終端站終端站A主干線支 線微波終端站微波分路站微波中繼站 9 幾部分組成的。但不論哪種形式，主要是由微波終端站、中繼站和分路站等組成的，如圖 ,所示。 7 投資少、建設(shè)快 在通信容量和質(zhì)量基本相同的條件下，按話路公里計算，微波中繼通信線路的建設(shè)費用不到同軸電纜通信線路的一半，而且還可以節(jié)省大量的有色金屬，另外，建設(shè)時 間也比后者短。 通信靈活 微波中繼通信采用中繼方式，可以實現(xiàn)地面上的遠(yuǎn)距離通信，并且可以跨越沼澤、江河、湖泊和高山等特殊 地理環(huán)境。占用的頻帶越寬，可容納同時工作的無線電設(shè) 備就越多，通信容量也就越大。 20 世紀(jì) 70 年代，調(diào)頻微波通信 已把每個波道的電話容量擴(kuò)大到 2700 路。在第二次世界大戰(zhàn)后，由于雷 達(dá)的發(fā)展，使微波技術(shù)和微波中繼通信得到迅速的發(fā)展。 SDH 微波通信系統(tǒng)是今后微波通信系統(tǒng)發(fā)展的主方向。因此數(shù)字微波中繼通信、光纖通信和衛(wèi)星通信一起被稱為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜笾饕侄巍? 關(guān)鍵字： 中繼通信、中繼方式 、電路分析、設(shè)備組成、性能指標(biāo) 4 Abstract The first chapter of this thesis, the first chapter from the digital microwave munication leads to the second chapter began several digital microwave relay munication mode. Further discussed in subsequent chapters of the digital microwave relay munication system device letter, prepared to receive device, the antenna devices, and digital modulation apparatus and demodulation devices. Due to space limitations, did not discuss the digital microwave munication system carrier tracking and bit synchronization recovery circuit, there is no discussion of balance, switch, service, int