浅谈数字微波传输及设备组成

卢跃才

辽宁省广播电视传输发射中心（沈阳 110000）

浅谈数字微波传输及设备组成

卢跃才

辽宁省广播电视传输发射中心（沈阳 110000）

微波传输是一种先进的传输方式，它利用微波来携带信息，通过电波空间进行传送，并且还能进行再生中继。它具有传输容量大，长距离传输稳定、投资少、建设周期短和维护方便等特点，得到了广泛的应用。

微波传输 数字传输 电波空间

1 数字微波传输发展概况

我国的数字微波传输研究始于20世纪60年代。在20世纪60年代至70年代初为起步阶段。20世纪80年代后期至今，随着同步数字序列（SDH）在传输系统中的推广应用，数字微波传输进入了重要的发展时期。目前，单波道传输速率可达300 Mb/s以上，为了进一步提高数字微波系统的频谱利用率，同波道交叉极化传输、多重空间分集接收和无损伤切换等技术得到了使用。这些新技术的使用将进一步推动数字微波传输系统的发展。

2 数字微波传输的主要特点

根据所传输基带信号的不同，数字微波传输又分为两种体制，即PDH微波和SDH微波。SDH微波已成为今后微波传输系统发展的方向。

数字微波除了具有微波传输的普遍特点外，还具有以下特点。

（1）抗干扰性强，整个线路躁声不积累。经数字微波信道传输的数字信号，要经过微波中继站的多次转发，站上有对数字信号进行处理的再生中级器。而再生中级器是采用抽样判决的办法来接收每一个码元。经过一个中继段传输后，只要干扰躁声还没大到影响对信码错判的程度，经过判决识别后，就可以把干扰躁声清除掉，再生出与发送端一样的“干净”波形，从而继续传输。这种再生作用使数字微波传输的线路躁声不逐站积累，提高了抗干扰性。而模拟微波传输的线路躁声是随线路增加而增加，并且逐站积累的。

必须说明的是，一旦躁声干扰对数字信号造成了误码，在继续传输过程中被纠正过来的可能性是很小的，所以误码被认为是逐站积累的。

（2）保密性强，便于加密。数字信号本身就具有一定的保密性，又因为各种信号数字化后形成的信码，可采用不同的规律或方式，方便灵活地加进密码，在线路中传输，接收端再按相同的规律解除密码，所以这种通信方式的保密性强。

（3）器件便于固态化和集成化，设备体积小。

（4）便于组成综合业务数字网（ISDN）。

此外，数字微波要求传输信道带宽较宽，因而产生了频率选择性衰落，其抗衰落技术比模拟微波中相应的技术要复杂。

3 数字微波设备的组成

数字微波设备主要由发信设备和收信设备两大部分组成。

3.1 发信设备

数字微波发信设备通常有两种组成方案。

（1）微波直接调制发信机

微波直接调制发信机的方框图如图1所示。来自数字终端机的信码经过码型变换后直接对微波载频进行调制，然后，经过微波功放和微波滤波器馈送到天线，由天线发射出去。这种方案的发信机结构简单，但当发信频率处在较高频率时，其关键设备微波功放比中频调制发信机的中频功放设备技术要求高，因此发信机通用性差。

图1 微波直接调制发信机

（2）中频调制发信机

中频调制发信机的方框图如图2所示。来自数字终端机的数字信号经过码型变换后，在中频调制器对中频载频（中频频率一般取70 MHz或140 MHz）进行调制，获得中频调制信号，然后经过功率中放，把这个已调信号放大到上变频器要求的功率电平。上变频器把它变换为微波调制信号，再经微波功率放大器放大到所需的输出功率电平，最后经微波滤波器输出馈送到天线，由发射天线将此信号送出。可见，中频调制发信机的构成方案与一般调频的模拟微波机相似，只要更换调制、解调单元，就可以利用现有的模拟微波信道传输数字信息。因此，在多波道传输时，这种方案容易实现数字/模拟系统的兼容。在不同容量的数字微波中继设备系列中，更改传输容量一般只需要更换中频调制单元，微波发送单元可以保持通用。这种方案有较好的通用性。

3.2 收信设备

数字微波收信设备的组成一般都采用超外差接收方式。它由射频系统、中频系统和解调系统三大部分组成。来自接收天线的微弱信号进过馈线、微波滤波器、微波低噪声放大器和本振信号进行混频，变成中频信号，再经过中频放大器放大、滤波后送解调系统实现数字信号的解调和再生。

图2 中频调制发信机

射频系统可以用微波低噪声放大器，或采用直接混频方式，前者具有较高的接收灵敏度，而后者的电路较为简单。天馈线系统输出端的微波滤波器用来选择工作信道的频率，并抑制临近信道的干扰。

中频系统承担了接收机大部分的放大量，并具有自动增益控制（AGC）的功能，以保证到达解调系统的信号电平比较稳定。此外，中频系统对整个接收信道的通频带和频率响应也起着决定性的作用。目前，数字微波的中频系统大多采用宽频带放大器和集中滤波器的组成方案。由前置中放和主中放完成放大功能，由中频滤波器完成滤波的功能。这种方案的设计、制造与调整都比较方便，而且容易实现集成化。

数字调制信号的解调有相干解调和非相干解调两种方式。由于相干解调具有较好的抗误码性能，故在数字微波中一般都采用相干解调。相干解调的关键是载波提取，即要求在接收端产生一个和发送端调制波的载频同频、同相的相干信号，这种解调方式又叫做相干同步解调。另外，还有一种差分相干解调也叫延迟解调电路，它是利用相邻两个码元载波的相位进行解调，故只适用于差分调相信号的解调。这种方法电路简单，但与相干同步解调相比较其抗误码性能较差。

朝阳）