SDH数字微波传输技术介绍

范军

内蒙古新闻出版广电局微波传输总站 内蒙古 呼和浩特市 010050

SDH数字微波传输技术介绍

范军

内蒙古新闻出版广电局微波传输总站 内蒙古 呼和浩特市 010050

SDH技术的不断发展和在广电领域中的大规模应用，使得同步数字系列（SDH）微波设备逐渐取代了准同步数字系列（PDH）的微波设备。本文主要对同步数字系列（SDH）的技术概念、原理、相关技术以及技术优势进行介绍。

同步数字系列 SDH 载波键控技术

前言

二十世纪五六十年代，微波通信技术发明。这种技术主要是通过地面视距以微波频段为载体，利用无线通信技术进行传播的一种方法。起初微波通信系统都是固定的模拟系统，微波通信技术与同轴电缆载波技术作为通信传输的主要工具，得到了广泛的应用。同步数字系列（SDH）是目前较为先进的数字传输技术，这项技术是依托光纤通信技术和大容量、高速率的通信环境而产生。同步数字系列（SDH）具有广阔的应用空间，一方面能够应用于光纤传输领域中，另一方面在微波传输领域中也有较大的发展平台。因此，为了满足SDH传输技术的需要，首先应逐步将准同步数字系列（PDH）的微波传输系统加以改造，建立全新的同步数字系列（SDH）微波传输系统，以适应技术发展的需求。

1 同步数字系列（SDH）技术

二十世纪八十年代，同步数字系列（SDH）第一次被提出并逐渐得到应用，出现了N*155MBit/s较大容量的同步数字微波通信系统。通过使用64～512QAM的调制技术，能够更好的加大单波道对外

通信传播速度，但是同时也对波形形成技术提出了更高的要求。同步数字系列（SDH）采用了多级编码解调技术，同时应用网格编码调制，大大降低了微波通信传输系统的误码率。

1.1 载波键控

按照归一化信噪比与微波频谱利用率之间的关系，两者成正比例关系。对于中小型的数字微波通信系统所使用的调制办法建议使用4PSK，对于较大容量的数字微波通信系统则使用微波频谱利用率128QAM或512QAM。微波本身具有一定的限制性，按照国际电信联盟无线电通信组（ITU-R）的要求，国内所使用的4～11GHz的频段，一般使用的波道间隔频率为30MHz～40MHz。在受到限制的频带中传输同步数字系列信号，需要应用更为先进的进制调制工艺。国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T）建议使用XPIC技术进行调制。

1.2 XPIC技术简介与分析

在同步数字微波系列（SDH）传输系统使用过程中，由于使用了双极化频率，如果产生多径衰落时，交叉极化的鉴别能力就会出现减弱的现象，可能会对交叉极化产生一定的干扰。为了规避干扰，可以在微波通路中加入交叉极化抵消器，更好的降低正交极化信号产生的干扰。XPIC技术主要是从通信传输信号中的干扰信道中摘出一些信号，将这些干扰信号进行处理与正常的信号进行合并，将其与正常信号中的正交干扰信号相互抵消，从而达到避免信号产生干扰。

交叉极化干扰抵消技术（XPIC）是要在每一射频波道（40MHz波道间隔）内传送2×155Mbit/s的SDH微波信号。这一技术的实现有两种方法：（1）采用512QAM多状态调制技术，隔波道异极方式化传输。这种方法因调制状态数较多，对电路的线性要求高，元器件的性能敏感，多径衰落对其影响也较严重。若想要在28～30MHz波道间隔内传送2×155Mbit/s数字信号，则至少要采用1024QAM调制方式，其技术难度极高。（2）采用双极化频率复用技术。在每一个射频波道中使用垂直与水平极化各传一个155Mbit/s信号，在传输容许的情况下，采用交叉极化（XPD）鉴别度较高的高性能天线，即可满足传输要求。但是在信号发生衰落时，由于交叉极化（XPD）本身在逐步下降，垂直与水平极化所接收到的两路信号的交叉极化干扰电平就会逐步增加，很有可能会造成传输信号的中断。

