学习笔记-微波通信基础知识

ch3ncha0个人学习资料微波通信基础知识[学习笔记]编辑整理：Ch3nCha02017/07/17原始资料均来源于网络，本人整理编辑以供自己学习，不做任何商业用途。版权归属原作者。

目录1 微波通信概述 41.1 数字微波的基本概念 41.2 微波的发展历程 51.3 数字微波通信的特点 51.4 数字微波通信面临的挑战及机遇 61.4.1 数字微波通信方式的最大的挑战是光纤通信 61.4.2 数字微波的发展机遇 71.5 微波频段选择和射频波道配置 71.6 数字微波通信系统模型 92 数字微波设备简介 102.1 数字微波设备分类 102.2 微波天馈线和分路系统 122.2.1 微波天线 122.2.2 微波天线的分类 132.2.3 馈线系统 132.2.4 分路系统 142.3 室外单元（ODU） 142.4 室内单元（IDU） 152.5 分体式微波的安装和调整 153 微波的组网和应用 173.1 微波的常见组网方式及站型 173.1.1 微波的常见组网方式 173.1.2 微波站型 183.2 中继站 183.2.1 无源中继站 193.2.2 有源中继站 203.3 数字微波的应用 204 微波的传播理论 214.1 几种大气和地面效应造成的衰落 214.1.1 衰落的种类 214.1.2 衰落规律（10GHz以下频段微波） 225 数字微波的衰落对抗技术 235.1 微波设备的保护模式 235.1.1 无误码切换模块（HSM） 235.1.2 热备份（HotStandby，HSB） 235.1.3 数字微波设备保护方式的分类 245.2 干扰及抗干扰的主要方法 265.2.1 干扰源 265.2.2 通信系统抗干扰的基本途径 276 微波勘查设计流程 286.1 获取客户需求 286.2 获取设备信息 286.3 获取勘查工具 296.4 获取组网信息 306.5 微波线路现场勘查 306.6 微波站点现场勘查 307 微波应用案例 32

数字微波通信原理微波通信概述数字微波的基本概念微波是指频率在300MHz－300GHz范围内的电磁波，是全部电磁波频谱的一个有限频段。根据微波传播的特点，可视其为平面波。平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，电场和磁场分量都是和传播方向垂直的，所以称为横电磁波，记为TEM波。至于微波频谱中各个频段的应用，可以用下图来简单说明一下。图1.1微波频谱中各个频段的应用图1.1中，特长波和长波是地面波，地面波绕射能力非常强，几百公里都可以过去，用于无线和航行。再就是中波MF，广播里都用，有绕射能力，但是没有长波能力强，短波HF不是地面波，它反射到电离层，VHF，UHF电视在用。电视用到了UHF，就是说用到了微波里面，但是我们没叫他微波。微波后面的是光波，光其实也是一种电磁波，所以也是种电磁波通讯。数字微波通信是指利用微波(射频)携带数字信息，通过电波空间，同时传输若干相互无关的信息，并进行再生中继的一种通信方式。微波的绕射能力很差，所以是视距通讯。因为是视距通讯，所以传输距离是有限的，如果我们要长距离的传输，那就需要接力，一个站一个站接起来，所以叫微波中继通讯。微波通信只是将微波作为信号的载体，与光纤通信中将光作为信号传输的载体是类似的。简单的说，光纤通信系统中的发射模块和接收用的光电检测模块类似于微波通信中的发射和接收天线。只是微波信道是一种无线信道，相比于光纤这种有线信道，传输特性要复杂一些。微波的发展历程微波通信技术问世已半个多世纪，它是在微波频段通过地面视距进行信息传播的一种无线通信手段。最初的微波通信系统都是模拟制式的，它与当时的同轴电缆载波传输系统同为通信网长途传输干线的重要传输手段。我国的模拟微波通信技术的研究、开发、引进和应用始于1958年，有很长的历史。70年代起研制出了中小容量(如8Mb/s、34Mb/s)的数字微波通信系统，这是通信技术由模拟向数字发展的必然结果。80年代后期，随着同步数字系列(SDH)在传输系统中的推广应用，出现了N×155Mb/s的SDH大容量数字微波通信系统。现在数字微波通信和光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大主要手段。