微波数字化技术

微波数字化技术篇1

科学技术迅速发展的今天，无线电通信技术已经变得不再神秘，也早已深入各行各业。无线通信技术中发展最为成熟的技术就要属微波传输技术。数字微波技术作为一种代表优势明显：方便维护、便于组建网络、传输质量高、投资成本小、安全性和信号稳定性强等等。正是因为这些优点，微波传输技术才得以被各行业非常广泛采用。

2 数字微波传输在广播电视信号传输中的作用

数字微波传输网在广播电视信号的传输中有着举足轻重的作用，作用有以下几个方面。

(1）数字微波因为其高质量的保密性、加密和抗干扰能力的性能，在保障国家通信安全方面发挥着重大作用。一旦国家有战争或是发生恐怖袭击，人们最大的信息媒介就是广播电视。这种特殊时期，广播电视作为信息载体通过微波传输来传输广播电视信号，保障了信息的安全传播。这是非常时期的至关重要的战备和战略性资源，在维护社会稳定和国家安全方面至关重要。如图1，微波传输的应用场景，在调度时充当信息媒介的作用。

(2）各类重要节目信号的有效传输也需要数字微波传输网。因为数字微波传输网还是以公益性的传输业务为主业务，保障了为下属电视台提供信号传输；同时，还要和光缆、卫星相互备份，以此能够形成一个封闭的保护系统。这在一定程度上最大化保护各类广播电视信号的有效传输。

(3）数字电视业务的普及为数字微波传输网的建立提供的促进作用，数字微波必将成为可靠的节目源传输手段。

(4）要实现台站的自动化管理和监视网的建立就得依赖数字微波技术，通过数字微波网可以实现各管理设备的通信，以及监控等诸多方面的功能。

3 数字微波传输设备

3.1 发送设备

传输设备在数字微波传输网中是非常重要的一个部分，通过大量的统计数据了解到，有两种目前比较常用的微波传输设备：中频调制式、直接调制式。大部分情况下，采取直接调制式的一般都是中小容量的数字微波传输设备，而采用中频调制式的都是大容量的。如图2是一种非常典型的中频调制式发信机的结构框图。从图2中可以看出，这种发信机的结构和普通调频的模拟微波机大体相同，但不同的就是中频发信机的输入的信号源是数字信号。

3.2 接收设备

数字微波的收信系统主要由解调设备和接收设备组成，当前应用比较广泛的就是外差式收信方案。外差式收信设备主要是由以下3个系统构成：射频、中频和解调。射频系统可以采用直接混频或是采用微波低噪音放大器。为了确保信号电平的稳定，中频系统在这其中就发挥着自动增益的作用。

4 数字微波传输的发展

现代社会对广播电视的要求越来越高，数字微波传输技术必将取代之前的模拟传输。数字微波传输发展首要解决的问题就是怎么将广播电视的发展与微波传输技术和党政机关的服务结合到一起。广播电视传播是一种地面传输信息的方式，服务的对象主要是具有公益性质的广播电视，为下一级的广电局、转播设备、发射设备输送中央和省台的节目。不断改进数字微波传输是为了更好的服务广大人民群众，普及民众公共信息，同样是为了广播电视整个行业更好的发展。增大广播电视的收听和收视率，传播实况新闻信息，或是宣传党政府的改革方针和政府出台的社会、法律政策。同样，数字微波传输也是对国家无线传输信息领域全面覆盖的有利助手。微波传输的接收站选址是一个很重要的过程，基本都是选在一个地区的高山和郊外保证能够与无线的发射设备处于同一个地方，数字微波传输具有的高强度的保密性，能够保证信息可靠的传输，提供一个优秀的信号源，这就是为了国家的无线覆盖工程扮演了主角。各种实际因素和数字微波传输技术结合在一起能够更好的促进微波技术的发展，使其最大程度化的得到应用，这也是微波传播技术的发展蓝图。

