清華大學(xué)移動通信教程第講新技術(shù)及新應(yīng)用2

無線通信工程姚彥教授清華大學(xué)微波與數(shù)字通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2001年6月10日第十五講無線通信的新技術(shù)及新應(yīng)用（2）數(shù)字微波

不是衛(wèi)星通信、不是散射通信，也不是移動通信；是在微波頻段通過地面視距傳播進(jìn)行數(shù)字信息傳輸?shù)囊环N無線通信手段，既包括點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)字微波，也包括點(diǎn)對多點(diǎn)數(shù)字微波。70年代中后期發(fā)展數(shù)字微波，已有20多年的歷史被稱為現(xiàn)代通信的三大支柱： －光纖通信 －數(shù)字微波 －衛(wèi)星通信正確總結(jié)數(shù)字微波技術(shù)的起落，找到自己的市場定位，對數(shù)字微波技術(shù)今后的發(fā)展是十分重要的。什么是數(shù)字微波通信？歷史的回顧中、小容量數(shù)字微波的發(fā)展階段我國數(shù)字微波通信真正有影響的的研究、開發(fā)是從川漢輸氣工程開始的。分為“北方點(diǎn)”和“南方點(diǎn)”。北方點(diǎn)由石家莊19所牽頭，主攻6GHz120路系統(tǒng)；南方點(diǎn)由清華大學(xué)綿陽分校牽頭，主攻2GHz120路系統(tǒng)。120路系統(tǒng)，于1978年3月在石家莊的全國總聯(lián)試中取得成功。480路系統(tǒng)，于1983年4月在石家莊的全國總聯(lián)試中取得成功。在我國數(shù)字微波通信的發(fā)展史上是具有劃時代意義的事件，它成套地突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)了一大批研究開發(fā)人才，為我國專用通信網(wǎng)的全數(shù)字化改造作出了重大貢獻(xiàn)。歷史的回顧大容量數(shù)字微波的發(fā)展階段80年代后期，在國家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目中，安排了大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)的研制和開發(fā)。由郵電部主持，安排郵電部西安4所和電子部石家莊54所承擔(dān)6GHz1920路16QAM系統(tǒng)，清華大學(xué)承擔(dān)11GHz1920路16QAM系統(tǒng)和140Mb/s64QAM中頻系統(tǒng)。經(jīng)過各個單位的努力，以上工作在90年代初先后完成并通過了國家主管部門的驗(yàn)收。由于種種原因，在國家“八五”計劃中沒有繼續(xù)安排大容量數(shù)字微波的攻關(guān)項(xiàng)目，使得上述成果的推廣應(yīng)用受到很大的影響。面臨的挑戰(zhàn)80年代中、后期，我國的數(shù)字微波發(fā)展受阻。原因： －－國產(chǎn)設(shè)備和國際上的先進(jìn)產(chǎn)品存在較大差距、缺乏競爭力； －－國家對數(shù)字微波技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的投入不足，研究和生產(chǎn)單位處境艱難等等； －－更主要的原因是由于光纖通信的興起，數(shù)字微波的干線傳輸功能已逐步被光纖所代替。發(fā)展機(jī)遇光纖通信對數(shù)字微波的巨大沖擊－－巨大帶寬－－超低損耗－－較低成本未來信息高速公路的主干道，還有Fibertohome的趨勢無線通信的發(fā)展機(jī)遇－－靈活性－－抗災(zāi)性－－移動性如何發(fā)展數(shù)字微波市場定位光纖通信和移動通信已成為當(dāng)前通信網(wǎng)的兩大主流，并形成十分巨大的產(chǎn)業(yè)和用戶市場。并且在空間和頻段上把數(shù)字微波逐出原有的領(lǐng)地。這是技術(shù)的競爭，是不以人們意志為轉(zhuǎn)移的。那么，在當(dāng)前的情況下，數(shù)字微波的市場定位到底是什么？在當(dāng)前情況下，數(shù)字微波要得到發(fā)展，必須放下架子，甘當(dāng)配角，當(dāng)好光纖通信和移動通信的配角。搞技術(shù)的人往往都希望當(dāng)主角，寧可在小市場當(dāng)主角，也不愿在大市場當(dāng)配角，這樣就會失去許多發(fā)展的機(jī)遇。SDH微波

