微波傳輸技術(shù)

SDH微波傳送設(shè)備所采用的各種技術(shù)微波傳輸技術(shù)01簡(jiǎn)介自適應(yīng)交叉極化干擾抵消（XPIC）技術(shù)自適應(yīng)對(duì)抗多徑衰落技術(shù)高性能高速多狀態(tài)調(diào)制解調(diào)技術(shù)前向糾錯(cuò)技術(shù)自動(dòng)發(fā)信功率控制（ATPC）技術(shù)目錄0305020406基本信息微波傳輸技術(shù)（MicrowaveTransmissionTechnology）指的是SDH微波傳送設(shè)備所采用的各種技術(shù)。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介由于目前微波傳輸都采用SDH標(biāo)準(zhǔn)體系，由于SDH傳送方式的特點(diǎn)和構(gòu)成，其所應(yīng)用的技術(shù)與模擬微波和PDH微波通信系統(tǒng)有所不同。高性能高速多狀態(tài)調(diào)制解調(diào)技術(shù)高性能高速多狀態(tài)調(diào)制解調(diào)技術(shù)微波是一種頻帶受限的傳輸媒質(zhì)，必須在有限的頻帶內(nèi)傳送盡可能高的比特率，其最有效的辦法就是采用高性能高速多狀態(tài)調(diào)制解調(diào)技術(shù)。但SDH傳送方式的特點(diǎn)決定了在傳送相同話路或相同的2Mbit/s數(shù)量時(shí)，SDH微波所需占用的比特率要比PDH微波需占用的比特率高11%~20%；也就是說(shuō)，SDH微波所需要的調(diào)制狀態(tài)數(shù)要高。圖1說(shuō)明SDH微波與PDH微波在相同波道間隔下，所需調(diào)制狀態(tài)數(shù)的區(qū)別。圖1SDH與PDH微波所需調(diào)制狀態(tài)數(shù)比較注：CC(Co－Channel)：表示采用交叉極化干擾抵消技術(shù)實(shí)現(xiàn)交叉極化同波道傳送。所選調(diào)制狀態(tài)數(shù)越多，系統(tǒng)對(duì)各種惡化因素更敏感，對(duì)元器件的要求越高，電路規(guī)模越大，對(duì)多徑衰落的影響也越敏感。圖2ITU-R推薦采用的調(diào)制方式（1）SDH常用調(diào)制方式圖2為ITU–R推薦采用的調(diào)制方式，表中(CC)表示采用交叉極化干擾抵消技術(shù)(XPIC)實(shí)現(xiàn)的交叉極化同波道傳送方式。在調(diào)制方式中，除常用的QAM(正交幅度調(diào)制)方式外，還有TCM(格編碼調(diào)制)和MLCM(多級(jí)編碼調(diào)制)兩種方式。后兩者是將調(diào)制和編碼結(jié)合在一起的方式，其頻譜利用率和性能大致和QAM相當(dāng)，可與QAM方式等同采用。我國(guó)現(xiàn)用的微波波道帶寬大多為29、29.65和40MHz三種。自適應(yīng)交叉極化干擾抵消（XPIC）技術(shù)自適應(yīng)交叉極化干擾抵消（XPIC）技術(shù)要在每一(40MHz波道間隔)射頻波道內(nèi)傳送2×155Mbit/sSDH微波信號(hào)，有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是采用512QAM多狀態(tài)調(diào)制技術(shù)，隔波道異極方式化傳輸。這種方法，因調(diào)制狀態(tài)數(shù)較多，故對(duì)電路的線性要求高，元器件的性能敏感，多徑衰落對(duì)其影響也較嚴(yán)重。若想要在28～30MHz波道間隔內(nèi)傳送2×155Mbit/s數(shù)字信號(hào)，則至少要采用1024QAM調(diào)制方式才行，其技術(shù)難度極高。與之相反還有一種方法是采用雙極化頻率復(fù)用技術(shù)，使每一射頻波道，用垂直與水平極化各傳一個(gè)155Mbit/s信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)射頻波道同時(shí)傳送兩個(gè)155Mbit/s的SDH微波信號(hào)，使某些頻段(例如6GHz)總的傳輸容量可達(dá)到2.4Gbit/s。在傳播正常的情況下，主要采用交叉極化鑒別度(XPD)較高的高性能天線，它的垂直極化與水平極化所接收到的兩路信號(hào)之間的D/U比較高，能滿足傳輸指標(biāo)的要求；但當(dāng)有傳播衰落時(shí)，由于XPD本身下降，垂直極化與水平極化所接收到的兩路信號(hào)的交叉極化干擾電平增加，至使它們之間的D/U比也隨之下降，使傳輸性能降低，甚至造成電路中斷。為了實(shí)現(xiàn)交叉極化同波道傳送，需要一個(gè)自適應(yīng)交叉極化干擾抵消器，用以減小來(lái)自正交極化信號(hào)的干擾。采用XPIC技術(shù)后XPD的改善情況與是否采用分集接收有關(guān)。