下面详细介绍国际上和我国微波的发展历史。数字微波通信的特点微波通信系统、特别是数字微波通信系统有下列优点：具有可快速安装的能力；具有可重复利用现有的网络基础设施的能力（数字微波利用模拟微波的基础设施）；具有容易穿越复杂地形(跨江、湖及山头)的能力；具有在偏僻的山利用点对多点微波传输结构的能力；具有在自然灾害发生后快速恢复通信的能力；具有用于混合的多传输媒质的保护的能力。上述诸多优点不仅应用于城市市区的固定结点或临时结点和馈送路由，而且也用于很长的长途路由。例如，俄罗斯的运营部门“俄罗斯电信”建设了一条非常长的SDH数字微波接力系统的长途路由（总长度超过8000km）。该网络利用现有的基础设施，总容量为8个射频波道（6个主用波道+2个保护波道），每个波道承载155Mbit/s。再如，加拿大用光纤和微波一起组成传送网，以克服地理条件的困难。我国的大容量SDH微波电路首推1998年建设的京汉广干线微波，占用2个频段，按2×2×(7＋1)配置，总传输容量达4.8Gbps。在大城市和市区，在建设数字节点和分配网络时，数字微波常常是可以与光缆相比的唯一的可供选择的方案。事实上，除了在大城市和小城镇内埋设地下电缆费用非常昂贵外，在闹市区开挖管道常常是很难得到批准的。这种情况在欧美发达国家表现尤为突出。据称，在欧美发达国家用于移动覆盖的传输中大约80％－90％采用数字微波系统。在世界上许多国家中，微波接力链路可能是可以穿越数千里林区、山区、大草原、沙漠、沼泽地和其他困难地域的唯一可用的大容量传输媒质。而且，由于功率消耗相当低，应用太阳能电源已经成为在这种条件严酷的地区应用数字微波接力系统的一个重要因素。由于微波电路不易人为破坏，不易受自然灾害的影响，因此微波系统是组成我国通信网的不可缺少的组成部分，是保证通信网安全所不可缺少的。但微波也存在着相应的缺点：应具备视距传输条件，两站之间传输的距离不是很远；频率必须申请；通信质量受环境的影响较大；通信容量不能做到很大。数字微波通信面临的挑战及机遇数字微波通信方式的最大的挑战是光纤通信光纤通信的兴起是20世纪最重大的科技事件。自从70年代提出光纤传输理论，80年代走向实用化以来，光纤通信得到很大的发展。光纤通信以其巨大带宽、超低损耗和较低成本而成为干线传输的主要手段，并对数字微波形成巨大的冲击。挑战之一：能否用干线数字微波作干线光纤的备用保护？从二十世纪90年代起，电信主管部门开始以大容量光纤传输作为国家信息高速公路的主要传输手段，成为不可抗拒的历史潮流。但直到九十年代中后期，我国电信主管部门在看到光纤通信巨大的传输容量的同时，也看到了光纤通信在受到自然灾害及人为破坏时对通信造成的影响，为保证通信的正常运行，建设了约十条国家干线SDH微波通信电路，用于干线光纤网络的保护。但好景不长，进入二十一世纪后，随着国家光纤网络形成八纵八横，上述光纤通信网络的弊端已完全可以通过电路迂回来解决了，利用数字微波通信作光纤通信备用保护的意义也降低了；挑战之二：能否尽可能地提高数字微波的传输容量？为提高数字微波的传输容量，微波研发人员采用了一系列高新技术：高状态调制解调，64QAM/128QAM/256QAM/512QAM等；XPIC技术，这是一种交叉极化干扰抵消技术，可实现同波道频率复用，从而在相同的射频带宽下实现传输容量倍增；新型高效纠错编码技术，如TCM、MLCM、RS等；一系列抗多径衰落技术，如频域均衡技术、时域均衡技术、空间分集技术及各种分集合成技术等；其他新技术，如ATPC技术、发信功率谱成型技术等。据称早在二十世纪九十年代末就有研究机构声称已在实验室实现在28MHz的波道带宽下，采用1024QAM高状态调制解调、XPIC交叉极化干扰抵消技术及其他一系列高新技术，传输STM-4,使得在500MHz的频段，例如L6GHz频段中，使总传输容量达到4.8Gbps的技术，但由于种种原因，至今未能实现商用。尽管4.8Gbps的传输容量对微波来说是了不起的技术，但对目前光纤通信中已可实现一纤传几十甚至一百多Gbps的传输容量来说仍是不屑一顾的。数字微波的发展机遇数字微波作为一种无线传输方式，在灵活性、抗灾性和移动性方面具有光纤传输所无法比拟的优点，这也是它的优势所在。

