范軍

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SDH數(shù)字微波傳輸技術(shù)介紹

范軍

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SDH技術(shù)的不斷發(fā)展和在廣電領(lǐng)域中的大規(guī)模應(yīng)用，使得同步數(shù)字系列（SDH）微波設(shè)備逐漸取代了準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的微波設(shè)備。本文主要對同步數(shù)字系列（SDH）的技術(shù)概念、原理、相關(guān)技術(shù)以及技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行介紹。

同步數(shù)字系列 SDH 載波鍵控技術(shù)

前言

二十世紀(jì)五六十年代，微波通信技術(shù)發(fā)明。這種技術(shù)主要是通過地面視距以微波頻段為載體，利用無線通信技術(shù)進(jìn)行傳播的一種方法。起初微波通信系統(tǒng)都是固定的模擬系統(tǒng)，微波通信技術(shù)與同軸電纜載波技術(shù)作為通信傳輸?shù)闹饕ぞ?，得到了廣泛的應(yīng)用。同步數(shù)字系列（SDH）是目前較為先進(jìn)的數(shù)字傳輸技術(shù)，這項技術(shù)是依托光纖通信技術(shù)和大容量、高速率的通信環(huán)境而產(chǎn)生。同步數(shù)字系列（SDH）具有廣闊的應(yīng)用空間，一方面能夠應(yīng)用于光纖傳輸領(lǐng)域中，另一方面在微波傳輸領(lǐng)域中也有較大的發(fā)展平臺。因此，為了滿足SDH傳輸技術(shù)的需要，首先應(yīng)逐步將準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的微波傳輸系統(tǒng)加以改造，建立全新的同步數(shù)字系列（SDH）微波傳輸系統(tǒng)，以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求。

1 同步數(shù)字系列（SDH）技術(shù)

二十世紀(jì)八十年代，同步數(shù)字系列（SDH）第一次被提出并逐漸得到應(yīng)用，出現(xiàn)了N*155MBit/s較大容量的同步數(shù)字微波通信系統(tǒng)。通過使用64～512QAM的調(diào)制技術(shù)，能夠更好的加大單波道對外

通信傳播速度，但是同時也對波形形成技術(shù)提出了更高的要求。同步數(shù)字系列（SDH）采用了多級編碼解調(diào)技術(shù)，同時應(yīng)用網(wǎng)格編碼調(diào)制，大大降低了微波通信傳輸系統(tǒng)的誤碼率。

1.1 載波鍵控

按照歸一化信噪比與微波頻譜利用率之間的關(guān)系，兩者成正比例關(guān)系。對于中小型的數(shù)字微波通信系統(tǒng)所使用的調(diào)制辦法建議使用4PSK，對于較大容量的數(shù)字微波通信系統(tǒng)則使用微波頻譜利用率128QAM或512QAM。微波本身具有一定的限制性，按照國際電信聯(lián)盟無線電通信組（ITU-R）的要求，國內(nèi)所使用的4～11GHz的頻段，一般使用的波道間隔頻率為30MHz～40MHz。在受到限制的頻帶中傳輸同步數(shù)字系列信號，需要應(yīng)用更為先進(jìn)的進(jìn)制調(diào)制工藝。國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU-T）建議使用XPIC技術(shù)進(jìn)行調(diào)制。

1.2 XPIC技術(shù)簡介與分析

在同步數(shù)字微波系列（SDH）傳輸系統(tǒng)使用過程中，由于使用了雙極化頻率，如果產(chǎn)生多徑衰落時，交叉極化的鑒別能力就會出現(xiàn)減弱的現(xiàn)象，可能會對交叉極化產(chǎn)生一定的干擾。為了規(guī)避干擾，可以在微波通路中加入交叉極化抵消器，更好的降低正交極化信號產(chǎn)生的干擾。XPIC技術(shù)主要是從通信傳輸信號中的干擾信道中摘出一些信號，將這些干擾信號進(jìn)行處理與正常的信號進(jìn)行合并，將其與正常信號中的正交干擾信號相互抵消，從而達(dá)到避免信號產(chǎn)生干擾。

交叉極化干擾抵消技術(shù)（XPIC）是要在每一射頻波道（40MHz波道間隔）內(nèi)傳送2×155Mbit/s的SDH微波信號。這一技術(shù)的實現(xiàn)有兩種方法：（1）采用512QAM多狀態(tài)調(diào)制技術(shù)，隔波道異極方式化傳輸。這種方法因調(diào)制狀態(tài)數(shù)較多，對電路的線性要求高，元器件的性能敏感，多徑衰落對其影響也較嚴(yán)重。若想要在28～30MHz波道間隔內(nèi)傳送2×155Mbit/s數(shù)字信號，則至少要采用1024QAM調(diào)制方式，其技術(shù)難度極高。（2）采用雙極化頻率復(fù)用技術(shù)。在每一個射頻波道中使用垂直與水平極化各傳一個155Mbit/s信號，在傳輸容許的情況下，采用交叉極化（XPD）鑒別度較高的高性能天線，即可滿足傳輸要求。但是在信號發(fā)生衰落時，由于交叉極化（XPD）本身在逐步下降，垂直與水平極化所接收到的兩路信號的交叉極化干擾電平就會逐步增加，很有可能會造成傳輸信號的中斷。