合理利用资源为微波传输的可持续发展做准备才是微波发展的主趋势。近年来，党和国家领导人一直提倡一种绿色的、可持续发展的经济发展模式、同样微波传输也不例外。我国国土面积辽阔，各个省市的具体情况差距较大。所以，微波技术的发展也需要因地制宜，这是微波传输发展的必然。各省也需要根据自己当地广播电视事业的发展状况相应的考虑建立微波传输的规模，做到成本与效益相协调；同时，兼顾信息传输过程中的安全保密。广义上说应该满足整个广播电视用户的需求，但至少也能够保证设备使用可达十余年之久。微波技术是一种新技术，要做到技术的发展同时代相结合，同当地具体情况相结合，微波技术的发展之路任重而道远，同样大有作为。

参考文献

[1]王珂.浅谈数字微波传输在广电系统的应用[J].实践与探索,2010(9):254.

[2]杨广义.浅谈新疆广电局数字广播电视信号传输方式与实现[J].广播电视信息,2013(7).

[3]刘春雪.浅论广播电视中的数字微波传输技术[J].科技创新导报,2011(11)

微波传输数字化的广播电视的论文篇2

广电微波传输网的数字化改造由一期工程和二期工程组成。一期工程主要起示范作用，它涉及到4个微波站。

1.1整体设计

根据国际电信联盟电信委员会的建议，新PDH数字微波通信系统的射频波道配置应该与原有的射频波道兼容。考虑到对传输速率的要求，此次微波传输数字化改造工程在原模拟电路路由基础上进行，采用34Mbii；s准同步数字体系，“1＋0”的传输模式进行配置，使用的频段仍为原模拟微波设备的广电专用频段6GHz/8GHz，并采用QPSK调制方式，在利用原有站址、天馈线和铁塔等设施的基础上，通过增加6GHz/8GHz、34Mbit/s的PDH数字微波传输设备，PDH复用设备，网桥和相应的附属设备来实现。电路设计完全按电信方式接口，除传输电视、广播节目外，还留有传输数据、电话等增值业务数据接口，并留有网管接口，可以提供网管。电路设计要求提供3路相互独立的以太网接口，并在各站提供4路二线普通电话。对电视编、解码器的要求是采用MPEG-2压缩编、解码方式，将每套电视节目压缩至1.5～5.5Mbit/s传输。对立体声广播编、解码器的要求是可以将2套立体声广播信号一起压缩至1～2Mbit/s传输。改造后的数字微波网具有数字勤务通道功能，便于业务联系。工程所需的设备供电电源都为－24V。微波传输链路的设备配置指标基本上按原设计。整个数字微波传输电路共有4个微波站，即首站、2个中继站、1个终端站。其中，最长站距为51km，最短站距为4km，各站均为φ2.0m天线，使用6G和8G频率。由于各站的天线均为φ2.0m，因此，各设备的发信功率将依据站距设计为：＋14dBm（4km）、＋23dBm（19km）、＋30dBm（51km）。

1.2各站型机房设计

1.2.1收发信部分

发信端将70MHz已调中频信号与本振信号进行变频，变换成微波信号，经三腔滤波器滤除无用信号，发送给功率放大器输入端，并放大到规定功率电平，经合路器由天线发送出去。

1.2.2分支电路部分

分支电路部分主要完成几个不同波道的收发频率合成及分离，根据需要组成1＋1单极化型或空间分集型、1＋1同频备份型等分支电路。复分接电路将21个2Mbit/s接口的PCM基群信号复接成45Mbit/s信号，或将16个2Mbit/s接口的PCM基群信号复接成34Mbit/s信号。分接是复接的反过程。

1.3微波链路估算

自由空间损耗为：Ld＝9245＋20lgD＋20lgf.（1）式（1）中：f——发射频率，GHz；D——传输距离，km。代入数据得Ld＝92.45＋20lgl9＋20lg6＝133.5dB。收发馈线、连接器损耗Lt＝16dB，发射天线增益Gt＝41dB，接收天线增益Gr＝41dB，发射功率P0＝23dBm。为保证数字电视传输质量要求，误码门限BER＝E－6＝－86dBm。正常接收电平为Ld－P0－Lt－Gt－Gr＝－44.5dBm。电平储备＝误码门限一正常接收电平＝－41.5dBm。