当前数字微波的发展机遇可以归纳如下：用于专网或作专网光纤传输的备份及补充，我国的专网如：广电、石油及天然气管道、煤炭、水利等，这些专网本身所需的传输容量不大，一般一个STM-1或几个STM-1,它们要么没建光纤通信电路，要么只建了单线的光纤通信链路，不具备电信光纤传输网络八纵八横的优势，所以它们必须建设SDH或PDH微波电路用于主传电信及数据业务或用于光纤传输系统在遇到自然灾害时的备用保护，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。我国2G及2.5G移动通信基站覆盖中使用了众多的PDH微波通信电路，随着3G牌照的发放，传输容量将扩容；另外固话运行商的参与将欣起进一步的移动覆盖热，在光纤传输之后数字微波传输需求定有大幅增长，而且SDH微波将有较大的需求。随着我国电信产品，尤其是移动通信系统向海外拓展，数字微波传输产品也随之出口。其他微波通信的方式，如：——点对多点微波通信系统(PMP)，有用户线型和中继线型两大类，微波频段的无线用户环也可以属于这一类，主要用于农村、海岛等边远地区和专用通信网；——微波扩频数据传输系统，如：点对点2.4GHz扩频微波，点对多点2.4GHz扩频微波数据网等；——应急微波通信，采用高频段的点对点微波通信系统，可灵活方便地应对可能出现的通信阻挡突发事件；——本地多点分配业务(LMDS)，工作在26－28GHz频段，可用于未来的宽带业务接入，被称为无线光纤等；这些多种多样的微波通信方式，将以其多样性及灵活性永存。微波频段选择和射频波道配置微波传输常用频段包括：7G/8G/11G/13G/15G/18G/23G/26G/32G/38G（由ITU-R建议规定）。各个频段的使用如下图所示：图1.2常用频段的使用(1)对于长站距的PDH微波电路(一般距离在15Km以外)，建议采用8GHz频段；若站距不超过25Km也可考虑采用11GHz频段，具体视当地的气候条件和微波传输断面而定。(2)对于短站距的PDH微波电路(一般用于接入层，距离在10Km以内)，可考虑采用11GHz、13GHz、14GHz、15GHz和18GHz频段。(3)对于长站距的SDH微波电路(一般距离在15Km以外)，建议采用5GHz、6GHz、7GHz和8GHz频段；若站距不超过20Km也可考虑采用11GHz频段，具体视当地的气候条件和微波传输断面而定。7G、8G、11G、13G、15G、18G、23G不连续，微波的频率资源国际上有定义的，雷达要用，传输用的微波是在4G以上，2G让给移动通讯，以前微波通讯用过1.5G，后来ITU－T决定让移动通讯用2G，9G给气象雷达用无线电资源是受到管制的，光缆不受限制，微波频率是要申请的，但是有一段是不需要申请，以前1.8G，2.4G作为扩频用，像微波炉，蓝牙，他可以在噪声里传播，但是现在干扰太大，2.4G不让随便用了。在每个频段中还定义了多种频率范围，收发间隔和波道间隔，其中波道间隔等同与波道带宽(空口带宽)。在采用某种频段时，中心频率、收发间隔和波道间隔都是有规定的，这可以在相应的频率规范中查找。图1.3有关微波频段设置的几个简单概念在决定采用某种微波频段之后，就要进行射频波道的配置。射频波道配置的含义是将一特定的频段细分为许多更小的部分，以适应发射机所需要发射的频谱，这些被细分的部分我们称之为“波道”，通常，任一波道都以波道配置的中心频率和一个序数来表征。波道频带宽度主要取决于所传送的信号的频谱，即取决于容量和所采用的调制方法。在进行射频波道配置时，所考虑的主要因素如下：(1)最有效地利用有限的射频频带。(2)在一个微波站上，发信频率和收信频率之间必须有足够的间隔，以防止发信机对接收机产生严重的干扰。(3)在多波道工作的系统中，相邻波道之间必须有足够的频率间隔，以免相互之间产生干扰。(4)在所分配的频带边缘必须留有足够的保护带，以免与相邻频带上工作的系统之间产生干扰。(5)大多数射频波道配置方案是以等间隔方案为基础的。ITU-RF.746-3建议”微波接力系统的射频波道配置”一文提出，应优先采用等间隔方案作为新的射频波道配置的基础。通常最基础的波道间隔为2.5MHz和3.5MHz，采用这种波道间隔的数字微波系统分别支持北美和欧洲系列比特率。在3.5MHz的方案中。