现代通信技术
课程社会实践调查报告书
题 目 微波通信技术在无线通信领域中的应用 院 (部)
专 业 班 级 学生姓名 学 号
月 日至 月 日 共 周
指导教师(签字)
成绩
目录
摘要 .................................................................................................................................................................2 一．微波通信概述 .............................................................................................................................................3 二．微波通信特点 .............................................................................................................................................3 三．微波通信系统的组成及基本原理 .............................................................................................................3 1.组成及各部分功能 ......................................................................................................................................3 2.工作原理 ......................................................................................................................................................4 四. 微波通信技术的应用 ..................................................................................................................................5 五.微波通信的发展方向 ....................................................................................................................................5 参考文献 .............................................................................................................................................................6
摘要：微波通信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。利用微波进行通信具有
容量大、质量好并可传至很远的距离，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。随着技术的不断发展，除了在传统的传输领域外，数字微波技术也会在其他领域越来越收到人们的关注。
关键字：微波通信、微波中继、数字微波通信
一．微波通信概述
微波通信技术问世已半个多世纪。早期的微波通信系统都是模拟制式的，其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，例如我国城市间的电视节目传输主要依靠的就是微波传输。
我国的微波通信是从20世纪50年代开始的。1956年北京保定建立了国内第一条微波接力线路；70年代中期全国已建成数万千米的微波接力线路，联通了国内绝大多数省、市、自治区。在此期间，还进行了散射通信与毫米波波导通信试验并开始发展卫星通信。70 年代后期，中国人民解放军已装备一定数量的装备与战术微波通信设备，建成了若干条对流层散射通信线路和数字卫星通信线路，并将数字微波接力通信用于地域通信网中。80年代后期至90年代，充分利用现代微波通信技术的微波通信网路已具有相当的规模并日臻完善。
近年来我国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备，每个用户站可以分配十几或数十个电话用户，在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用，较为经济。
二．微波通信特点
频率范围宽，通信容量大，传播相对较稳定，通信质量高，采用高增益天线时可实现强方向性通信，抗干扰能力强，可实施点对点、一点对多点或广播等形式的通信联络。它是现代通信网的主要传输方式之一，也是空间通信的主要方式。微波通信还具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害信息预警报告，微波通信一般都不受影响。在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。
三．微波通信系统的组成及基本原理
1.组成及各部分功能
一个典型的微波通信系统通常由终端站，枢纽站，分路站，和若干个中继站组成，长度在几百公里甚至达一二千公里。其中终端站的作用是将数字复用设备送来的基带信号或从电视台送来的。电视信号经微波设备处理后由微机发信机发射给中继站，同时将微波接收机接收到的信号经微波设备处理后变成基带信号送给数字复用设备。枢纽站处在微波通信线路的中间，处于有两条以上微波通信线路汇接的城市，既可以进行本线路的用户间信息交换，也可以与其他线路的用户进行信息交流构成通信网。分路站是为了适应一些地方的小容量的信息交换而设置，这种站型一般很少设置。中继站的作用是将信号进行再生、放大处理后，再转发给下一个中继站，以确保传输信号的质量。一般来说，由于地球幽面的影响以及空间传输的损
耗，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸，这种通信方式，也称为微波中继通信或微波接力通信。长距离微波通信干线可经过几十次而传至数千公里仍保持很高的通信质量。
2.工作原理
用户设备把各种要传输的信息变换成基带信号或把基带信号变换成原信息。多路复用设备可使多个用户的信号共用一个传输信道。调制器把基带信号调制到中频（频率一般为数十至数百兆赫）上，也可直接调制到射频上。解调器的功能与调制器相反。上、下变频器实现中频信号与微波信号之间的频率变换。高功率放大器把发射信号提高到足够的电平，以满足在信道中传输的需要。百瓦以下的设备中，功率放大器采用固态微波功放；当射频输出电平在百瓦以上直至数十千瓦时，通常采用行波管或速调管放大器。低噪声放大器用于提高接收机的灵敏度，主要采用微波低噪声场效应管放大器。天馈线设备是传输和辐射（或接收）射频电磁波的装置。微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射面天线，常用的有抛物面天线、卡塞格伦天线等。馈线主要采用波导或同轴电缆。传播媒介为视距空间、人造中继转发设施（如人造卫星）或大气层中特定的气象体（如湍流团）。除了与主信号流程有关的各部分外，在系统中还有其它一些部件和辅助电路，如：勤务、监（遥）控、自检、人-机对话和自动化操作等功能。军用微波系统还具有独立加密、
