《微波通信原理》PPT课件.ppt

微波通信系统介绍,ERICSSON20101228,目 录,1微波通信系统简介,2微波通信系统方框图,3微波通信系统数字传输系列,4 爱立信微波的实际应用,1微波通信系统简介,微波站,微波的定义,微波是一种电磁波，从广义上讲，频率从300MHZ300GHZ，微波通信使用频率范围3GHZ30GHZ根据微波传播的特点，可使其为平面波,微波通信的发展历程,微波传输中，10M以下为小容量，10M100M为中容量，大于100M为大容量,数字微波通信系统,利用微波作为载体的通信称为微波通信；基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信；一般基带信号处理在中频完成，再通过频率变换到微波频段；也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK；微波通信的理论基础是电磁场理论；,数字微波通信系统是指利用微波（射频）携带，通过大气传输的一种方式。,微波使用频率：300M Hz to 300G Hz波长：1m1mm频段：L:1.12-1.7G KU：12.4-18G LS：1.7-2.6 G K:18-26G S：2.6-3.95 G Ka:26.5-40G C：3.95-5.85G U:40-60G,每个频段中定义的各种子频率范围，多种收发间隔个波道间隔,1.微波在其传播过程中，若所遇物体的几何尺寸大于或可与波长相 比拟时，就会产生反射，波长越短，传播特性越与几何光学相似(如近于直线传播的持性)。2.普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行，射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；3.微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。,微波的特点和应用,不同的传输方法,数字微波点对点传输模型,A站（端）,微波站分类,终端站中继站枢纽站,背靠背天线 反射板,有源,无源,再生中继 中频中继 射频中继,分路站,一些链路中间被阻挡，且这条链路不是很长，我们通常在靠近其中一个站点的地方找一个无源中转站，利用折射进行无源接力。,无源中继,无源中继站（实物照片）,反射板式无源中继站Plane reflectors,双抛物面无源中继站Parabolic reflectors,应用范围宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网接入网临时话音或数据链路传输线的备份,微波传输通道系统组网图,光纤、微波传输方式比较,设备连接,0.6m 天线,室外单元(ODU),室内单元(IDU),中频电缆(同轴型),分体式微波设备系统结构,避雷器,接地装置,地气,ODU,IDU,同轴电缆,接地电阻小于10欧姆,ODU的接地线应接到铁塔的角钢上，其接地电阻小于0欧姆,地线的接地电阻应小于10欧姆,铁塔的接地电阻应小于10欧姆,IDU的接地,拉线塔,高性能天线:减小背面辐射和 副辨辐射 15 dB)风力改善:0.6M:230 km(64m/s)1.8M:190 km(53m/s),抛物面天线,天线的极化,线极化：水平极化和垂直极化（以电场方向为参考）,传输媒质,大气,链路,时间,高度,气候等。,微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随机性。,衰落,衰落类型1.多径衰落2.K型衰落3.波导型衰落4.雨衰,多径衰落由于折射波，反射波，散射波等多途径传播引起的衰落。多径衰落周期较短一般为几秒。多径衰落又叫频率选择性衰落。合成波的电平比正常传输低称为下衰落，比正常传输高称为上衰落。,地面,大气不均匀水面光滑地面是主要原因,K型衰落由于折射系数（K）的变化，使直射波和地面反射波相干涉而产生的衰落，或直射波因折射下凹而被地面的高地或高山阻挡而发生的绕射性衰落。这种衰落的周期较长，约几分钟。,还是气候原因,波导型衰落在无风的气候，在平原和水网地区，容易形成接近地面的波导层，使波束发生汇聚或发散而导致衰减性衰落。这种衰落的时间较长，有时可达几十分钟。,所以设计时就要考虑当地地形与气候,雨衰在10GHZ频段以下，雨雾损耗并不显得特别严重，对一个中继段可能会引入几个分贝。在10GHZ以上频段，中继间隔主要受降雨损耗的限制，如对13GHZ以上频段，100mm/小时的降雨会引起5dB/km的损耗，所以在13GHZ，15GHZ频段，一般最大中继距离在10km左右。在20GHZ以上频段，由于降雨损耗影响，中继间距只能有几公里。,越高频段雨衰越厉害！,高频段可以做用户级传输,衰落的一般特性1、波长越短、距离越长，衰落越严重2、夜间比白天严重，夏季比冬季严重3、晴天，宁静天气比阴天、风雨天气时严重4、水上电路比陆上电路严重5、平地电路比山区电路严重,工作频段用途,对抗衰落措施,A.不带分集 减小地面反射波电平 增大地面反射倾角 多种均衡措施（时域均衡和频域均衡）,B.分集技术 FD(频分)SD（空分）,10.2/F1/2 H 37/F1/2,波导型 SD FD K 型 天线增益 天线高度衰减型（阻挡，雨衰）降低频率缩短站距,对抗衰落措施,2.微波通信系统方框图,微波通信系统方框图,信源,编码,TX BB,MOD,上变频,功放,分路系统,同步,RX,解码,RX BB,DEM,下变频,低噪放,分路系统,(调制),(解调),TX,Rx,天线,IF,BB:基带信号,BB,IF:中频,UHF:特高频(300-3000 MHz),SHF:超高频(3000 30,000 MHz),本振,微波电路方框图,IDU,环形器,终端站,终端站,中继站,IDU,3.微波通信系统数字传输系列,准同步数字体系(PDH)(Plesiochronous Digital Hierarchy)数字传输技术的应用是从市话中继传输开始的，为适应点对点的传输，PDH技术出现了。随着高速光纤通信系统在电信网中的应用，更多的电路被集中到少数的传输系统上，暴露出 PDH技术的不足：逐级复用造成上下电路复杂而不灵活；预留开销很小，不利于网络运行、管理和维护；北美制式和欧洲制式两大系列难以兼容互通；点对点传输基础上的复用结构缺乏灵活性，使传输设备利用率低，也不利于向同步网过渡等。,同步数字体系(SDH)(Synchronous Digital Hierarchy)SDH采用同步时分交换技术，具有强大的网络运行、管理和维护功能，是高速大容量传输系统。与传统的PDH相比，其优点有：(1)充分利用了光纤带宽宽的特性，将传输速率大大提高，目前已有10Gb/s速率的产品，可使传输容量明显提高。(2)统一了北美制式和欧洲制式。(3)使用标准的光接口，使得不同厂家的产品可以在光接口上实现互联，实现横向兼容。(4)采用同步复用特性，只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号。(5)SDH的结构可使网络管理功能大大加强。,SDH 标准系列,PDH,SDH,日本（T）,北美（T）,欧洲(E),6.312M,32.064,97.728,6.312,44.763,1.544,tel,fax,data,139.264,34.368,2.048M,8.448,STM-1 155.52 Mbps,ATM,PDH 网络,多媒体,3000s,交换,两种方式的比较,谢谢大家！,