可以预料会进一步细分到1·75MHz间隔，以便支持小容量移动覆盖中仅需1E1或2E1的传输需求。数字微波通信系统模型数字微波通信系统模型：图1.4数字微波通信系统模型发端的信源是提供原始信号的装置，其输出是数字信号。信道编码是为了提高数字信号传输的可靠性。因为信道中不可避免地存在着噪声和干扰，可能使传输的数字信号产生误码。为了在接收端能自动检查和纠正错误的码元，使用信道编码器可在输入的数字系列中，按照一定的规律加入一些附加的码元，并形成新的数字系列。在接收端，根据新的数字码元系列的规律性来检查接收信号有无误码。调制是将数字信号调制到频率较高的“载频”上去，以便适合无线信道传输。收端的解调、信道解码等几个方框与发端几个方框的功能，是一一对应的反转换。数字微波设备简介数字微波设备分类按照不同的分类方法，数字微波设备可以按照下面的方式分类：表2.1微波设备分类制式数字微波模拟微波复用方式PDHSDH(已淘汰)容量2～16E134MSTM-0STM-12xSTM-1结构全室内型微波（trunkMW）分体式微波（splitMW）全室外型微波目前，大家比较常见的分类方法是按照结构分类，将微波设备分为分体式微波、全室内型(一体式)微波和全室外型。一体式微波一般是trunk，俗称大微波，射频单元（RFU）、信号处理单元（SPU）、复接器等单元全在室内，室外仅有天线，特点是传输容量大，适用于骨干线路传输。但是，一体式微波的成本高。图2.1Trunk式微波示意图全室外型微波是所有单元都在室外，其优点是易于安装、节省机房空间，但是设备在室外，容易损坏。图2.2全室外型微波示意图图2.3分体式微波示意图分体式微波由天线、室外单元（ODU）和室内单元（IDU）组成，天线和ODU之间一般用波导管连接，IDU和ODU之间通过中频电缆连接。中频电缆用于IDU和ODU之间的中频业务信号和IDU/ODU通讯控制信号的传输，并向ODU供电。容量相对较小，安装维护方便，便于快速建网，是目前应用最广泛的微波设备。在后续章节，如无特殊说明，都是指分体式微波的。微波天馈线和分路系统微波天线天线的作用是把发信机(ODU)发出的微波能量定向辐射出去，把接收下来的微波能量传输给收信机(ODU)。常用微波天线有抛物面天线和卡塞格仑天线。国产微波天线直径一般分为：0.3、0.6、1.2、1.6、2.0、2.5、3.2m等；进口微波天线的直径一般分为：0.3、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0m等。天线种类多，每种直径的天线对于不同的频段有不同的规格，EricssonMini-link有46种天线。图2.4抛物面天线图2.5卡塞格仑天线同一频段内的n个波道可共用一面天线。图2.6同一面天线共用n个波道示意图微波天线的分类 微波天线按安装方式分：挂式天线和座式天线二种微波天线。按电气特性分：标准天线和高性能天线二种微波天线。标准天线和高性能天线的区别是高性能天线的前后比比标准天线大，一般大10dB以上。馈线系统 馈线系统是连接分路系统与天线的馈线和波导部件，它有多种安装方式。目前常用的是椭圆软波导。(a)椭圆波导管（Ellipticalwaveguide）(b)矩软波导（FlexibleTwistWaveguide），图2.7常用馈线椭圆软波导单位长度损耗较小，适宜长馈线使用；一般用于2～11GHz的频段，是目前最常用的微波馈线。现在，在4GHz-15GHz频段，广泛采用椭圆软波导作为馈线，因为它便于设计馈线的布局和便于安装。整个馈线系统包括椭圆软波导、椭矩变换、密封节、充气波导段等。为了保护馈线，馈线中必须充以干燥气体。在安装椭圆波导时，必须按照产品的规范进行，否则要影响馈线的驻波比。矩软波导用做ODU和天线的连接,安装方便，又能保证连接精度,具有扭转的功能，缺点是损耗大。同轴电缆单位长度损耗较大，最好用于天线距收发信机较近的场合；一般用于2GHz以下频段，目前已不大使用。分路系统 一般情况下，微波通信总是几个波道共用一套天馈线系统，则就需要分路系统把它们分开。分合路系统由环形器、分路滤波器、终端负载及连接用波导段组成。分路滤波器装在机架内。分路滤波器是由带通滤波器构成，它只允许设计的某个频带通过，通频带以外的频率都不能通过。终端负载均用于发射波的吸收。