淺談數字微波傳輸及設備組成

盧躍才

遼寧省廣播電視傳輸發射中心（沈陽 110000）

淺談數字微波傳輸及設備組成

盧躍才

遼寧省廣播電視傳輸發射中心（沈陽 110000）

微波傳輸是一種先進的傳輸方式，它利用微波來攜帶信息，通過電波空間進行傳送，并且還能進行再生中繼。它具有傳輸容量大，長距離傳輸穩定、投資少、建設周期短和維護方便等特點，得到了廣泛的應用。

微波傳輸 數字傳輸 電波空間

1 數字微波傳輸發展概況

我國的數字微波傳輸研究始于20世紀60年代。在20世紀60年代至70年代初為起步階段。20世紀80年代后期至今，隨著同步數字序列（SDH）在傳輸系統中的推廣應用，數字微波傳輸進入了重要的發展時期。目前，單波道傳輸速率可達300 Mb/s以上，為了進一步提高數字微波系統的頻譜利用率，同波道交叉極化傳輸、多重空間分集接收和無損傷切換等技術得到了使用。這些新技術的使用將進一步推動數字微波傳輸系統的發展。

2 數字微波傳輸的主要特點

根據所傳輸基帶信號的不同，數字微波傳輸又分為兩種體制，即PDH微波和SDH微波。SDH微波已成為今后微波傳輸系統發展的方向。

數字微波除了具有微波傳輸的普遍特點外，還具有以下特點。

（1）抗干擾性強，整個線路躁聲不積累。經數字微波信道傳輸的數字信號，要經過微波中繼站的多次轉發，站上有對數字信號進行處理的再生中級器。而再生中級器是采用抽樣判決的辦法來接收每一個碼元。經過一個中繼段傳輸后，只要干擾躁聲還沒大到影響對信碼錯判的程度，經過判決識別后，就可以把干擾躁聲清除掉，再生出與發送端一樣的“干凈”波形，從而繼續傳輸。這種再生作用使數字微波傳輸的線路躁聲不逐站積累，提高了抗干擾性。而模擬微波傳輸的線路躁聲是隨線路增加而增加，并且逐站積累的。

必須說明的是，一旦躁聲干擾對數字信號造成了誤碼，在繼續傳輸過程中被糾正過來的可能性是很小的，所以誤碼被認為是逐站積累的。

（2）保密性強，便于加密。數字信號本身就具有一定的保密性，又因為各種信號數字化后形成的信碼，可采用不同的規律或方式，方便靈活地加進密碼，在線路中傳輸，接收端再按相同的規律解除密碼，所以這種通信方式的保密性強。

（3）器件便于固態化和集成化，設備體積小。

（4）便于組成綜合業務數字網（ISDN）。

此外，數字微波要求傳輸信道帶寬較寬，因而產生了頻率選擇性衰落，其抗衰落技術比模擬微波中相應的技術要復雜。

3 數字微波設備的組成

數字微波設備主要由發信設備和收信設備兩大部分組成。

3.1 發信設備

數字微波發信設備通常有兩種組成方案。

（1）微波直接調制發信機

微波直接調制發信機的方框圖如圖1所示。來自數字終端機的信碼經過碼型變換后直接對微波載頻進行調制，然后，經過微波功放和微波濾波器饋送到天線，由天線發射出去。這種方案的發信機結構簡單，但當發信頻率處在較高頻率時，其關鍵設備微波功放比中頻調制發信機的中頻功放設備技術要求高，因此發信機通用性差。

圖1 微波直接調制發信機

（2）中頻調制發信機

中頻調制發信機的方框圖如圖2所示。來自數字終端機的數字信號經過碼型變換后，在中頻調制器對中頻載頻（中頻頻率一般取70 MHz或140 MHz）進行調制，獲得中頻調制信號，然后經過功率中放，把這個已調信號放大到上變頻器要求的功率電平。上變頻器把它變換為微波調制信號，再經微波功率放大器放大到所需的輸出功率電平，最后經微波濾波器輸出饋送到天線，由發射天線將此信號送出。可見，中頻調制發信機的構成方案與一般調頻的模擬微波機相似，只要更換調制、解調單元，就可以利用現有的模擬微波信道傳輸數字信息。因此，在多波道傳輸時，這種方案容易實現數字/模擬系統的兼容。在不同容量的數字微波中繼設備系列中，更改傳輸容量一般只需要更換中頻調制單元，微波發送單元可以保持通用。這種方案有較好的通用性。

3.2 收信設備

數字微波收信設備的組成一般都采用超外差接收方式。它由射頻系統、中頻系統和解調系統三大部分組成。來自接收天線的微弱信號進過饋線、微波濾波器、微波低噪聲放大器和本振信號進行混頻，變成中頻信號，再經過中頻放大器放大、濾波后送解調系統實現數字信號的解調和再生。

圖2 中頻調制發信機

射頻系統可以用微波低噪聲放大器，或采用直接混頻方式，前者具有較高的接收靈敏度，而后者的電路較為簡單。天饋線系統輸出端的微波濾波器用來選擇工作信道的頻率，并抑制臨近信道的干擾。

中頻系統承擔了接收機大部分的放大量，并具有自動增益控制（AGC）的功能，以保證到達解調系統的信號電平比較穩定。此外，中頻系統對整個接收信道的通頻帶和頻率響應也起著決定性的作用。目前，數字微波的中頻系統大多采用寬頻帶放大器和集中濾波器的組成方案。由前置中放和主中放完成放大功能，由中頻濾波器完成濾波的功能。這種方案的設計、制造與調整都比較方便，而且容易實現集成化。

數字調制信號的解調有相干解調和非相干解調兩種方式。由于相干解調具有較好的抗誤碼性能，故在數字微波中一般都采用相干解調。相干解調的關鍵是載波提取，即要求在接收端產生一個和發送端調制波的載頻同頻、同相的相干信號，這種解調方式又叫做相干同步解調。另外，還有一種差分相干解調也叫延遲解調電路，它是利用相鄰兩個碼元載波的相位進行解調，故只適用于差分調相信號的解調。這種方法電路簡單，但與相干同步解調相比較其抗誤碼性能較差。

朝陽）