1.4系统管理

为方便日常维护，设备在传输主数据的同时插入一定比特的辅助信息，公务采用PCM方式传输，并提供两路RS232串行数据通道。公务设有选呼功能，使用方便。同时，可应用户要求，配置监控设备，实现远端监控功能。

1.5电源部分

供电电源采用标准化模块DC-DC变换器，设计时充分考虑设备备份供电的独立性和保护功能。

1.6系统安装

1.6.1设备的开箱和去包装

清查包装箱的数量和包装箱上所标的站名或频率配置是否正确，认真检查包装箱是否损坏。首先撬开木箱上的包角铁皮，撬开顶盖，注意不能敲击；然后用小刀割开防水塑料袋，取出随箱包装的装箱清单；再打开纸箱，小心取出机架或挂箱和随机包装的附件；最后按照装箱清单清点，并做好记录。

1.6.2天线和馈线的安装在选择安装天线位置时，一定要考虑原先路由电测的无阻挡位置，另外，安装收发天线馈源的极化方式也要一致。将天线口对准需要传送的方向，然后将天线安装牢固。在安装天线时，要考虑到以后对方位角、俯仰角的调整。

1.6.3设备安装的准备

按照机房设计图纸确定安装位置，检查地面水平、机房高度和馈线出口。根据机架的安装尺寸，在地面上画线定位，注意设备与墙之间的距离选用合适的钻头在墙上和地面上钻固定机架孔，钻孔深度要根据所选用的膨胀螺栓确定。用吸尘器或其他有效工具清除孔内的混凝土粉末，进一步确定孔的深度和所用的锥是否合适。

1.6.4机架挂箱安装

在地面安放弹性垫子，把机架摆在上面，检查机架是否损坏和螺栓是否松脱。在机架下部安装前底板，将机架竖立到预先钻好孔的安装位置，检查合格后，在孔中放入膨胀螺栓，以固定机架。

1.6.5电缆、电线的安装

在机架安装走线架或电缆管道中铺设电源线、地线和其他电缆，并将其整齐地绑紧在安装架上。电源线用接插件式安装，与设备端连接插头在工厂内装配好。安装电源线之前，首先要判断设备使用电源与基础电源是否一致，判断准确后再安装。安装时，要将挂箱后盖取下，将插头插入LINEIN插座。在与电源端连线时，要区分正负极——红线接电源正极，蓝线接电源负极。

1.6.6设备与分复接器的连接

使复接器的45Mbit/s数据输出接口与挂箱母板上的45Mbit/s数据输入接口用电缆相连接，挂箱母板上的45Mbit/s数据输出接口与分接器的45Mbit/s数据输入接口用电缆相连接。

2结束语

模拟微波进行数字化改造的若干问题篇3

1、改造的总体思路

用MPEG－2压缩编码器进行视音频编码，进而将几路信号复用，送入QPSK或QAM调制器产生70MHz中频信号。经微波信道传输，在接收端得到中频信号。对于QPSK调制的信号，可对中频信号进行L波段上变频，得到L波段的信号，最后由数字卫星接收机解调出电视信号。对于QAM调制的信号，则可由有线电视解码器直接解调出电视信号，见图1。

2、需要考虑的问题

（1）信道容量：原有的一个模拟波道的带宽为29.65MHz，如果传送的信息速率较低（30Mbps以下），可以使用QPSK调制方式；如果传送信号的速率较高，则需采用QAM（如64QAM或128QAM）调制方式。

（2）收信端的载噪比：原有微波收信机的噪声系数为6dB，天线的噪声温度约为100K，接收端接收的信噪比约60dB，远高于QPSK调制时的门限值（6dB）和64QAM调制时的门限值（28dB）。因此，在传输数字信号时可适当降低发射功率（回退）。回退的主要目的是使发信机处于良好线性状态。