环形器使信号按一定的方向前进。室外单元（ODU）ODU用于实现中频、射频信号转换，射频信号处理和放大。ODU规格和射频频率相关，与传输容量无关。由于一个ODU无法完整覆盖一个频段，因此通常情况下一个频段会被划分为A、B、C3个子频段，不同的子频段对应不同的ODU，不同的收发间隔也对应不同的ODU，高低站ODU也不同。因此，ODU种类＝频段数×收发间隔数×子频段数×2（部分厂家不同传输容量的ODU还不同）。目前，ODU种类多，批量小，一般是小厂家生产，大厂家集成。对于ODU内部具体功能模块结构，可以用下图表示。图2.9ODU内部的结构示意图图2.9中，ODU是由发信机和收信机两部分构成，分别完成中频到射频的转换和射频到中频的转换。室内单元（IDU）IDU完成业务接入、业务调度、复接和调制解调等功能。可见，IDU是一套微波设备的主要部分，如果将中频板等效为光网络设备的线路板，则一个IDU与公司的盒式光网络非常类似，IDU也有业务板（SDE、SD1、SLE、SL1、PH1和PO1）、交叉板（PXC）和主控板（SCC）。IDU内部具体功能模块结构，可以用下图表示。图2.12IDU内部的结构示意图分体式微波的安装和调整分体式微波的安装可以分为两部分：室内部分和室外部分。室内部分的安装类似盒式设备的安装，所以主要讲一下室外部分的安装。室外部分的安装主要是天线和ODU的安装，分为两种形式：直扣式安装和分离式安装。直扣式安装不需要馈线，直接把ODU接到天线上，而分离式安装就是用馈线把ODU与天线连接起来，见图2.13.图2.13室外部分的安装天线安装好了之后，关键是天线方位角调整。图2.14天线侧视图和俯视图在天线俯仰或水平调整过程中，会出现如图2.15的电压波形。一旦发现这种情况，其电压最大点位置，即为俯仰或水平方向的主瓣位置，该方向无需再作大范围调整，只需把天线微调到电压最大点位置及可。天线的俯仰及水平的调整方法是一样的。当天线对得不太准时，有可能在一个方向上只能测到一个很小的电压，这种时候需要两端配合，进行粗调，把两端天线大致对准。在天线俯仰或水平调整过程中，一旦发现接收信号指示电压最大点位置，即为俯仰或水平方向的主瓣位置，该方向无需再作大范围调整，只需把天线微调到电压最大点位置即可。天线的俯仰及水平的调整方法是一样的。当天线对得不太准时，有可能在一个方向上只能测到一个很小的电压，这种时候需要两端配合，进行粗调，把两端天线大致对准，然后再进行细调。天线调整过程中常出现的错误如图2.16所示，即把天线对到副瓣上，使得收信电平达不到设计指标。诀窍：在两端天线对准之后，都会稍微向上仰，牺牲1～2db，这是为了防止反射干扰。图2.15天线调整过程的电压波形图2.16天线调整过程中常出现的错误小结微波的组网和应用微波的常见组网方式及站型微波的常见组网方式微波的网络与光网络的网络结构是类似的，基本结构如图3.1所示。图3.1微波常见组网方式微波站型按站型分类分：终端站：位于微波链路两个终端的站，其特点是只向一个方向通信，一般都要上下话路。中继站：位于微波链路任意两个站之间的站，其特点是只向两个方向通信，可以上下话路(基带转接)，亦可不上下话路(中频转接或射频转接)。枢纽站：位于微波链路中间的站，其特点是向三个以上方向通信，一般要上下话路(基带转接)。按通信频率分类高站：收信频率高于发射频率的站叫高站。低站：收信频率低于发射频率的站叫低站。显然，由于微波频率配置原因，高站和低站间隔排列。如图3.2所示。图3.2微波的各种站型中继站微波波段频率较高，微波波束基本上沿直线传播，遇到障碍物时其绕射能力较差。因此，两通信点在视距范围之内中间应无障碍，否则就必须在障碍点或其他合适的地方增设一个微波中继站以连通两通信点。微波中继站大致可以分为两类：无源中继站和有源中继站。无源中继站无源中继站如同一个波束换向器，它使微波波束超过障碍点而形成通路。无源微波中继站通常有两种形式：一种是由两个抛物面天线背对背地用一段波导管连接而组成；另一种是由一块或两块表面具有一定的平滑度、且在适当的有效面积并相对于两通信点有合适的角度和距离的金属板，也是一个微波无源中继站。图3.3无源中继站的实物图双抛物面无源中继站图3.4双抛物面无源中继站示意图有源中继站微波通信的有源中继站有射频直放站和再生中继站两种通用类型。