专用抗干扰模块等。
四. 微波通信技术的应用
1． 干线光纤传输的备份及补充
如点对点的SDH微波、PDH微波等。主要用于干线光纤传输系统在遇到自灾害时的紧急修复，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。
2. 农村、海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务的场合
这些场合可以使用微波点对点、点对多点系统，微波频段的无线用户环路也属于这一类。 3. 城市内的短距离支线连接
如移动通信基站之间、基站控制器与基站之间的互连、局域网之间的无线联网等环 的微波数字扩频系统。例如，基于IEEE802.11系统标准的无线局域网工作在微波频段。 4． 无线宽带业务接入(如MDS)
无线宽带业务接入以无线传播手段来替代接入网的局部甚至全部，从而达到降低成本、该晒系统灵活性和扩展传输距离的目的。 多点分配业务(MDS)是一种固定无线接入技术，其包括运营商设置的主站和位于用户处的子站，可提供数十MHZ的带宽，该带宽由所有用户共享。MDS包括两类业务：多信道多点分配业务（MMDS）和本地多点分配业务（LMDS）。
五.微波通信的发展方向
1． 提高QAM调制级数及严格限带
为了提高频谱利用率，一般多采用多电平QAM调制技术，目前已达到256和512QAM，很快就可实现1024/2048QAM。与此同时，对信道滤波器的设计提出了极为严格的要求：在某些情况下，其余弦滚降系数应低至0.1。现已可做到0.2左右。
2． 网格编码调制及维特比检测技术
为降低系统误码率，必须采用复杂的纠错编码技术，但由此会导致频带利用率的下降。为了解决这个问题，可采用网格编码调制（TCM）技术。采用TCM技术需利用维特比算法解码。在高速数字信号传输中，应用这种解码算法难度较大。 3． 自适应时域均衡技术
使用高性能、全数字化二维时域均衡技术减少码间干扰、正交干扰及多径衰落的影响。 4． 多载波并联传输
多载波并联传输可显著降低发信码元的速率，减少传播色散的影响。运用双载波并联传输可使瞬断率降低到原来的1/10。
5. SDH新型数字微波通信技术
SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使得网络的OAM能力大大加强。由于SDH中的DXC和ADM等一类网元是智能化的，通过嵌入的控制通路可以使部分网络管理能力分配到网元，实现分布式管理，使新特性和新功能的开发变得比较容易。SDH网与现有网络能完全兼容，即可以兼容现有准同步数字体系的各种速率，同时还能容纳各种新的业务信号等等。
6． 其它技术 如多重空间分集接收、发信功放非线性预校正、自适应正交极化干扰消除电路等。
参考文献
1.微波通信技术的发展与展望-电力系统通信-2011年 第12期 (32) 2.微波通信的回顾与展望-电力系统通信 2003 ，23（6） 3.唐贤远，李兴.数字微波通信系统.电子工业出版社.2004 4.严晓华.现代通信技术基础（第二版）.清华大学出版社.2006
现代通信技术
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题 目 微波通信技术在无线通信领域中的应用 院 (部)
专 业 班 级 学生姓名 学 号
月 日至 月 日 共 周
指导教师(签字)
成绩
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摘要 .................................................................................................................................................................2 一．微波通信概述 .............................................................................................................................................3 二．微波通信特点 .............................................................................................................................................3 三．微波通信系统的组成及基本原理 .............................................................................................................3 1.组成及各部分功能 ......................................................................................................................................3 2.工作原理 ......................................................................................................................................................4 四. 微波通信技术的应用 ..................................................................................................................................5 五.微波通信的发展方向 ....................................................................................................................................5 参考文献 .............................................................................................................................................................6
摘要：微波通信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。利用微波进行通信具有