SDH特點(diǎn)1.統(tǒng)一了北美、日本和歐洲的地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)，使國際電信互通成為可能。2.SDH幀結(jié)構(gòu)中有豐富的開銷比特（約占信號的5%）3.SDH電信傳送網(wǎng)具有信息傳送透明性和定時透明性4.統(tǒng)一了網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)。5.網(wǎng)絡(luò)兼容能力強(qiáng)。SDH產(chǎn)品系列MLCM :多電平編碼調(diào)制SLEC :單李氏糾錯室內(nèi)安裝型

28-30 128QAM/MLCM

40/40.74 64QAM/MLCM

55/56 16QAM/SLEC

STM-1STM-1光接口

STM-1電接口

PDH(140MB)

/STM-1 電接口(可選) L4 U4 5 L6 U6 7.5 811 ITU-R頻率帶寬(GHz)容量及接口信道空間

(MHz)調(diào)制方式SDH微波無線系統(tǒng)覆蓋了3.6to11GHz能傳輸一個STM-1155Mbit/s或140Mbit/sPDH信號與可選的路旁信號完全遵照ITU-R建議，采用了最有效的調(diào)制方式29/30MHzRF信道間隔 :128QAM40MHz信道間隔 :64QAM采用全數(shù)字交叉極化干擾抵消器，能實(shí)現(xiàn)同波道雙極化傳輸(XPIC)，使頻譜利用率加倍接口TMN符合ITU-T多種調(diào)制技術(shù)DFE: 判決反饋均衡器MLCM: 多電平編碼調(diào)制ATPC: 自動發(fā)信功率控制新型BRCKT:鄰接模式分路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,功耗低在一個ETSI機(jī)架中裝載1+3系統(tǒng),平均140W/TRSDH

無線系統(tǒng)

SDH關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)

主要優(yōu)點(diǎn)

MLCMBER=10-3時，編碼增益2.5dBDFE抗衰落有效均衡（最小相位失真）XPIC雙極化傳輸有兩倍的傳輸容量SDH/PDH系統(tǒng)共存ATPC減小了對相鄰系統(tǒng)的干擾BRCKT減小了分支頻率間隔（鄰接模式）SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的主要特點(diǎn)1.傳送通道標(biāo)準(zhǔn)化2.管理接口標(biāo)準(zhǔn)化3.管理功能標(biāo)準(zhǔn)化SDH微波網(wǎng)管系統(tǒng)構(gòu)成MCU1MCU1MCU1MCU2MCU3MCU3MCU2MCU3MCU2MCPMCPMCPTM/ADMTM/ADMMCOFFECC串口串口微波終端微波中繼微波終端注：MCU1

微波收發(fā)信機(jī)MCUMCU2倒換控制MCUMCU3調(diào)制解調(diào)MCUTD/ADMSDH終端復(fù)用/分插復(fù)用器

2155MbSDH微波設(shè)備無線光纖固定無線寬帶通信視頻、數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)工作頻率： 2.1,2.3,2.5,3.6,18,24,28,31,38,40GHz。在美國，這些業(yè)務(wù)稱為：MDS（多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)），ITFS（教育電視固定業(yè)務(wù)），LMDS（本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)），WCS（無線通信業(yè)務(wù)），DEMS（數(shù)字電子消息業(yè)務(wù)），Part101點(diǎn)對點(diǎn)業(yè)務(wù)。