（3）发射功率：使用QPSK调制方式时，因为接收门限较低，可以采取较低的发射功率；而当使用QAM调制时，因为接收门限较高，发射功率要高一些。原设备的（饱和）发射功率达37dBm，足以满足数字传输条件下的需要，所以发射功率的调整可以通过在发信变频边带输出与固态功放输入之间插入一定数值的衰减器来实现。当以QPSK方式传输时，可降低30dB左右，此时收信端的信噪比仍达到30dB；而以QAM方式传输时，可降低15dB左右，此时的信噪比仍达到45dB。

（4）发信机的线性度：QPSK是一种恒包络调制方式，其幅度不携带调制信息，所以对发信机线性度的要求不高，甚至可以工作在饱和状态；QAM调制则不然，必须使发信机处于良好线性状态，否则误码会急剧增加。所以当以QAM方式传输时必须有较大的功率回退。

（5）收发信本振的频率稳定度：原有微波设备的收发本振都采用了锁相环路振荡器，频稳度优于±5ppm，相位噪声优于－80dBc/Hz，所以能够满数字信号传输的要求。

（6）收信机的限幅措施：在接收模拟调频信号时，为了消除接收信号中的寄生调幅，收信机的中频电路部分设有限幅放大电路。如果是接收QPSK调制的信号，该限幅放大电路仍可保留，但当接收QAM调制信号时，必须将限幅电路去掉或是设法跳过。

经过对原设备的剖析，限幅放大器是置于中频解调盘之中的，第一中频放大器中并无限幅电路，这就方便了对设备的改造。

3、发信机线性状态的调整

原有的发信机采用的是固态电路，饱和输出功率达37dBm。根据固态功率放大电路的特点，从饱和点回退1dB后就进入了线性段。如果是工作在QAM状态，其峰值功率比平均功率要高6－7dB，在此情况下，应保证其峰值功率也处于线性段内，这就要求功率放大器的回退更多一些，最好达10dB左右。

图2所示的是固态功放的输入－输出特性。图中标出了线性良好的工作区域。为了使输出功率有足够的回退，我们在固态功放的输入口串入了可调的同轴衰减器。如前所述，实际的功率回退不少于15dB。

4、实际的试验

按图1所示的两种方式中的第一种进行设备连接，即采用QPSK调制方式。

试验中为使操作简单，我们没有使用实际的微波信道，而是采用等质的模拟信道。这要首先确定实际信道的衰减。

根据微波信道公式

P_r＝P_t＋G_t＋G_r－L₀－L_t－L_r

其中天线增益G_t＝G_r＝35dB，馈线衰减L_t和L_r均按2dB来估算，收发两站的站距为8千米，工作频率为8吉赫，则自由空间衰减为：

L₀＝92.4＋20lgd＋20lgf

＝92.4＋20lg8＋20lg8

＝92.4＋36.1

＝128.5（dB）。

则收发信功率电平之差为P_r＝P_t－62.5（dBm）。

这就是说，P_r与P_t之间相差62.5dB。据此，我们在微波收发信机之间直接串入了可调的衰减器来模拟传输衰减。见图3。

实验中，在发信变频器边带输出口与固态功放输入口之间先串入了20dB的衰减器，使发射功率适度回退。

将微波收发信机之间的可调衰减器调整为65dB，以模拟正常接收电平时的情况。此时接收到的图像和伴音质量均非常好。

考虑到微波收信机的正常接收电平范围在（－27＋5）＝－22dBm至（－27－50）＝－77dBm之间，所以我们将收发信机之间的衰减器在大约30dB至70dB范围内进行了调整，结果接收均正常。且收信中放的输出电平是大致恒定的，说明了AGC作用是正常的。

广播电视微波数字化设备的技术要点篇4

微波、卫星和光纤是当前广播电视节目的三大传输手段。SDH数字微波接力系统出现后,为了提高频谱效率出现了64QAM、128QAM、512QAM等高状态调制方式,频谱效率提高到10bit/HZ。SDH系统采用了同步复用和灵活映射结构,可以从高阶支路直接分插低阶支路信号,避免了逐级分复接过程,使设备简化,而且SDH系统安排了大量的开销字节,使网络的操作、管理、维护的配置能力大大加强。

