現代通信系統第二章數字微波通信系統CommunicationsSystemandSimulink數字微波通信系統第二章CommunicationsSystemandSimulink2.1數字微波中繼通信的基本概念2.3復用、復接和高效調制技術第二章數字微波通信系統2.2數字微波中繼通信系統的組成2.5系統設計的若干問題2.4微波傳播特性CommunicationsSystemandSimulink2.1數字微波中繼通信的基本概念2.1.1數字微波通信的定義2.1.2數字微波通信方式2.1.3視距微波中繼通信2.1.4數字微波通信的特點CommunicationsSystemandSimulink無線電波的頻段劃分

超長波

長中

短

米

分米

厘米

毫米

亞毫米

光通信0.0000030.030.33303003*1033*1043*1053*106(MHz)2.1.1數字微波通信的定義數字微波通信是用微波(300MHz—300GHz)作為載體傳送數字信息的一種通信手段。微波低頻中頻高頻甚高頻特高頻超高頻極高頻EHFSHFUHFVHFHFMFLF甚低頻VLF至高頻CommunicationsSystemandSimulink電波借助于地面微波中繼站的轉發實現通信。衛星通信散射通信視距微波中繼通信電波借助于高空中的人造地球衛星的轉發實現通信，地面通信距離可達上萬公里。電波借助于對流層散射回地面實現通信，通信距離一次可達到幾百公里。2.1.2數字微波通信方式CommunicationsSystemandSimulinkR=6378kmh1h2d2d1微波的似光性(在自由空間是直線傳播)。地球表面是曲面。微波傳播損耗較大，且波長越短損耗越大。2.1.3視距微波中繼通信CommunicationsSystemandSimulink天線的高度與可視距離的關系R=6378kmh1h2d1d2通常

當h1=h2=50m時，d=50km。2.1.3視距微波中繼通信CommunicationsSystemandSimulink通信的穩定性好,受干擾小，信噪比高；天線的方向性強、增益高；通信頻帶寬，傳輸容量大；與有線通信相比，使用靈活性強，投資省，維護費用低。2.1.4數字微波繼通信的特點CommunicationsSystemandSimulink2.1數字微波中繼通信的基本概念2.3復用、復接和高效調制技術第二章數字微波通信系統2.2數字微波中繼通信系統的組成2.5系統設計的若干問題2.4微波傳播特性CommunicationsSystemandSimulink2.2數字微波通信系統的組成2.2.1微波線路2.2.2發信設備2.2.3收信設備2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink2.2.1微波線路

終端站：線路兩端的微波站，能上下話路微波線路由各類微波站和微波傳輸信道組成：中繼站：線路的中間轉接站，不能上下話路分路站：能上/下話路和溝通干線上兩個方向的通信樞紐站：處于微波干線交匯處的站，可上/下話路CommunicationsSystemandSimulink2.2.2發信設備微波調制發射機微波振蕩器微波調制器微波功放微波濾波器信碼碼型變換

信碼經碼型變換后直接對微波載頻進行調制

發射機結構簡單，但通用性差

發射頻率較高時，設備制作難度大CommunicationsSystemandSimulink中頻調制發射機中頻振蕩器中頻調制器微波功放微波濾波器信碼碼型變換中頻功放上變頻器微波振蕩器中頻單元射頻單元2.2.2發信設備CommunicationsSystemandSimulink中頻調制發射機信碼經碼型變換后，首先在中頻調制器對中頻載頻（70MHz/140MHz）進行調制；只要更換調制、解調單元，就可以傳輸模擬／數字信號，實現數字模擬系統兼容，通用性好。2.2.2發信設備CommunicationsSystemandSimulink2.2.3收信設備一般采用超外差接收方式，由射頻系統、中頻系統和解調系統組成CommunicationsSystemandSimulink再生轉接／中繼中頻轉接／中繼微波轉接／中繼2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink微波轉接／中繼2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink微波轉接／中繼特點：