無線光鳴纖－L勢MDSLMD溝S-L棗oca怕lM尼ult告ipo拉int載D芳ist江rib壤uti舞on關(guān)Ser司vic鄭e本地多花點(diǎn)分配猛業(yè)務(wù)一種微初波寬帶和業(yè)務(wù),哨在毫米蘆波頻段,在托較近的距喬離點(diǎn)對多擾點(diǎn)雙向傳累輸話音餃、視戲頻和圖心像信號L(L坐oca較l):指較近宜的通信下距離,稍一般2歲-10悶公里M(Mu蛙ltip姨oint嘴):信號的償傳輸采箏用點(diǎn)對競多點(diǎn)方倆式D(Di柴stri細(xì)buti耗on):指多種甘業(yè)務(wù),邀多種數(shù)鋼據(jù)同時妄雙向傳移送S(Se嶺rvic伐e):楚LMD峽S網(wǎng)絡(luò)的柴業(yè)務(wù)完舅全由運(yùn)桿營商選膽擇LMD壘S發(fā)展菠現(xiàn)狀LMDS榮－本地晌多點(diǎn)分配氣業(yè)務(wù)寬帶的固如定無線接腫入手段美國和泄加拿大醉已經(jīng)將盈1.3型GHz紙的頻譜眨資源分怒配給L吼MDS赤使用FCC在貌98年發(fā)敗布了一系罰列推廣和西使用LM攻DS的優(yōu)委惠措施各電信娛廠商積千極進(jìn)行踢LMD埋S的胡深入研掠究和開莖發(fā)LMD坦S被服許多亞崖洲國家廢采用,偏如：日蜂本、韓燒國、泰廢國、菲供律賓1999市年1月脅7日，P音－COM蘇公司和雹Siem疾ens米公司共同剪宣布LM沈DS系乘統(tǒng)投入商逼業(yè)運(yùn)行LMDS的主要性馬能無線頻埋譜資源炕大于1GH轉(zhuǎn)z每基站們總?cè)萘恳策_(dá)4.8G每扇區(qū)流容量達(dá)200登M每遠(yuǎn)端站鄙容量達(dá)Nx2新M可以支轎持現(xiàn)存晴的任何符業(yè)務(wù)－話音,I西P電話－數(shù)據(jù):敬低速、習(xí)中速、高存速－圖像：分100男多套，祖模擬或柱數(shù)字，帖加密或廁不加密LMDS氧網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銵MD勺S的系許統(tǒng)組成由以下四石部分組成渠：－網(wǎng)絡(luò)全運(yùn)行中譽(yù)心－骨干網(wǎng)詠絡(luò)－基站－用戶爹終端LMDS漠的系統(tǒng)特邊點(diǎn)多種頻段炒設(shè)備可選辯，10G－文40GH碼z足夠的功腿率，保證芬基站的覆宅蓋多種調(diào)制揭方式可選辯，64Q府AM提高頻譜童利用率增鑒加容量扇區(qū)數(shù)據(jù)著吞吐量大基站容量遭大，達(dá)4.8G直接支持這ATM遠(yuǎn)捏端站，無困線ATM同一系統(tǒng)伴內(nèi)同時支笛持FDM箭A和TD湊MA,充近分發(fā)揮優(yōu)腐勢自動發(fā)射叉功率控制脹（ATP伴C)功能儀，保護(hù)設(shè)腫備，減小誰干擾，提高頻率逝復(fù)用度，收增加全網(wǎng)治容量完善的呆網(wǎng)管系茂統(tǒng)支持爽開放協(xié)站議LMDS互系統(tǒng)應(yīng)用提供寬訪帶固定證接入手缺段支持多倉種業(yè)務(wù)患，話音決、數(shù)據(jù)斧、圖像伍等的雙環(huán)向傳輸支持AT腥M、TC憐P/IP翅、MPE興G2等稀標(biāo)準(zhǔn)多種用戶霜接口,鞋多種速率矛,特別項(xiàng)適合于數(shù)繡據(jù)網(wǎng)適用于公拘用網(wǎng)絡(luò),軋會議電所視網(wǎng)適用于有贈線電視、撇會議電視吹網(wǎng)高速In板tern住et接瞧入廣域網(wǎng),金城域網(wǎng)頂應(yīng)用大公司戚、大企業(yè)無線饅電纜無線電傘纜－蘭毯牙技術(shù)恒的歷史1998佛.3W榮PAN研走究組成立199晶8.5焦No茶kia際,E淡ric胡sso風(fēng)n,浙Tos臣hib請a,姨IBM逃和I漆nte練l聯(lián)壓合成立救Spe想cia屯lI課nte擊res蘿tG辣rou添p(S復(fù)IG)199盒9.1豪2M火icr垃oso閑ft,喬Lu拜cen蚊t,優(yōu)Mot咳oro擔(dān)la鼠和3C惕OM尼加入成民立p腥rom載ote蓋rg抵rou窗p.199振9.1惑2V晌1.0何B版標(biāo)頂準(zhǔn)發(fā)布發(fā).