在数字微波系统中,多径衰落是微波信道中频谱失真的主要原因,因此需要各种各样的对抗多径衰落的措施,在数字微波系统中自适应均衡和空间分集接收成了不可缺少的设备。

下面就从数字微波收发信机及天馈系统入手,介绍其功能和作用。

1 发射机方框图及功能

1) 调制器。

数字调制过程的基本原理是把比特率为R(bits/s)的二进制数字序列变换为适当的中频或射频信号的处理过程,其中包括数字信号处理(如状码、信号编码和微波帧开销插入等),频谱成型,信号映射和调制过程。在SDH微波系统中,最广泛采用的是将编码和调制合成一起的技术,即编码调制技术。它将冗余的比特插进多状态的一些传输信号的星座中,特别是那些距离最近的符号点,以取得更好的功率/频谱利用率。

2) 中频放大器。

它的作用就是将已调制的中频信号进行放大。

3) 本地振荡器:

本振产生适当的射频频段内的本地振荡信号,与已调制的中频信号进行混频产生出所要发射的微波信号,对于本振,除了要达到一定的功率电平,以满足必信混频器的需要,还要求频率稳定度高和相位噪声低。因此在SDH微波系统中常采用介质稳定的锁相振荡器或高质量的频率综合器,对于发射混频器,为了抑制本振泄露和杂散产物,一般优先采用平衡混合器。混合器后用边带滤波器选出所需要的边带。

4) 功率放大器。

它是用以将发射混频器输出的微弱信号电平(常为-dBm～-50dBm)放大到所需要的电平。常用的射频功率放大器为砷化稼FET器件,由于SDH系统一般采用高状态调制方式,对放大器的线性要求很高,故一般采用预失真来对放大器的残余非线性进行补偿。在正常传播条件期间,还采用自动发信功率控制(ATPC)技术来降低输出功率。经过微波功率放大器放大后的微波射频信号至天线送往下一站。

5) 自动发信功率控制(ATPC)。

ATPC是微波接力系统中能得到许多好处的一个实用措施,与固定工作条件下相反,微波发射机工作时输出功率是可变的,最大值为Pmax,最小值或正常值为Pnom。在绝大多数时间内,发射机工作于Pnom,只有当远端接收机检测到不利衰落条件时,即接收信号电平低时才达到Pmax,它是利用反向通道业务信道来控制反馈环配置中的发射机。

从接收机中频部分的AGC电压得到的误差信号,并将它与适当固定基准电压进行比较,该电压基准与ATPC门限有关。有发射侧,经处理的误差信号控制场效应管(FET)放大器的输出功率电平。由于采用ATPC使得高功率放大器的功耗明显下降,有利于改善FET功放的平均故障时间,消除了接收机上的衰落问题,改善了相邻波道的干扰。中断性能变好,在拥挤的枢纽站,由于降低了标准接收电平,比较易于进行频率协调。

ATPC方式有突变型和渐变型两种。突变型ATPC系统是接收机的接收电平下降到设定的ATPC启动门限电平时,发射机发信功率立即工作于高电平。而当接收电平重新上升到某一设定的上限电平时,发信机立即工作于低电平。而渐变型ATPC系统是接收电平在两个门限电平之间时,发信机功率电平也逐渐作相应变化。

2 微波收信机

接收机完成的任务是将天线接收来的微弱的微波信号经分波道滤波器后选出本波道信号,进入低噪音放大器进行射频前置放大,用混频器将从天线通过分路滤波器组件来的射频信号与本振信号进行差频变换为中频信号,用可变增益放大器进行中频放大,以使得在存在衰落变化的情况下,保持输出电平不变。下面着重介绍自动增益控制和解调器以及自适应均衡。

