数字微波传输设备技术工艺发展趋势分析

第一节  产品技术发展现状

微波通信是一种利用微波频率实现信息传输的手段。数字微波通信则在微波传输中采用了数字信号处理技术。微波通信作为现代无线通信的先行者，一直在通信领域起着举足轻重的作用。

微波通信是二十世纪50年代的产物。20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽，性能较稳定的微波通信，成为长距离大容量地面干线无线传输的主要手段，模拟调频传输容量高达2700路，也可同时传输高质量的彩色电视，而后逐步进入中容量乃至大容量数字微波传输。80年代中期以来，随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现以及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展，使数字微波传输产生了一个革命性的变化。特别应该指出的是80年代至90年代发展起来的一整套高速多状态的自适应编码调制解调技术与信号处理及信号检测技术的迅速发展，对现今的卫星通信，移动通信，全数字HDTV传输，通用高速有线/无线的接入，乃至高质量的磁性记录等诸多领域的信号设计和信号的处理应用，起到了重要的作用。

微波通信系统问世以来，至今已经历了半个世纪，而我国发展微波通信技术也有40多年的历史，纵观这个发展过程，系统已由模拟进展到数字，由PDH发展到SDH大容量。而其使用的频段，由低频段向高频段发展，而其频谱利用率也不断由于技术进步，得到不断地提高。90年代以前，微波通信是长途传输干线的重要传输手段，微波接力通信系统在这阶段由于在工程上建设速度快，成本低，抗自然灾害能力强，特别是城市间电视节目传输，长途电信传输的电话与非话电信业务，得到飞速的发展。从90年代中期我国开始引进大容量SDH微波设备。先后建成，京-深-长-哈，京-汉-广，粤-桂，成-渝，汉-渝，渝-筑-昆，汉-西-兰，汉-福等国家干线微波网，为我国长途通信传输起到了重要的作用。中国通信建设第二工程局作为我国微波通信建设的主力军，承担了绝大多数的工程建设，几十年来他们在微波通信建设领域积累的人才和经验一直被用户所遵从和称道。

我国自1956年从东德引进第一套微波通信设备以来，经过仿制和自发研制过程，已经取得了很大的成就，在1976年的唐山大地震中，在京津之间的同轴电缆全部断裂的情况下，六个微波通道全部安然无恙。九十年代的长江中下游的特大洪灾中，尤其在今年的四川地震中，微波通信又一次显示了它的巨大威力。在当今世界的通信革命中，微波通信仍是最有发展前景的通信手段之一。

但近年来随着我国主要电信运营商城市传输网络的建成和光缆光通信的大量应用，微波通信建设在2002年迅速减少，不少人认为微波通信建设已成为夕阳产业，但微波通信在我国或世界上还有相当的发展空间和市场，只要找准切入点应大有可为。

第二节  产品工艺特点或流程

1、数字微波中继通信网由以下几部分组成：

（1）微波站  它是利微波作为载波传输数字信号的固定通信站。按其工作性质可分为4种类型：微波终端站、微波中间站、微波主站和分路站。这些微波站上主要的高频系统设备有：微波收发信机、天线、馈线等。

（2）数字终端复用设备  它有话音与非话音业务的数字终端设备。对电话业务而言，数字终端设备的基本功能是把来自交换机的音频模拟信号变换成时分多路复用的数字信号，并送往高频系统设备；另一方面，把高频系统传送来的时分多路复用的基带数字信号，变换成模拟电话信号，送到交换机去（采用数字程控交换设备的地方，终端设备可以进一步简化）。

数字电话终端复用设备主要包括脉码调制（PCM）基群终端机（有些系统还有采用增量调制数字电话方式）、高次群复接器和分接设备、保密机等等。

（3）交换机  用于不同用户之间的电话交换。这种交换可以是模拟交换，也可以是数字交换。

（4）用户终端  指直接为用户所使用的终端设备，如自动电话单机、书写电话机、调度电话机、电传机。

（5）流动站  其用途是作为分散流动的业务点的通信联络，或作为干线发生故障时的一种应急手段。一般可以利用超短波电台及微波车来组成流动站。

（6）监控系统  为微波中继通信线路能保持正常运行以及提供全线或部分设备实现无人值守而设的一套进行维护管理的辅助设备。

2、微波站的基本设备

由于各种微波站所承担的任务不同，其设备的组成也有所不同。图中给出了微波站单方向的设备组成框图，虚线框内的设备是微波站的基本设备，无论是何种微波站都必须具备。终端站只需安装一套下图的设备，分路站则需要两套，主站还需要更多；对于中间站来说，则需要安装两套虚线框的设备。

随着微波集成电路、混合集成电路和大规模数字集成电路的发展，数字微波设备的体积可以做得很小。目前国内的微波设备大都采用了国际上通用的条形结构，各组成部分自成单元，各单元可以很紧凑地排列，节省了空间，缩短了连线，便于维护。微波收发信机、调制解调机、倒换设备和公务及监控设备组成若干个单元，具体组合方式各个厂家不完全一样。

微波站单方向的设备组成框图

数字微波通信具有两大技术特征：①它所传送的信号是按照时隙位置分列复用而成的统一数字流，具有综合传输的性质。②它利用微波信道来传送信息，拥有很宽的通过频带，可以复用大量的数字电话信号，可以传送电视图像或高速数据等宽带信号。由于微波电磁信号按直线传播，数字微波（模拟微波也如此）通信可以按直视距离设站（站距约50千米），因此，建设起来比较容易。特别在丘陵山区或其他地理条件比较恶劣的地区，数字微波通信具有一定的优越性。在整个国家通信的传输体系中，数字微波通信也是重要的辅助通信手段。

第三节  国内外技术未来发展趋势 分析

随着光纤通信的发展，微波通信已经从以前长距离通信的主导者，转变为中短距离的接入传输，由于现代通信网络的演进和发展，微波的传输设备应该随着网络的演进和技术的发展而进行转型，面前的微波设备应定位于其它系统的支撑、接入设备。只有这样，现在微波才能有新的发展，应用前景才能不断扩展。

目前数字微波通信技术的主要发展方向：

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l 024/2048QAM。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、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。

随着业务网分组化的发展，传送网的分组化也是大势所趋，尤其是随着3G 和WiMAX技术的快速发展，基站的带宽需求急剧增加，预计到2011年，70%以上的基站凹传业务将实现分组化。作为传送网一部分的微波网络也不可避免地面临着IP化、分组化的变革。基于TDM的VC交叉将会演变为通过PW E3技术的仿真来实现基于分组的统一包交换。微波通信系统也将向分组化演进，这也是微波网络下一步的发展方向。

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