前向糾錯(cuò)技術(shù)前向糾錯(cuò)技術(shù)為了要在原CCIR建議所規(guī)定的頻率配置內(nèi)傳輸SDH信號(hào)，必須采用更高狀態(tài)的調(diào)制技術(shù)，選用的調(diào)制狀態(tài)數(shù)越多，限帶的要求就越嚴(yán)格。如當(dāng)選用64QAM調(diào)制方式時(shí)，滾降系數(shù)值將在0.2以下，從而使因電路配合，元器件老化等因素形成的碼間干擾較大，為保證傳輸性能，必須采用前向糾錯(cuò)技術(shù)。常用的糾錯(cuò)編碼方式有BCH碼、漢明碼、雙李氏碼，在某些場(chǎng)合也可用低比率的卷積碼。選用糾錯(cuò)編碼類型的依據(jù)原則是：冗余度低，電路規(guī)模小。圖5采用BCH碼FEC技術(shù)后BER的改善若舉例采用BCH(511，493)碼FEC方式，其糾錯(cuò)前BER(Pe)與糾錯(cuò)后BER(Pc)的關(guān)系如圖5。也可將調(diào)制與糾錯(cuò)編碼結(jié)合起來(lái)，即編碼調(diào)制技術(shù)。常見(jiàn)的編碼方式有塊狀編碼調(diào)制(BCM)、格狀編碼調(diào)制(TCM)和多級(jí)編碼調(diào)制(MLCM，MultiLeverCodedModulation)等三種。在BCH中各級(jí)都用塊狀碼進(jìn)行調(diào)制；而在TCM中，各級(jí)都用一種卷積碼。與TCM相比，BCM設(shè)備較簡(jiǎn)單，但編碼增益低。在MLCM方式中，第一級(jí)采用冗余度較高的卷積碼，第二級(jí)采用冗余度較低的卷積碼，或只加奇偶校驗(yàn)，其余各級(jí)甚至不編碼。MLCM方式的冗余度比TCM低，編碼增益與4D–TCM相當(dāng)，但編譯碼器所需電路規(guī)模比4D–TCM要小?，F(xiàn)對(duì)幾種編碼糾錯(cuò)方式的特點(diǎn)作介紹。自適應(yīng)對(duì)抗多徑衰落技術(shù)自適應(yīng)對(duì)抗多徑衰落技術(shù)自適應(yīng)對(duì)抗多徑衰落技術(shù)內(nèi)含下述三方面的技術(shù):①自適應(yīng)空間分集。②基帶時(shí)域自適應(yīng)判決反饋均衡技術(shù)。③中頻頻域自適應(yīng)均衡技術(shù)?？臻g傳播多徑衰落是造成數(shù)字微波傳輸中斷的主要原因，傳輸速率越高影響越嚴(yán)重，特別是在像2×155Mbit/s的傳輸系統(tǒng)中，其危害程度已大大超過(guò)了以往微波通信系統(tǒng)。特別是ITU-R新建議不再給數(shù)字微波系統(tǒng)提供額外的差錯(cuò)性能配額，因此必須裝置強(qiáng)有力的自適應(yīng)對(duì)抗多徑衰落設(shè)備，以滿足系統(tǒng)總體傳輸性能要求。自適應(yīng)空間分集接收技術(shù)常在中頻進(jìn)行合成，實(shí)現(xiàn)的方法有中頻最大隔離合成、中頻最佳最大隔離合成、最小色散合成及最大功率/最小色散合成等多種。最常用的均衡器有線性均衡器和判決反饋均衡器，線性均衡器對(duì)最小相位失真和非最小相位失真有同樣的均衡效果，而判決反饋均衡器對(duì)最小相位失真有極強(qiáng)的均衡能力。自動(dòng)發(fā)信功率控制（ATPC）技術(shù)自動(dòng)發(fā)信功率控制（ATPC）技術(shù)（1）ATPC的特點(diǎn)由于采用多狀態(tài)調(diào)制技術(shù)，對(duì)傳輸信道，特別是高功率放大器的線性提出了嚴(yán)格的要求。例如，對(duì)采用64QAM的系統(tǒng)而言，要求傳輸通道的三階交調(diào)失真產(chǎn)物要比主信號(hào)低45dB左右。若采用128QAM或256QAM調(diào)制技術(shù)，則要求更嚴(yán)。為了滿足系統(tǒng)總傳輸性能的要求，除了對(duì)微波傳輸放大器采取回退措施外，還要采取一些非線性的補(bǔ)償技術(shù)，如加中頻或射頻預(yù)失真器或采用前饋等技術(shù)改善發(fā)信機(jī)的線性。CCIR751建議規(guī)定，SDH微波系統(tǒng)還要采用自動(dòng)發(fā)信功率控制技術(shù)。該技術(shù)的要點(diǎn)是微波發(fā)信機(jī)的輸出功率在ATPC的控制范圍內(nèi)自動(dòng)地跟蹤接收端接收電平的變化而變化。在正常的傳播條件下，發(fā)信機(jī)輸出功率固定在某個(gè)比較低的電平上，例如比正常電平低10～15dB左右。當(dāng)發(fā)生傳輸衰落時(shí)，接收機(jī)檢測(cè)到傳播衰落并達(dá)到ATPC所規(guī)定的最低接收電平時(shí)，立即通過(guò)微波段開(kāi)銷(RFSOH)字節(jié)控制對(duì)方發(fā)信機(jī)提高發(fā)信功率，直到發(fā)信機(jī)功率達(dá)到額定功率后，若對(duì)方接收電平仍繼續(xù)下降，