1) 自动增益控制电路。

大多数接收机的增益是由中主放来承担,它的可变增益是用来补偿由于传输引起的射频信号衰落。装有自动增益控制电路(AGC)的中频放大器的目的是使送达解调器的信号电平保持不变。放大器的增益变化一般是用许多级来完成的。这些增益可以随着适当的控制电压变化,而控制电压又是放大器输出端的中频信号幅度的函数。实际上由输出信号引出一部分由二极管检波,由AGC滤波器(该滤波器防止有用频谱以外的信号影响放大器总频率响应),经放大后用作可变增益级的控制电压,这个方法即从输出的反馈通路和中间用于以可变增益补偿输出电平的变化和保持中频输出电平不变。

2) 解调器。

载波恢复环是解调器的核心部件,它由压控振荡器(VCO)和鉴相器组成用以产生相干解调所必须的载波。所恢复的载波被分成相位差90°的两正交载波。时钟恢复电路产生时钟脉冲送给A/D转换器,A/D转换器产生8个数据流,再经逆映射,并/串变换,去扰码,恢复出原来的数据流。

3) 自适应均衡。

在数字微波系统中,为了补偿由多径衰落产生信号失真和减少中断时间,广泛采用自适应均衡。根据不同的工作频率,可将均衡器分为带通均衡和基带均衡。带通均衡在接收机中频级进行和频域工作,用以控制信道的传递函数,常称为频域均衡器(AFE),后一种均衡器在时域工作,直接减少由于传递函数不理想而产生的符号间干扰,常称为时域均衡器(ATE)。与AFE相比,ATE的均衡能力更大,有些SDH微波系统不再使用AFE,只用ATE,而大多数系统中,AFE和ATE联合使用。

3 天馈线系统

在微波接力系统中,对天线的基本要求是在线效率高,旁瓣电平低,交叉极化鉴别率高,电压驻波比低,工作频带宽。馈线用于将天线与微波收发信机连接起来,现在在4GHz～15GHz频段广泛采用椭圆软波道作为馈线,它便于设计馈线的布局和安装,整个馈线系统包括椭圆波导、椭矩变换、密封节、充气波道段。为了保护馈线,馈线中必须充有干燥空气。

在SDH微波系统中,多径传播引起的频率选择性衰落是影响系统性能最重要的因素。它使接收电平下降,从而使载噪比和载波干扰比下降。同时由于频谱失真造成脉冲波形失真,而产生码间干扰造成所恢复的载波相位误差和定时的相位抖动。

分集接收是对抗多径衰落,提高数字微波传输质量的重要手段之一,所谓分集技术就是为了对抗多径衰落的影响,将多个特性不同的收信信号合成或切换,得到良好信号的技术称为分集技术,考虑到使用不同的天线,频率极化,到达角、路由、地址和时间,分别称为空间分集、极化分集、角度分集、路由分集、站址分集和时间分集。

1) 频率分集。

它是使用两个或多个不同频率发射同一信息,在接收端选出传输质量比较好的信号,它利用了不同频率上出现衰落的不相关性,也就是在两上频率上同时发生瞬断的概率较低的特性。频率分集以数字微波系统的改善比模拟系统要大的多。

2) 空间分集:

它通常用两个或更多个垂直间隔某个距离的接收天线来实现的,天线之间的距离应足够大,以便提供各信号中由多径衰落引起的各种操作有足够的不相关性。由图3可见,接收到的天线电波是通过不同的路径进行传输的,它们不可能同时受到衰落的影响,所以空间分集对接收功率降低和信号失真都有相当大的改善。

近年来,随着微波通信技术的发展,高性能高速多状态调制解调技术、自适应交叉极化干扰抵消(XPIC)技术、前向纠错技术、专用大规模集成电路(ASIC)设计仿真技术都应用到SDH数字微波通信中,大大提高了微波通信的容量和可靠性。

参考文献

[1]傅海洋,赵品勇.SDH微波通信系统[M].北京:人民邮电出版社,2002.1.