为了实现交叉极化在同波道的传输，需要自适应交叉极化干扰抵消器，才能减小来自正交极化信号的干扰。采用XPIC技术后XPD的变化情况与是否使用分集接收有关。

XPD=XPD0+Q+XPIC-Fd（无SD时）XPD=XPD0+Q+XPIC-Fd/2（有SD时）

式中：XPD0为天线极化的角度；Q为传播条件和天线类型相关的参数；XPIC是干扰抵消器提供的XPD数值；Fd为衰落深度。采用XPIC技术后，对干扰的抑制能力一般达到15dB以上就可以满足设计要求。

1.3 自适应频域和自适应时域均衡技术

在使用微波频谱利用率较高的多进制的QAM调制方法的前提下，要想达到国际电信联盟无线电通信组（ITU-R）的要求，就必须对多径衰落采取改进的办法。根据国际电信联盟无线电通信组（ITUR）的新建议，将不会为SHD系统提供额外的对差错性能的配额，因此，迫使SHD系统必须使用更强大的抵抗多径衰落技术。

目前，使用最为广泛的抵抗多径衰落技术是自适应均衡技术。这类技术一般分为自适应频域和时域。其中，自适应频域均衡技术一般应用于降低频率选择过程中的多径衰落问题，包括均衡器在内的整个系统的传输特性满足了无失真传输的条件，同时校正了幅频特性和群时延特性。时域均衡技术通常采用自适应方式，即参数随接收信号频谱的变化而自适应地变化，实现对接收信号的频谱变化进行

校正的均衡方式。目前，经常使用横向滤波器作为时域均衡器，根据信道特性的畸变进行矫正调整。由于使用的是实时变化的信号，在设计时，不可能根据预先验证的统计结果了解信号的特性，因此，要对信号采用短时间的自适应分析。实现实时处理的标准就是在处理算法时，要求必须以最简单的运算方式来自动跟踪信号统计特性的变化。

时域均衡系统的主体是横向滤波器，由多级横向排列的延迟单元及抽头系数构成，每个抽头的延时信号经加权后送入一个相加电路后输出。如图1所示。输入信号x（t）经过2N级迟延线，每节时延T。在每一级迟延线的输出端都引出相应的信号x（t-nT），分别经过增益系数为CK（K=-N，…，N）的乘法器加权后，在加法器内进行代数相加，形成总的输出信号y（t）。滤波器抽头共有（2N+l）个加权系数CK是可调的，能取正负值，且所有各个系数的值都对中心抽头系数C0归一化。

图1 横向滤波器电路

在实际的系统中，经常把自适应式和预置式这两种方法结合起来使用。系统在工作前，首先发送一组长度相同的测试脉冲信号调整均衡器的抽头参数，使均衡器基本上趋于收敛，再自动改为自适应工作方式，使均衡器保持最佳状态，同时提高了均衡器的性能。

2 同步数字微波系列（SDH）的优势

同步数字微波系列（SDH）在传输过程中，通过中继器和多次的反复复制，不会对信号产生干扰。与模拟微波相比有了革命性的改观，大大提高了信号的传输长度。SDH使用了XPIC与载波控件技术有效提高了对编码的纠错能力，规避了信息传递中的干扰，杜绝了雪花或者横条干扰问题的出现。此外，同步数字微波系列（SDH）在传输过程中具有更加快捷的组网及网管技术，对网络及设备能够进行有效的管理，还具有较强的自我完善、修复的能力。当网络出现问题，不用人工排除，网络自身就能够快速将产生的问题进行自我修复，使整个系统更加安全、快捷和可靠。

[1]吴国，王庆平，李刚.基于数字化变电站的集中式保护研究[J].电力系统保护与控制.2009（10）

[2]徐天奇，尹项根，游大海，王阳光，李程.广域保护系统功能与可行结构分析[J].电力系统保护与控制.2009（03）

[3]肖健，文福拴.广域保护及其应用[J].电力系统及其自动化学报.2008（02）

[4]许振明，翟富昌，李绍滋.基于IEC61850标准的电力系统的两种建模方式[J].继电器.2008（06）

审稿人：王岳琪 内蒙古新闻出版广电局610台正高级工程师

责任编辑：王学敏

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