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微波通信原理 现代通信的主要手段 统计资料显示，国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达５０％以上。 美国为６６％，日本为５０％，法国为５4％。随着GSM，CDMA以及3G网络的兴建，微波设备在移动通信网络建设中的重要作用是不容忽视的。 微波通信的基本介绍 微波通信原理 互易定理的概念: 指出，在线性和各向同性的媒质中，任何无线电路上，当发射天线互换时，不会影响电路的传输特性，或者发射机移到接收点，而接收机同时移到发射点时，则接收性能，不变。 根据这个原理，对流层是电波的主要传输媒质空间，它就是具有线性和各向同性的媒质，因此在其中就可以减化工程计算。 The First Fresnel Zone The Second Fresnel Zone The Second Fresnel Zone The Third Fresnel Zone 经有关研究知道：在电波的传播空间中，在接收点的合成场强，当费涅耳区号趋近于无限多时，就接近于自由空间场强； 由第一非涅耳区在接收点的场强,接近于全部有贡献的非涅区在接收点的自由空间场强的2倍; 相邻费涅耳区在收信点处产生的场强的相位相反； 若以第一费涅耳区为参考,则奇数区产生的场强是使接收点的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。 费涅耳半径(The Fresnel Radius) The First Fresnel Radius 自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss ) 自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss ) 衰落 Attenuation due to Rain(雨雾衰减） Attenuation due to Rain 考虑降雨微波设备的理论单跳传输距离 微波信号的K型衰落: 对流层结构的不均匀产生的折射和反射。我们知道介电常数决定电磁波的传播速度。而空气的介电常数取决于大气压力，温度，湿度。介电常数的空间梯度变化导致电波传输射线弯曲。使得到达接收天线的信号能量降低。这就是所谓的K型衰落。 气象条件变化通常比较是缓慢的，因此受其影响产生的衰落是慢衰落。 大气折射（ refraction in the atmosphere ） 微波传播(Microwave Propagation) 下图中的：U--表示电波传播的速度，n—表示折射系数，n=c(光波)/U(电波） 下图中k(等效地球半径系数)=ae(地球等效半径)/a(实际地球半径)=1/(1+a dn/dh) 这是一种由多经传输引起的干涉型衰落，它是由于直射波与地面反射波（或在一定条件下的绕射波）到达接收点由于相位不同相互干涉造成的衰落。 其干涉的程度与行程差有关，而在对流层中行程差是随K值的变化的所以称为K型衰落。 这种衰落在线路经过水面、湖泊、或平滑地面时更为严重，所以在选择路由时要尽量避免，不可能回避时一定要采用高低天线技术使反射点靠近一端减少反射波的影响，或采用高低天线加空间分集技术或抗反射波天线等来克服多经反射的影响。 微波传播模式 Microwave Propagation 微波传播模式 Microwave Propagation 信号合成 工作备份和频率分集（Working Stand-by and Frequency Diversity） 热备份或工作备份（Hot Standby or Working Standby） 微波设计目标(Microwave Propagation Design Objective) 邻站干扰(Neighbouring Station Interference) Methods to reduce interference 微波通信原理 微波传输系统的基本构成 频率变换 满足Nyquist波形无失真准则的的限带滤波器在采样点没有码间串扰。 微波的多径传播模型－二径模型 1、调制技术和限带传输 为了提高频谱利用率，广泛采用多电平QAM调制技术。ITU－R建议的4－11G波道间隔28－40MH. 在如此有限的带宽内传输高速数据流，多电平QAM是必然的选择。但是随着调制电平数量的增加，对于信道的要求也越加苛刻。设备对各种干扰的敏感程度也会加剧。限制发射频谱的带宽也是一种有效利用现有频率资源的技术措施。通常采用升余玄滚降滤波器限制发送谱。目前微波设备使用性能稳定技术成熟的64QAM和128QAM调制技术。 2、自适应均衡技术 为对抗多经衰落，采用分集接收以外，还必须采取时域和频域自适应均衡器。频域均衡用来减少信道频率选择性衰落的影响；也就是在设备中插入频率补偿网络。时域均衡用来消除码间干扰。 3、XPIC 技术