1、射频直放站射频直放站是一种有源、双向、无频移射频中继系统。由于它直接在射频上将信号放大，所以称之为射频直放站。射频直放站的应用范围很广，可直接用作微波系统中不需上下话路的中继站；可用于解决高山、大型建筑等阻挡问题；还可以插在新建或已经建设的微波线路中增加衰落储备等。射频直放站的应用可行性较高，主要体现在以下几个方面：射频直放站的增益大、传输性能好。射频直放站可靠性高、通用性强，能与任何厂家的终端设备相配合。射频直放站可采用多种能源供电，如交流电、直流电、太阳能、风力、热力等供电方式。射频直放站造价低、选址灵活，一般均安装于室外的防风雨箱内，通常挂在天线附近的铁塔上以缩短馈线长度，无需建机房、架设电力线、修建道路。它的综合造价比再生中继站低50%--80%。此外，设计选址时只需考虑传输的最佳位置而不必考虑交通、供电等因素。射频直放站安装维护简单、扩容变频容易。2、再生中继站再生中继站是一种高性能的高频率转发器。再生中继站酷似背对背终端站，包括有再生微波信号的全套射频单元。它同时延长信号传输路径和偏转传输方向以绕过障碍物，但不具备上下话路的能力。它可以用来扩大微波通信系统的距离限制，或者用来偏转传输方向，以绕过视线障碍物，不会引起信号质量恶化。接收的信号经过完全的再生和放大，然后转发。数字微波的应用微波的主要运用场景有以下几个方面：移动基站回程传输：在野外的移动基站在接收无线信号之后，要将信号回传到BSC以进入核心网进行传输，这个过程就叫做移动基站的回程传输。光网络补网：在传输光网络和BSC之间，由于地理位置等其他原因，不便于铺设光缆，则需要采用微波传输的方式。重要链路备份：在两个主要传输站点之间，为了防止在光缆断裂的情况下，将对信息传输的影响降到最低点，将微波传输作为光传输的一种备份。企业专网：由于某些特殊行业的限制，比如石油传输管道，或者电视信号在野外的中继，由于条件限制，不能铺设光缆，则需要采用微波传输。大客户接入：在大的企业集团的总部和分之机构之间，由于成本限制，不可能大面积的铺设光缆，则也需要采用微波传输。目前，移动基站回程传输是运用得比较多的。在宽带无线接入的组网中，应根据实际需要选择拓扑结构。基于PMP的点对多点的拓扑结构，传统且常用，网络形式可能会是环网，非常类似于环形光网络中的中心站和端站的关系；基于TDM/IP微波环网的拓扑结构，新型且有效。这两种结构各有特点,各自有其应用的环境，可以互为补充。微波环网拓扑结构也称连续点（ConsecutivePoint)拓扑结构。微波的传播理论几种大气和地面效应造成的衰落微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反射波的迭加。传播介质是地面上的低空大气层和路由上的地面、地物。当时间（季节、昼夜等）和气象（雨、雾、雪等）条件发生变化时，大气的温度、温率、压力和地面反射点的位置、反射系数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然，衰落现象具有很大的随机性。衰落的大小仍由衰落因子VdB来表征，衰落的原因主要归结为大气和地面效应。衰落的种类快衰落和慢衰落衰落可按持续时间的长短分为慢衰落和快衰落两种。持续时间长的叫慢衰落，其持续时间一般长达数分种到几小时。持续时间短的叫快衰落，一般发生在几秒到几分钟之间。慢衰落随时间变化缓慢，往往是慢慢形成，又慢慢消失，它常由一个较大地区范围内的大气折射的缓慢变化所引起。因为在一个较大的地区范围内（如一段中继电路），大气折射条件的变坏与恢复，不是在较短时间内发生的，所以形成慢衰落。快衰落与大气中存在的大气波导的薄层，湍流等引起的多径传播密切相关，在微波范围内，只要上述多径传播的每条射线之间路径稍有变动，它们在接收点合成的信号就会产生明显的起伏，形成快衰落。上衰落和下衰落衰落也可以按接收点场强的高低分类。高于自由空间电平值的叫上衰落，低于自由空间的电平值的叫下衰落。闪烁衰落和多径衰落另外，工程上常按衰落发生的物理成因，把衰落分为闪烁衰落和多径衰落。闪烁衰落主要是因为大气局部微小扰动引起电波射束散射所造成，各散射波的振幅小，相位着大气变化而随机变化。结果它们在接收点的合成振幅变化很小，对主波影响不大，因此，这种衰落对视距微波接力电路的稳定性影响不大。