数字微波通信系统架构及传输体制选择

崔俊龙

(晋中市微波中心站，山西晋中030600)

随着广播电视事业和网络建设的加快发展，对微波电路的传输安全、广播电视节目内容和传输质量都提出了更高的要求，我站作为我省广播电视数字微波电路的重要组成部分，原PDH数字微波电路已经不能适应节目信息的传输要求，现电路的升级改造已列入年度工作计划并进入实施阶段，把原45M PDH1+1电路升级为155 M SDH1+1电路，本文通过对数字微波通信的系统结构分析及PDH与SDH传输体制的比较来解析系统升级改造的必要性。

1 数字微波通信的系统结构

1.1 数字微波系统模型

数字微波通信系统有各种不同的组成，基本的系统组成如图1。

图1 基带系统

信源是系统要传输的信号，它可以是模拟电视信号，也可以是数字电视信号。

信源编码是将模拟电视信号进行模/数变换成为数字信号。

信道编码是对经过信源编码的数据按照一定的规律加入纠错和监督码元并形成新的数据流。在数字微波通信的传输过程中会产生干扰和噪声，可能使数据流产生误码，影响信号的可靠性，在信道编码中加入的纠错码元在接收端可以自动检查并纠正错误的码元。

调制部分是将经过信道编码的数字信号通过一定的调制方式调制到较高的载频上，然后进行微波射频放大通过天线发射进行无线信道传输［1］。

接收端从天线接收到微波信号后再经过解调得到基带信号，然后再经过信道解码和信源解码，最后者称为信宿。

1.2 数字微波通信系统的组成

图2 数字微波通信系统框图

从端站用户的信源，如广播电视节目等，经过信源编码，变为压缩的数字流，与其它要传输的数据流，送入数字复用器进行复用形成一个完整的数据流，然后进入数字微波机进行信道编码调制、变频放大后经微波天线定向发射传输至中继站，数字微波中继站再将接受的信号放大并对数据进行再中继，如此一站一站传输至终端站解码出信源节目，完成数字微波的中继通信。

2 数字微波的传输体制

2.1 PDH传输体制

早期的数字微波采用准同步(PDH)传送体制，目前一共有三种地区性的PDH标准，三者在信号速率、帧结构上均布一致，互不兼容。在2007年我站在进行模拟到数字微波的改造中，考虑到当时的实际情况，采用了45 M PDH传输体制。

PDH的复用需要在通道中塞入额外的比特来使得各支路信号与复用设备同步并复用成高速信号，这种方式难以从高信号中识别和提取低速支路信号［2］。要将其一低速支路信号从高速信号中分离出来，必须从高速到低速一步一步复用到所提取低速支路信号等级。从低速加入高速传送信道同样需要一步步复用，结构复杂，硬件数量大，上下业务费用高，灵活性也差。

图3 PDH体制时复用解复用示意图

2.2 SDH传输体制

SDH传送网是由一些SDH网元组成，在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送、复用和交叉连接的网络，它有一套标准化的信息结构等级，以SDH同步传送模块第一级为基础，允许安排丰富的开销比特用于网络管理。分插复用器是SDH的网络单元，它将同步复用和数字交叉连接功能于一体，拥有灵活的分插任意支路信号的能力，上下业务十分容易。SDH传送网统一了网络接口标准，各种传送媒介可直接连接，网络兼容能力强，能与现有的PDH电信网完全兼容。

图4 SDH体制时复用解复用示意图

3 PDH与SDH两种数字体系功能比较

随着数字技术的发展，需要传输的数字业务信息量越来越大，对传输系统的传输容量、质量、速度都提出了很高要求。

1)在数据交换方面，由于SDH采用统一的同步传输模块，其第一级STM－1的比特速率为155.520 Mb/s，第N级模块STM－N的信号是将第一级STM－1的信号按字节同步复用获得，而PDH采用异步复用方式且三种PDH标准互不兼容，因此SDH更易实现数据交换，而且数据上下也很方便。

2)在传输容量方面，由于SDH与PDH相比较，SDH采用了统一的传输模块，虽然频谱利用率由于其采取了较多的比特开销用于电路管理而比PDH较低，但由于其数据交换和上下比较方便，对于同一电路中不同带宽的各种信息传输提供了便利，同时可用各种控制软件对电路运行和传输进行管理，使电路的运行可靠性和方便性得到了质的改变，选用155Mb/s的数字微波设备，可双向同时传输24套以上的彩色电视节目和多路广播、数据及公务业务，因此，随着广播电视事业的发展，所传输的业务数量越来越多，因此升级我站的设备是十分必要的。

4 数字微波通信的频率配置

在数字微波通信中，广播电视系统使用8 GHz频段较多，按照CCIR386－1的建议，8 GHz波道频率配置如图5。

图5 8 GHz频道频率配置图

在图5中，f0为频段中心频率，8 GHz;fn为下半频段中某一波道的中心频率，单位为MHz;fn'为上半频段中某一波道的中心频率，单位MHz。

各波道的中心频率可以用以下关系表示:

● 上半频段:fn=f0－281.95+29.65n

● 下半频段:fn'=f0+29.37+29.65n

上式中:n=1，2，3，4，5，6，7 或 8。

表1 8GHz波道中心频率配置表［3］

表2 8 GHz频段的极化方式

在现今的广播电视微波传输网络中，SDH以其优越的传输性能已经成为新建或改建无线传输电路的首选传输模式。本文通过对数字微波的系统结构、PDH与SDH的传输体制及优缺点比较以及广播电视微波频率配置方案的分析，对新建或改建数字微波电路有一个大致了解。

［1］方德葵.卫星数字传输与微波技术［M］.北京:中国广播电视出版社 ，2005.

［2］姚冬苹，黄清，赵红礼.数字微波通信［M］.北京:清华大学出版社，2004.

［3］姚军.数字微波与卫星通信［M］.北京:邮电大学出版社，2011.