設備簡單、體積小、功耗低。

采用微波接口,不可上下話路；這是不需要上、下話路的中繼站可選的一種實用方案。2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink中頻轉接／中繼2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink中頻轉接／中繼特點：只能增加通信距離，不能消除噪聲積累，也不能上、下話路。

采用中頻接口,常用于模擬微波中繼通信；

無調制解調電路，設備較簡單，功耗較少；2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink再生轉接／中繼2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink特點：

采用數字接口,可消除噪聲積累;再生轉接／中繼

可上、下話路；

各類微波站的設備可通用。數字微波中繼通信中最常用的轉接方式。2.2.4中繼方式CommunicationsSystemandSimulink2.2數字微波中繼通信系統的組成2.1數字微波中繼通信的基本概念2.3復用、復接和高效調制技術第二章數字微波通信系統2.5系統設計的若干問題2.4微波視距傳播特性CommunicationsSystemandSimulink2.3復用、復接和高效調制技術2.3.1多路復用技術2.3.2數字復接技術2.3.3高效調制技術CommunicationsSystemandSimulink2.3.1復用技術多路復用是指將多路信號組合成群信號,同時在一條線路上傳輸，以提高通信容量。多路復用的理論基礎是信號的正交分割。頻分復用(FDM)：FDM群信號中的不同用戶占用不同的頻帶。時分復用(TDM)：TDM群信號中的不同用戶占用不同的時隙。CommunicationsSystemandSimulinkLPFLPFLPFLPF0.3~3.4KHz10.3~3.4KHz20.3~3.4KHz30.3~3.4KHz12MODMODMODMODBPFBPFBPFBPF副載波發生器60~108KHz導頻64KHz68KHz72KHz108KHz………1、FDM2.3.1復用技術CommunicationsSystemandSimulink2、TDM2.3.1復用技術125ust

采樣頻率為8KHz

采樣周期=125us

每樣值8比特編碼一路標準PCM數字電話數碼率為64Kb/s。PCM（以語音信號為例）CommunicationsSystemandSimulink2.3.1復用技術把整個通信過程劃分成一個個基本的時間間隔,叫“幀”；125ust每一幀的時間根據復用的路數劃分為許多不相重疊的小間隔,叫做“時隙”；每個時隙依次傳輸各路信號的一個“信息單元（位或字）”；幀長：一幀所占的時間長度(對于PCM信號幀長為125us)。CommunicationsSystemandSimulinktTT1234ni1234ni2.3.1復用技術CommunicationsSystemandSimulink5.3.1復用技術PCM-TDM結構圖CommunicationsSystemandSimulink

幀同步(正確分路)

通過幀同步接收端能夠知道每幀的起始時刻,所以能夠正確識別路序,實現正確分路。

位同步(避免分路錯位)

保證收發端信息速率一致,避免分路錯位。2.3.1復用技術3、TDM的關鍵問題：CommunicationsSystemandSimulink幀結構復幀結構TS16時隙用于傳送各話路的標志信號碼，標志信號按復幀傳輸，即每隔2ms傳輸一次，一個復幀有16個幀，即有16個“TS16時隙”(8位碼組)。

PCM30/32的基群幀結構CommunicationsSystemandSimulink帶寬設計：抽樣頻率：fs=8000Hz；幀周期：Ts=125μs；復幀周期：一復幀由16個幀組成，復幀周期為2ms；每幀時隙數：n＝32個。其中30個時隙（TS1～TS15、TS17～TS31)用來傳送30路電話；TS0用來傳送幀同步碼；TS16用來傳送各話路的標志信號碼（如撥號脈沖、被叫摘機、主叫掛機等）。每一時隙為：Tsi=125/32=3.9μs每一時隙均按N=8位編碼。故，數碼率每個脈沖的寬度：τb=1/fb=0.488μsTDM—PCM信號帶寬：2MHz。PCM30/32的基群幀結構CommunicationsSystemandSimulinkPCM