多径衰落主要是由于多径传播造成的，它是视距传播信道深衰落的主要原因。多径传播不论对模拟微波或数字微波都是客观存在、发生影响的，但是数字微波对多径传播影响的反应要比模拟微波敏感得多，为说明问题，这里对多径传播作一详述。所谓多径传播，就是电波离开发射天线后，通过两条以上的不同路径到达接收天线的传播现象。引起多径传播的原因很多。例如在有地面反射的路径上，接收天线除了接收来自发射天线的直射空间波外，还接收来自地面的反射波。另外在一定气象条件下，大气中出现各种不均匀体，如出现逆率层而产生大气波导时，或出现突变层产生反射时接收天线还收到折射波，这都是引起多径传播的原因。多径传播时电波沿着多条路径传向接收点，由于不均匀的位置，界面和形状是随机变化的，所以各路电波之间存在着由行程差异引起的相位差，以及由不同的反射条件而引起的振幅差也是随机变化的，于是在接收点合成的干涉场也就产生大幅度的起伏变化，这就是多径衰落，在微波波段，因为波长很短，由行程差异变化引起的相位差变化很大，故多径衰落在此频段是很显著的。衰落规律（10GHz以下频段微波）根据大量的传播测试试验结果，发现10GHz以下频段微波传播的衰落现象常遵循以下几条规律：1)波长越短，距离越长，衰落越严重。2)跨越水面（湖泊、海洋）、平原的路径比跨越山区的路径衰落严重。3)夏秋季节比冬春季节衰落频繁，衰落深度也大。4)晴天和白天，接收的信号场强一般比夜间稳定。昼夜交替时，例如早晨五点至九点左右，夜间七点至九点前后，以及午夜凌晨三点之间，常出现深衰落。6)阴雨、大雾及刮风天气比晴天、宁静天气接收信号稳定，雨过天晴及雾散时，又常出现快衰落。数字微波的衰落对抗技术微波设备的保护模式目前，在微波设备中广泛运用的保护模式有两种：无误码切换模块（HitlessSwitchModule，HSM）和热备份（HotStandby，HSB）。通常情况下两者混合保护。无误码切换模块（HSM）前面已经讲过，FD、SD是波道备份，当某个波道的信号不可用时，可用另一个波道的信号代替，收信端的主用通道/备用通道独立倒换。本端的中频板在将RF信号解调之后，除了送给本中频板的复接模块使用之外，还向备份的中频板送一路信号。复接模块选择其中质量最好的一路信号接收，因此可以做到基带信号的无误码切换。FD、SD发信过程相似，都是在交叉双发。区别在于SD时，备用通道ODU静默，不向外发送信号，只接收信号；FD时，只需要一副天线，两个ODU发送不同频率的相同业务。图5.10HSM保护模式示意图热备份（HotStandby，HSB）HSB主要实现对中频单板和ODU设备的备份为双发选收，收信端在交叉侧完成选收，可以和FD、SD混合保护。一般情况下，交叉板只接收一路，当该路信号有故障时，交叉板才会切换到接收另一路信号，因此，HSB倒换对业务有损伤。图5.11HSB保护模式示意图HSB实现方式一般有两种：通过在两个ODU和天线之间接一个功分合路器，就可以用一副天线实现1＋1HSB保护，同时可以使用FD技术；使用两副天线来实现1＋1HSB保护，可以同时使用FD和SD技术，从而提高系统可用度，如图5.12所示。图5.12HSB用单天线和双天线的连接图需要强调的是，HSM倒换是在中频板内完成的，可以做到无误码切换。而HSB倒换是在交叉板完成的，会对业务有损伤。数字微波设备保护方式的分类下面把微波设备的保护方式进行综合讲述。微波设备的保护方式的类别如表5.4所示。1＋0的无保护就是收发两端都只是用一个IDU、ODU。其他各种保护方式的连接图见图5.13~图5.16。表5.4数字微波设备保护方式的类别配置保护方式备注应用1+0NP无保护网络最末端1+1HSB设备保护同频站距较短的电路1+1HSB+FD波道保护设备保护异频根据地形传输条件及客户需求选择适合的方式1+1HSB+SD设备和天线保护同频1+1FD+SD波道保护设备和天线保护异频N+1FD波道保护设备保护异频大容量干线图5.13HSB图5.14HSB+FD图5.15HSB+SD图5.15中，如果每一个天线发出的频率是异频，则是HSB+SD+FD。图5.16中，Mn为主用波道，P为保护波道，各自包括独立的调制解调，收发信单元。当主用波道发生故障或衰落，信号将倒换到备用波道上，波道备份是一种异频备份，这种保护方式(FD)主要用于全室内型微波设备。