至今，已捐經(jīng)有18宴82簽約念加入B附luet游ooth錯SIG趁.Blu嬸eto腐oth沈的目標(biāo)通過將鞭一種微盆小的短命距的無圖線通信刮技術(shù)集混成到各雪種不同腔的電子據(jù)設(shè)備中習(xí)來為移攀動和商臭業(yè)用戶伍提供方窩便服務(wù)Blue拾toot衣h能為我少們作什么?個人專用網(wǎng)絡(luò)替代電纜Landline數(shù)據(jù)/語音接入點(diǎn)特點(diǎn)同時支柄持語音昂和數(shù)據(jù)免費(fèi)的訊開放標(biāo)旬準(zhǔn)提供制全球應(yīng)興用能夠建立傳專用連接能夠抗開防放頻段其露它信號源海的干擾極小的聚體積和巖極低的跪功耗便練于集成老到各種味設(shè)備和宿主設(shè)競備相比可鄭忽略的功很耗技術(shù)特搞征1Ms舊/s符夕號率開煩發(fā)信道根的最大從容量快跳頻康避免干請擾自適應(yīng)憲輸出功裹率減小伴干擾短數(shù)據(jù)包攜可在干擾栗狀態(tài)下提絞高容量快速確迅認(rèn)允許遲鏈路的脊低編碼降開銷CVS棒D語音肢編碼可號承受高撕誤碼率靈活的卻數(shù)據(jù)包錘種類支宋持寬應(yīng)反用范圍簡單的次空中接誰口減小駁電流消蒙耗用戶環(huán)境(1)3合1東電話無論在帶何處都鏟使用同抱一部電流話Inte煙rnet世網(wǎng)橋采用各種燥連接方式嘉網(wǎng)上沖浪交互式會布議連接所耀有與會敬者進(jìn)行釣實(shí)時數(shù)行據(jù)交換便攜式嫂耳機(jī)/明麥克風(fēng)無論在駕何處使瘦用便攜語式電腦拿作為耳鼠機(jī)和麥辦克風(fēng)用戶環(huán)抬境(2)智能公遲文包當(dāng)便攜式格電腦還在魯公文包中瞎時使用E葵-mai緊l自動文姻件同步自動后巖臺同步陷以保持助文件更膽新無線桌面將所有電王腦周邊設(shè)桑備連接到爹PC或L脈AN上Blu配eto奧oth窮產(chǎn)品集成入龍便攜式裳PC.集成入移齒動電話.集成入線手持設(shè)燃備.無線周銷邊設(shè)備耳機(jī)數(shù)碼相機(jī)接入點(diǎn)和其它網(wǎng)心絡(luò)連接的庫通用網(wǎng)橋自適應(yīng)臂無線傳唱輸距離Blu飼eto校oth默提供卸兩種無忌線傳輸彎距離“Pic壤o-ca歲ble”吵(10嶼米)0db萄m收海發(fā)信機(jī)為短距離關(guān)設(shè)備提供竿優(yōu)化頭戴式假耳機(jī),氏鼠標(biāo)位,鍵呆盤等述…….“Me羅ga-噴cab線le”議(1孤00砍米)20db漏m收發(fā)府信機(jī)模塊內(nèi)配置功率倉放大器為環(huán)境腳會變化狀的設(shè)備概提供優(yōu)競化筆記本電挖腦、移動州電話、數(shù)紋據(jù)接入點(diǎn)陡等…賓館、汽灰車、辦公面室、家庭矩、機(jī)場實(shí)現(xiàn)體叉積目前的犧筆記本運(yùn)電腦O擱EM模數(shù)塊13瓶/8”察x州3/4屆”0.5壁平方菊英寸未來的喊芯片體寧積大約9x9x轟1.5宅mmAll備-in孤-on直e設(shè)愁計Fram河eli腥nei粥sCo滋mpac雖tfl始ash將car