数字微波通信

微波通信主讲教师：赵红礼联系电话：[phone]E-mail:[e-mail]参考书《数字微波通信》，姚冬苹主编，北京交通大学出版社，2004年《SDH微波传输系统》，傅海阳编著，人民邮电出版社，1998年《数字微波中继通信》，杨小伟、富旋、朱月裔等著，中国电力出版社，1997年第一章数字微波通信概述第一节：数字微波通信的概念第二节：微波中继通信系统第三节：数字微波通信的性能指标第一节：数字微波通信的概念什么是微波通信？微波通信的常用频段微波的传播特性数字微波通信的特点数字微波通信的分类数字微波通信的应用数字微波通信的概念什么是微波通信？微波是频率在300MHz到300GHz（波长为1m到1mm）范围内的电磁波微波通信是利用微波作为载波来携带信息并通过电波空间进行传输的一种无线通信方式f31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波光波宇宙射线视频射频微波红外线可见光紫外线x射线射线数字微波通信的概念微波通信的发展：20~30年代——微波理论、元器件、应用40~50年代——模拟微波通信系统AM模拟调制，2700路60~70年代——中、小容量的数字微波通信系统第一代：短距离、低速率、PSK和QPSK调制，34Mbps，480路PDH系统80~90年代——大容量数字微波通信系统第二代：中距离、高速率、16QAM调制、四次群、140Mb/s，1920路PDH微波90年代至今——SDH微波通信第三代：90年代，SDH微波，256QAM调制、400Mb/s通信传输的三大支柱——数字微波通信和光纤通信、卫星通信数字微波通信的概念微波通信的常用频段：一般在1GHz～40GHz波段名称频率范围（GHz）L1.0~2.0S2.0~4.0C4.0~8.0X8.0~12.4Ku12.4~18.0K18.0~26.5Ka26.5~40.0数字微波通信的概念微波的传播特性：微波似光性卫星、微波、移动通信极化分集穿透电离层天文学研究频率高多路通信数字微波通信的概念微波的传播特性：极化特性：迎着电磁波的传播方向，观察瞬间电场矢量端点所描绘的轨迹曲线线极化圆极化椭圆极化EE垂直极化水平极化(a)线极化E(b)圆极化(c)椭圆极化E数字微波通信的概念数字微波通信的特点通信频带宽，通信容量大天线增益高，方向性强，通信保密性好传输质量高，通信稳定可靠组网灵活、建设周期短、成本低数字微波通信的概念数字vs模拟微波通信抗干扰能力强，线路噪声不积累保密性强便于组成数字通信网设备体积小，功耗低占用频带宽数字微波通信的概念微波通信的分类地面微波中继通信一点对多点微波通信卫星通信微波散射通信微波通信的分类地面微波中继通信：干线光纤传输的备份及补充地面微波中继通信中继站中继站终端站终端站微波通信的分类一点对多点微波通信：适合为城市郊区、农村、海岛等边远地区的分散用户提供多种业务的接入。中心站（基地台）用户站用户站用户站用户站微波通信的分类卫星通信：卫星——空中的中继站地球站——卫星系统与地面公众网的接口，用户通过地球站出入卫星链路卫星地面站卫星卫星地面站卫星地面站卫星地面站微波通信的分类微波散射通信：大气对流层中不均匀介质气团的散射作用传输跨距大（数百公里），灵活性传输损耗大、不规则变化，大功率发射、高增益低噪声接收微波散射通信VS短波通信微波散射通信不均匀介质气团对流层数字微波通信的概念数字微波通信的应用干线光纤传输的备份及补充农村、海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务的场合城市内的短距离支线连接宽带无线接入，如WiFi，WiMax军用数字微波通信系统，主要解决抗干扰和加密数字微波通信的应用济南-东营数字微波线路黄河水利委员会于1995年建成主要用于解决黄河下游到入海口的防洪、防凌预报、抗洪抢险等全长231.79公里，8个微波站电路容量为8Mbit/s(120路)工作频率使用2GHz频段数字微波通信的应用微波中继+一点对多点通信数字微波通信的应用城市内短距离支线连接数字微波通信的应用一点对多点微波通信数字微波通信概述第二节微波中继通信系统数字微波通信线路中继方式数字微波通信系统组成微波中继通信系统数字微波通信线路：中继站中继站终端站终端站地面微波中继通信…………终端站终端站中间站再生中继站（主站）枢纽站微波站的分类中间站：接收发送发送接收微波站的分类再生中继站：分路机接收发送发送接收微波站的分类枢纽站或主站：处在干线上完成数个方向的通信任务微波中继通信系统中继方式：基带中继方式外差中继方式直接中继方式中继方式基带中继：（c）基带中继低噪声放大微波放大中放混频上变频中放解调调制基带信号基带信号中继方式外差中继：（b）外差中继低噪声放大功放中放混频上变频中继方式直接中继：（a）直接中继微波放大微波放大移频中继方式三种中继方式基带中继是数字微波通信的主要中继方式非基带中继一般只连续使用2~3次（a）直接中继微波放大微波放大移频（b）外差中继低噪声放大功放中放混频上变频（c）基带中继低噪声放大微波放大中放混频上变频中放解调调制基带信号基带信号微波中继通信系统数字微波通信系统组成：用户终端交换机数字终端复用设备微波信道机中继站用户终端交换机数字终端复用设备微波信道机市内电话局流动站市内电话局微波端站微波端站微波中继通信系统格雷/自然D/A变换网孔均衡发送滤波信源信源编码帧复接码型变换扰码串并变换纠错编码格雷编码差分编码数字调制时延均衡中放发信混频单向器射频功放分路滤波本振数字复接数字信号基带处理数字调制数字微波发信机天馈线系统线路编码线路译码CMIHDB3发送信号处理流程微波中继通信系统接收信号处理流程：信宿信源译码分接码型变换解扰码并串变换纠错译码格雷译码差分译码解调主中放收信混频边带滤波低噪声放大分路滤波本振时延均衡中频滤波前置中放自然/格雷A/D变换网孔均衡接收滤波天馈线系统数字微波收信机数字解调数字信号基带处理数字分接数字微波通信的性能指标传输容量：比特传输速率码元传输速率数字微波通信的性能指标频带利用率：）（频带宽度信息传输速率Hzsbit//数字微波通信的性能指标传输质量：比特误码率码元误码率有效性可靠性传输容量传输效率传输质量比特传输速率（bit/s）频带利用率((bit/s)/Hz)误比特率码元传输速率（symbol/s）误码率数字微波通信课程安排第1章微波通信系统概述第2章PDH微波和SDH微波第5章微波调制第6章微波传输信道第7章微波传输工程设计信源信源编码帧复接码型变换扰码串并变换纠错编码格雷编码差分编码数字调制中放发信混频单向器射频功放分路滤波本振数字微波通信概述复习题：什么是微波通信？数字微波通信的主要特点是什么？试总结微波中继通信、一点对多点的微波通信和卫星通信的特点，它们之间的区别与联系。微波散射通信与短波通信有何不同？数字微波中继通信中有哪几种中继方式？各有什么特点？