容量大、质量好并可传至很远的距离，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。随着技术的不断发展，除了在传统的传输领域外，数字微波技术也会在其他领域越来越收到人们的关注。
关键字：微波通信、微波中继、数字微波通信
一．微波通信概述
微波通信技术问世已半个多世纪。早期的微波通信系统都是模拟制式的，其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，例如我国城市间的电视节目传输主要依靠的就是微波传输。
我国的微波通信是从20世纪50年代开始的。1956年北京保定建立了国内第一条微波接力线路；70年代中期全国已建成数万千米的微波接力线路，联通了国内绝大多数省、市、自治区。在此期间，还进行了散射通信与毫米波波导通信试验并开始发展卫星通信。70 年代后期，中国人民解放军已装备一定数量的装备与战术微波通信设备，建成了若干条对流层散射通信线路和数字卫星通信线路，并将数字微波接力通信用于地域通信网中。80年代后期至90年代，充分利用现代微波通信技术的微波通信网路已具有相当的规模并日臻完善。
近年来我国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。其总体容量有100线、500线和1000线等不同的容量的设备，每个用户站可以分配十几或数十个电话用户，在必要时还可通过中继站延伸至数百公里外的用户使用。这种点对多点微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点也十分合用，较为经济。
二．微波通信特点
频率范围宽，通信容量大，传播相对较稳定，通信质量高，采用高增益天线时可实现强方向性通信，抗干扰能力强，可实施点对点、一点对多点或广播等形式的通信联络。它是现代通信网的主要传输方式之一，也是空间通信的主要方式。微波通信还具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害信息预警报告，微波通信一般都不受影响。在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。
三．微波通信系统的组成及基本原理
1.组成及各部分功能
一个典型的微波通信系统通常由终端站，枢纽站，分路站，和若干个中继站组成，长度在几百公里甚至达一二千公里。其中终端站的作用是将数字复用设备送来的基带信号或从电视台送来的。电视信号经微波设备处理后由微机发信机发射给中继站，同时将微波接收机接收到的信号经微波设备处理后变成基带信号送给数字复用设备。枢纽站处在微波通信线路的中间，处于有两条以上微波通信线路汇接的城市，既可以进行本线路的用户间信息交换，也可以与其他线路的用户进行信息交流构成通信网。分路站是为了适应一些地方的小容量的信息交换而设置，这种站型一般很少设置。中继站的作用是将信号进行再生、放大处理后，再转发给下一个中继站，以确保传输信号的质量。一般来说，由于地球幽面的影响以及空间传输的损
耗，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸，这种通信方式，也称为微波中继通信或微波接力通信。长距离微波通信干线可经过几十次而传至数千公里仍保持很高的通信质量。
2.工作原理
用户设备把各种要传输的信息变换成基带信号或把基带信号变换成原信息。多路复用设备可使多个用户的信号共用一个传输信道。调制器把基带信号调制到中频（频率一般为数十至数百兆赫）上，也可直接调制到射频上。解调器的功能与调制器相反。上、下变频器实现中频信号与微波信号之间的频率变换。高功率放大器把发射信号提高到足够的电平，以满足在信道中传输的需要。百瓦以下的设备中，功率放大器采用固态微波功放；当射频输出电平在百瓦以上直至数十千瓦时，通常采用行波管或速调管放大器。低噪声放大器用于提高接收机的灵敏度，主要采用微波低噪声场效应管放大器。天馈线设备是传输和辐射（或接收）射频电磁波的装置。微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射面天线，常用的有抛物面天线、卡塞格伦天线等。馈线主要采用波导或同轴电缆。传播媒介为视距空间、人造中继转发设施（如人造卫星）或大气层中特定的气象体（如湍流团）。除了与主信号流程有关的各部分外，在系统中还有其它一些部件和辅助电路，如：勤务、监（遥）控、自检、人-机对话和自动化操作等功能。军用微波系统还具有独立加密、
专用抗干扰模块等。
四. 微波通信技术的应用
1． 干线光纤传输的备份及补充
如点对点的SDH微波、PDH微波等。主要用于干线光纤传输系统在遇到自灾害时的紧急修复，以及由于种种原因不适合使用光纤的地段和场合。
2. 农村、海岛等边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务的场合
这些场合可以使用微波点对点、点对多点系统，微波频段的无线用户环路也属于这一类。 3. 城市内的短距离支线连接
如移动通信基站之间、基站控制器与基站之间的互连、局域网之间的无线联网等环 的微波数字扩频系统。例如，基于IEEE802.11系统标准的无线局域网工作在微波频段。 4． 无线宽带业务接入(如MDS)
无线宽带业务接入以无线传播手段来替代接入网的局部甚至全部，从而达到降低成本、该晒系统灵活性和扩展传输距离的目的。 多点分配业务(MDS)是一种固定无线接入技术，其包括运营商设置的主站和位于用户处的子站，可提供数十MHZ的带宽，该带宽由所有用户共享。MDS包括两类业务：多信道多点分配业务（MMDS）和本地多点分配业务（LMDS）。
五.微波通信的发展方向
1． 提高QAM调制级数及严格限带
为了提高频谱利用率，一般多采用多电平QAM调制技术，目前已达到256和512QAM，很快就可实现1024/2048QAM。与此同时，对信道滤波器的设计提出了极为严格的要求：在某些情况下，其余弦滚降系数应低至0.1。现已可做到0.2左右。
2． 网格编码调制及维特比检测技术
为降低系统误码率，必须采用复杂的纠错编码技术，但由此会导致频带利用率的下降。为了解决这个问题，可采用网格编码调制（TCM）技术。采用TCM技术需利用维特比算法解码。在高速数字信号传输中，应用这种解码算法难度较大。 3． 自适应时域均衡技术
使用高性能、全数字化二维时域均衡技术减少码间干扰、正交干扰及多径衰落的影响。 4． 多载波并联传输
多载波并联传输可显著降低发信码元的速率，减少传播色散的影响。运用双载波并联传输可使瞬断率降低到原来的1/10。
5. SDH新型数字微波通信技术
SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使得网络的OAM能力大大加强。由于SDH中的DXC和ADM等一类网元是智能化的，通过嵌入的控制通路可以使部分网络管理能力分配到网元，实现分布式管理，使新特性和新功能的开发变得比较容易。SDH网与现有网络能完全兼容，即可以兼容现有准同步数字体系的各种速率，同时还能容纳各种新的业务信号等等。
6． 其它技术 如多重空间分集接收、发信功放非线性预校正、自适应正交极化干扰消除电路等。
参考文献
1.微波通信技术的发展与展望-电力系统通信-2011年 第12期 (32) 2.微波通信的回顾与展望-电力系统通信 2003 ，23（6） 3.唐贤远，李兴.数字微波通信系统.电子工业出版社.2004 4.严晓华.现代通信技术基础（第二版）.清华大学出版社.2006