现代通信系统课件2讲微波中继通信系统1

现代通信系统第二章数字微波通信系统CommunicationsSystemandSimulink数字微波通信系统第二章CommunicationsSystemandSimulink2.1数字微波中继通信的基本概念2.3复用、复接和高效调制技术第二章数字微波通信系统2.2数字微波中继通信系统的组成2.5系统设计的若干问题2.4微波传播特性CommunicationsSystemandSimulink2.1数字微波中继通信的基本概念2.1.1数字微波通信的定义2.1.2数字微波通信方式2.1.3视距微波中继通信2.1.4数字微波通信的特点CommunicationsSystemandSimulink无线电波的频段划分

超长波

长中

短

米

分米

厘米

毫米

亚毫米

光通信0.0000030.030.33303003*1033*1043*1053*106(MHz)2.1.1数字微波通信的定义数字微波通信是用微波(300MHz—300GHz)作为载体传送数字信息的一种通信手段。微波低频中频高频甚高频特高频超高频极高频EHFSHFUHFVHFHFMFLF甚低频VLF至高频CommunicationsSystemandSimulink电波借助于地面微波中继站的转发实现通信。卫星通信散射通信视距微波中继通信电波借助于高空中的人造地球卫星的转发实现通信，地面通信距离可达上万公里。电波借助于对流层散射回地面实现通信，通信距离一次可达到几百公里。2.1.2数字微波通信方式CommunicationsSystemandSimulinkR=6378kmh1h2d2d1微波的似光性(在自由空间是直线传播)。地球表面是曲面。微波传播损耗较大，且波长越短损耗越大。2.1.3视距微波中继通信CommunicationsSystemandSimulink天线的高度与可视距离的关系R=6378kmh1h2d1d2通常

当h1=h2=50m时，d=50km。2.1.3视距微波中继通信CommunicationsSystemandSimulink通信的稳定性好,受干扰小，信噪比高；天线的方向性强、增益高；通信频带宽，传输容量大；与有线通信相比，使用灵活性强，投资省，维护费用低。2.1.4数字微波继通信的特点CommunicationsSystemandSimulink2.1数字微波中继通信的基本概念2.3复用、复接和高效调制技术第二章数字微波通信系统2.2数字微波中继通信系统的组成2.5系统设计的若干问题2.4微波传播特性CommunicationsSystemandSimulink2.2数字微波通信系统的组成2.2.1微波线路2.2.2发信设备2.2.3收信设备2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink2.2.1微波线路

终端站：线路两端的微波站，能上下话路微波线路由各类微波站和微波传输信道组成：中继站：线路的中间转接站，不能上下话路分路站：能上/下话路和沟通干线上两个方向的通信枢纽站：处于微波干线交汇处的站，可上/下话路CommunicationsSystemandSimulink2.2.2发信设备微波调制发射机微波振荡器微波调制器微波功放微波滤波器信码码型变换

信码经码型变换后直接对微波载频进行调制

发射机结构简单，但通用性差

发射频率较高时，设备制作难度大CommunicationsSystemandSimulink中频调制发射机中频振荡器中频调制器微波功放微波滤波器信码码型变换中频功放上变频器微波振荡器中频单元射频单元2.2.2发信设备CommunicationsSystemandSimulink中频调制发射机信码经码型变换后，首先在中频调制器对中频载频（70MHz/140MHz）进行调制；只要更换调制、解调单元，就可以传输模拟／数字信号，实现数字模拟系统兼容，通用性好。2.2.2发信设备CommunicationsSystemandSimulink2.2.3收信设备一般采用超外差接收方式，由射频系统、中频系统和解调系统组成CommunicationsSystemandSimulink再生转接／中继中频转接／中继微波转接／中继2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink微波转接／中继2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink微波转接／中继特点：

设备简单、体积小、功耗低。

采用微波接口,不可上下话路；这是不需要上、下话路的中继站可选的一种实用方案。2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink中频转接／中继2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink中频转接／中继特点：只能增加通信距离，不能消除噪声积累，也不能上、下话路。

采用中频接口,常用于模拟微波中继通信；

无调制解调电路，设备较简单，功耗较少；2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink再生转接／中继2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink特点：

采用数字接口,可消除噪声积累;再生转接／中继

可上、下话路；

各类微波站的设备可通用。数字微波中继通信中最常用的转接方式。2.2.4中继方式CommunicationsSystemandSimulink2.2数字微波中继通信系统的组成2.1数字微波中继通信的基本概念2.3复用、复接和高效调制技术第二章数字微波通信系统2.5系统设计的若干问题2.4微波视距传播特性CommunicationsSystemandSimulink2.3复用、复接和高效调制技术2.3.1多路复用技术2.3.2数字复接技术2.3.3高效调制技术CommunicationsSystemandSimulink2.3.1复用技术多路复用是指将多路信号组合成群信号,同时在一条线路上传输，以提高通信容量。多路复用的理论基础是信号的正交分割。频分复用(FDM)：FDM群信号中的不同用户占用不同的频带。时分复用(TDM)：TDM群信号中的不同用户占用不同的时隙。CommunicationsSystemandSimulinkLPFLPFLPFLPF0.3~3.4KHz10.3~3.4KHz20.3~3.4KHz30.3~3.4KHz12MODMODMODMODBPFBPFBPFBPF副载波发生器60~108KHz导频64KHz68KHz72KHz108KHz………1、FDM2.3.1复用技术CommunicationsSystemandSimulink2、TDM2.3.1复用技术125ust

采样频率为8KHz

采样周期=125us

每样值8比特编码一路标准PCM数字电话数码率为64Kb/s。PCM（以语音信号为例）CommunicationsSystemandSimulink2.3.1复用技术把整个通信过程划分成一个个基本的时间间隔,叫“帧”；125ust每一帧的时间根据复用的路数划分为许多不相重叠的小间隔,叫做“时隙”；每个时隙依次传输各路信号的一个“信息单元（位或字）”；帧长：一帧所占的时间长度(对于PCM信号帧长为125us)。CommunicationsSystemandSimulinktTT1234ni1234ni2.3.1复用技术CommunicationsSystemandSimulink5.3.1复用技术PCM-TDM结构图CommunicationsSystemandSimulink

帧同步(正确分路)

通过帧同步接收端能够知道每帧的起始时刻,所以能够正确识别路序,实现正确分路。

位同步(避免分路错位)

保证收发端信息速率一致,避免分路错位。2.3.1复用技术3、TDM的关键问题：CommunicationsSystemandSimulink帧结构复帧结构TS16时隙用于传送各话路的标志信号码，标志信号按复帧传输，即每隔2ms传输一次，一个复帧有16个帧，即有16个“TS16时隙”(8位码组)。

PCM30/32的基群帧结构CommunicationsSystemandSimulink带宽设计：抽样频率：fs=8000Hz；帧周期：Ts=125μs；复帧周期：一复帧由16个帧组成，复帧周期为2ms；每帧时隙数：n＝32个。其中30个时隙（TS1～TS15、TS17～TS31)用来传送30路电话；TS0用来传送帧同步码；TS16用来传送各话路的标志信号码（如拨号脉冲、被叫摘机、主叫挂机等）。每一时隙为：Tsi=125/32=3.9μs每一时隙均按N=8位编码。故，数码率每个脉冲的宽度：τb=1/fb=0.488μsTDM—PCM信号带宽：2MHz。PCM30/32的基群帧结构CommunicationsSystemandSimulinkPCM