為了實現(xiàn)交叉極化在同波道的傳輸，需要自適應(yīng)交叉極化干擾抵消器，才能減小來自正交極化信號的干擾。采用XPIC技術(shù)后XPD的變化情況與是否使用分集接收有關(guān)。

XPD=XPD0+Q+XPIC-Fd（無SD時）XPD=XPD0+Q+XPIC-Fd/2（有SD時）

式中：XPD0為天線極化的角度；Q為傳播條件和天線類型相關(guān)的參數(shù)；XPIC是干擾抵消器提供的XPD數(shù)值；Fd為衰落深度。采用XPIC技術(shù)后，對干擾的抑制能力一般達(dá)到15dB以上就可以滿足設(shè)計要求。

1.3 自適應(yīng)頻域和自適應(yīng)時域均衡技術(shù)

在使用微波頻譜利用率較高的多進(jìn)制的QAM調(diào)制方法的前提下，要想達(dá)到國際電信聯(lián)盟無線電通信組（ITU-R）的要求，就必須對多徑衰落采取改進(jìn)的辦法。根據(jù)國際電信聯(lián)盟無線電通信組（ITUR）的新建議，將不會為SHD系統(tǒng)提供額外的對差錯性能的配額，因此，迫使SHD系統(tǒng)必須使用更強(qiáng)大的抵抗多徑衰落技術(shù)。

目前，使用最為廣泛的抵抗多徑衰落技術(shù)是自適應(yīng)均衡技術(shù)。這類技術(shù)一般分為自適應(yīng)頻域和時域。其中，自適應(yīng)頻域均衡技術(shù)一般應(yīng)用于降低頻率選擇過程中的多徑衰落問題，包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的傳輸特性滿足了無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件，同時校正了幅頻特性和群時延特性。時域均衡技術(shù)通常采用自適應(yīng)方式，即參數(shù)隨接收信號頻譜的變化而自適應(yīng)地變化，實現(xiàn)對接收信號的頻譜變化進(jìn)行

校正的均衡方式。目前，經(jīng)常使用橫向濾波器作為時域均衡器，根據(jù)信道特性的畸變進(jìn)行矯正調(diào)整。由于使用的是實時變化的信號，在設(shè)計時，不可能根據(jù)預(yù)先驗證的統(tǒng)計結(jié)果了解信號的特性，因此，要對信號采用短時間的自適應(yīng)分析。實現(xiàn)實時處理的標(biāo)準(zhǔn)就是在處理算法時，要求必須以最簡單的運算方式來自動跟蹤信號統(tǒng)計特性的變化。

時域均衡系統(tǒng)的主體是橫向濾波器，由多級橫向排列的延遲單元及抽頭系數(shù)構(gòu)成，每個抽頭的延時信號經(jīng)加權(quán)后送入一個相加電路后輸出。如圖1所示。輸入信號x（t）經(jīng)過2N級遲延線，每節(jié)時延T。在每一級遲延線的輸出端都引出相應(yīng)的信號x（t-nT），分別經(jīng)過增益系數(shù)為CK（K=-N，…，N）的乘法器加權(quán)后，在加法器內(nèi)進(jìn)行代數(shù)相加，形成總的輸出信號y（t）。濾波器抽頭共有（2N+l）個加權(quán)系數(shù)CK是可調(diào)的，能取正負(fù)值，且所有各個系數(shù)的值都對中心抽頭系數(shù)C0歸一化。

圖1 橫向濾波器電路

在實際的系統(tǒng)中，經(jīng)常把自適應(yīng)式和預(yù)置式這兩種方法結(jié)合起來使用。系統(tǒng)在工作前，首先發(fā)送一組長度相同的測試脈沖信號調(diào)整均衡器的抽頭參數(shù)，使均衡器基本上趨于收斂，再自動改為自適應(yīng)工作方式，使均衡器保持最佳狀態(tài)，同時提高了均衡器的性能。

2 同步數(shù)字微波系列（SDH）的優(yōu)勢

同步數(shù)字微波系列（SDH）在傳輸過程中，通過中繼器和多次的反復(fù)復(fù)制，不會對信號產(chǎn)生干擾。與模擬微波相比有了革命性的改觀，大大提高了信號的傳輸長度。SDH使用了XPIC與載波控件技術(shù)有效提高了對編碼的糾錯能力，規(guī)避了信息傳遞中的干擾，杜絕了雪花或者橫條干擾問題的出現(xiàn)。此外，同步數(shù)字微波系列（SDH）在傳輸過程中具有更加快捷的組網(wǎng)及網(wǎng)管技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備能夠進(jìn)行有效的管理，還具有較強(qiáng)的自我完善、修復(fù)的能力。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，不用人工排除，網(wǎng)絡(luò)自身就能夠快速將產(chǎn)生的問題進(jìn)行自我修復(fù)，使整個系統(tǒng)更加安全、快捷和可靠。

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審稿人：王岳琪 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2016）10-0028-03

范 軍 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 工程師