这种保护方式通常称N＋1（N≤3、7、11）保护，不同厂家支持的规格不同。图5.16N+1干扰及抗干扰的主要方法干扰源作用于通信系统的干扰来自多种干扰源，主要有：（1）电路热噪声。由导体中电子杂乱热扰动所激起。（2）电子器件内部噪声。主要由器件内部电荷不连续运动，造成的散弹效应所激起。（3）物体热辐射噪声（包括通常所称的吸收噪声）。由物体热辐射激起。（4）宇宙干扰。来自宇宙体的一种噪声辐射。（5）天电干扰。由大气层中电荷放电所激起，呈脉冲状。（6）工业干扰。来自电气设备的电辐射；例如电火花干扰。（7）电台干扰。来自其它电台的信号辐射。（8）接收机内部所产生的各类干扰。有交流哼声、“汽般声”、组合音、微音效应、排线性产物、振荡器相位抖动而引起的噪声以及各种杂散干扰等。通信系统抗干扰的基本途径通信系统的抗干扰已经成为一门专门的学科，并吸引着大量的学者和工程技术人员。在当前情况，所谓通信技术的研究，往往也就是抗干扰技术的研究（或与抗干扰的要求密切相关）。归纳现有的许许多多抗干扰的方法，其基本途径是：1增大发射信号的功率、提高接收端的输入信号电平这一方法的效果明显，但在实际采用时却受到多方面（例如设备体积、重量、耗电量等）的限制。此外，增大发射功率会加剧对其他电台或线路的干扰，因而，无线电管理部门往往对电台的最大发射功率作出严格的限制。2利用定向天线进行空间选择众所周知，采用定向天线将有助于提高有用信号的强度，同时还能抑制其它方位上的干扰对于个别的高电平干扰，也可采用定向抑制的方法，削弱其强度。采用这种方法往往需要复杂而庞大的天线，故也受到很大的限制。3利用窄带滤波器、进行频率选择这是目前通信系统抗干扰的最基本的手段，几乎没有哪一种通信设备不采用这一方法，所以也是大家最熟悉的抗干扰技术。窄带滤波器工艺上比较复杂，当工作频率比较高时很难保证满意的衰减特性，所以需与其他抗干扰措施配合，以获得所要求的抗干扰效能。4利用相关器进行波形选择如果我们把窄带滤波看成是在频域上对信号进行处理的话，则相关接收法是在时域上对信号进行处理。当输入相关器的信号和干扰电平都比较低，从而保证相关器处于线性工作状态时，其抗干扰的能力往往优于窄带滤波法，因而越来越受到人们的重视。但是，当输入干扰电平超过相关器的线性工作区时，抗干扰性能将明显下降，故通常需与窄带滤波法结合使用。5改善调制和解调的方法根据干扰的不同特性，可以采用窄带调制（如单边带调）、宽带调制（如调频）、扩频通信技术和数字调制技术等方法来提高抗干扰能力。这方面的技术目前正在迅速发展之中。6采用纠错和检错技术，进行差错控制这是在数字通信技术上发展起来的一种极有效的抗干扰措施，在对可靠性的要求特别高的通信系统中已大量采用。微波勘查设计流程获取客户需求频段:了解标书给定的微波频段,便于规划中选定.对微波没有给出具体要求的,可以向客户了解当地已经使用过的微波频段.微波保护方式:了解标书要求的微波保护方式,基于不同容量,是要求1+1/1+0保护?微波组网需求:标书对组网方面是否有特别要求.链型\星型\树型\环型等.其它指标要求:天馈要求?SDH\PDH容量要求?接口技术指标要求等获取设备信息详细了解相关的微波设备资料:概述:根据客户对微波产品的要求,需要了解不同厂家的微波产品性能,是否能满足客户需求。例如SDH微波频段与客户要求是否一致,PDH微波网管能否满足客户需求等.相关要点:工作频率:通常频率可选：2GHZ－50GHZ，工作频段与降雨强度的关系，6km以内和6km以上的设备选型。频率稳定度：N×10－6或更小的数量级系统安排的信道数:由选择厂家产品而定,一般符合CCIR建议要求信道带宽：由选择厂家产品而定,一般符合CCIR建议要求。发射功率：由选择厂家产品而定。接收机灵敏度/门限电平：由选择厂家产品而定。调制/解调方式：由选择厂家产品而定。数字基带接口,线路码型:由选择厂家产品而定，一般符合CCITT建议要求。抗衰落措施：由选择厂家产品而定。抗干扰性能：由选择厂家产品而定。系统监控性能：由选择厂家产品而定。或另外选配。设备功耗：由选择厂家产品而定。系统结构及安装方式：由选择厂家产品而定。设备的环境适应能力：由选择厂家产品而定。系统价格：由选择厂家产品而定。电源指标、天线指标、配套设备。设备的供货能力设备厂家的售后服务