[2]韦乐平,李英颢.同步数字体系(SDH)原理与技术[M].北京:人民邮电出版社,1997.9.

微波数字化技术篇5

广播电视数字微波传输设备的精简化程度较高。与其他传输方式相比较，这种传输方法的优势较大，因此近年来被广泛运用于广播电视传输。在具体运行实践中，数字微波传输设备的日常维护是一项非常重要的工作。如果没有及时维护出现了故障，将会影响到广播电视信号的正常传输。因此，需要人们引起重视。

1数字微波技术的特点

维护广播电视数字微波传输设备，首先需要深入了解和掌握数字微波技术的特点和工作原理，进而针对性地开展数字微波设备维护工作。数字微波技术具有传输可靠性较强、传输容量较大和传输能力较强等特点。采用数字传播技术，将显著降低外界因素导致的干扰，大幅提升广播电视信号的传输可靠性。广播电视行业中，应用数字微波传输设备及数字化技术，需要专门的工作人员定期维护检查设备，以便信号能够安全高效的传输。调查研究发现，广播电视数字微波传输设备往往具有较高的科技含量，需要科学操作和正确对接不同项的接口，保证不同单元的设备正常工作。此外，正常运行数字微波传输设备后，为了向不同用户稳定传输广播电视的信号，还需要科学控制信号传输功率。

微波数字化技术篇6

东芝展示的是其首款支持微波数字高清电视的“Qosmio G30”系列笔记本电脑。它采用的微波数字电视接收模块比液晶电视配备的相比，体积不及1/6，并且进行了精心的散热设计，因此得以成功配备到笔记本电脑上。为了能够直接以高清格式录制和播放节目，该产品还利用东芝自主开发的“内容保护芯片”实现了对影像版权的防盗版功能。收看节目时，先把微波信号接收下来，进行预处理之后在内容保护芯片上进行解码，再利用128位AES加密技术对解码后的数据进行加密，输出至PCI总线交由电脑系统进行录制，最终保存在硬盘中。电视卡、BIOS和软件组合一旦有变，将无法播放节制的节目。

中国台湾厂商大腾电子展出了两款分别支持美国ATSC和欧洲DVB-T数字电视格式的USB外置式接收器，其体积小巧，重量约22g，外形和普通USB闪存盘差不多，在使用过程中需要通过同轴电缆与接收天线连接。其主要工作流程是：对天线收到的微波信号选台、解调，获得MPEG-2数据流，然后通过USB接口输出到电脑系统进行显示。

微波数字化技术篇7

在数字微波系统中, 多径衰落是微波信道中瓶坯失真的主要原因。因此, 需要各种各样的对抗多径衰落的措施, 自适应均衡和空间分集接收在数字微波系统中成了不可缺少的设备。

1 微波发射机方框图及功能分析

发射机主要由调制器、中频放大器、本地振荡器、功率放大器和自动发信功率控制部分组成。其结构框图, 如图1所示。

1.1 调制器

数字调制过程的基本原理是把比特率为R (bit/s) 的二进制数字序列变换为适当的中频或射频信号的处理过程, 其中包括数字信号处理 (汝状码、信号编码和微波帧开销插入等) 、频谱成型、信号映射和调制过程。在SDH微波系统中, 最广泛采用的是将编码和调制合成技术, 即编码调制技术。它将冗余的比特插进多状态的一些传输信号的星座中, 特别是那些距离最近的符号点, 以取得更好的功率、频谱利用率。

1.2 中频放大器

其作用就是将已调制的中频信号进行放大。

1.3 本地振荡器

其作用是产生适当的射频频段内的本地振荡信号, 与已调制的中频信号进行混频后, 产生所要发射的微波信号。对于本振, 除了要达到一定的功率电平, 以满足必信混频器的需要外, 还要求频率稳定度高和相位噪声低。因此, 在SDH微波系统中常采用介质稳定的锁相振荡器或者高质量的频率综合器。对于发射混频器, 为了抑制本振泄露和杂散产物, 一般优先采用平衡混合器。混合器后用边带滤波器选出所需要的边带。

1.4 功率放大器

其作用是将发射混频器输出的微弱信号电平放大到所需要的电平。常用的射频功率放大器为砷化镓FET器件。由于SDH系统一般采用高状态调制方式, 对放大器的线性要求很高, 故一般采用预失真来对放大器的残余非线性进行补偿。在正常传输条件期间, 还采用自动发信功率控制 (ATPC) 技术来降低输出功率。经过微波功率放大器放大后的微波射频信号通过天线送往下一站。

1.5 自动发信功率控制 (ATPC)

ATPC是能给微波接力系统提供诸多好处的一个实用措施, 与固定工作条件下相反, 微波发射机工作时输出功率是可变的, 最大值为Pmax, 最小值或正常值为Pnom。在绝大多数时间内, 发射机工作于Pnom, 只有当远端接收机检测到不利衰落条件时, 即接收信号电平低时才达到Pmax。它是利用反向通信业务信道来控制反馈配置中的发射机, 从接收机中频部分的AGC电压得到的误差信号, 并将它与适当固定基准电压进行比较, 该电压基准与ATPC门限有关。由发射侧, 经处理的误差信号控制场效应管 (FET) 放大器的输出功率电平。由于采用ATPC使得高功率放大器的功耗明显下降, 有利于改善FET功放的平均故障时间, 消除了接收机上的衰落问题, 改善了相邻波道的干扰。中断性能变好, 在拥挤的枢纽站, 由于降低了标准接收电平, 比较易于进行频率协调。

ATPC方式有突变型和渐变型两种。突变型ATPC系统式接收机的接收电平下降到设定的ATPC启动门限电平时, 发射机发信功率立即工作于高电平。而当接收电平重新上升到某一设定的上限电平时, 发信机立即工作于低电平。渐变型ATPC系统式接收电平在两个门限电平之间时, 发信机功率电平也逐渐作相应变化。

2 微波收信机方框图及功能

收信机主要由自动增益控制电路、解调器、自适应均衡部分组成。其结构框图, 如图2所示。

接收机完成的任务是将天线接收来的微弱的微波信号径分波道滤波器后选出本波道信号, 进入低噪声放大器进行射频前置放大, 用混频器将从天线通过分路滤波器组件来的射频信号与本振信号进行差频变换为中频信号, 用可变增益放大器进行中频放大, 以使得在存在衰落变化的情况下, 保持输出电平不变。

2.1 自动增益控制电路

大多数接收机的增益是由中主放来承担, 它的可变增益是用来补偿由于传输引起的射频信号衰落。装有自动增益控制电路 (AGC) 的中频放大器的目的是使送达解调器的信号电平保持不变。放大器的增益变化一般通过多级完成。这些增益可以随着适当的控制电压而变化, 控制电压也是放大器输出中频信号幅度的函数。实际上由输出信号引出一部分经二极管检波, 由AGC滤波器 (该滤波器防止有用频谱以外的信号影响放大器总频率响应) 经放大器后用作可变增益级的控制电压, 从而保证了中频输出电平不变。

2.2 解调器

载波恢复环是解调器的核心部件, 它由压控振荡器 (VCO) 和鉴相器组成, 用以产生相干解调所必须的载波。所恢复的载波被分成相位差90°的两个正交载波。始终恢复电路产生脉冲给A/D转换器, A/D转换器产生8个数据流, 再经逆映射、并/串变换和去扰码恢复出原来的数据流。

2.3 自适应均衡

在数字微波系统中, 为了补偿由多径衰落产生信号失真并减少中断时间而广泛采用自适应均衡。根据不同的工作频率, 均衡器可将分为带通均衡和基带均衡。带通均衡器在接收机中频级和频域工作, 用以控制信道的传递函数, 常称为频域均衡器 (AFE) 。基带均衡器在时域工作, 用以直接减少由于传递函数不理想而产生的符号间干扰, 常称为时域均衡器 (ATE) 。与AFE相比, ATE的均衡能力更大, 有些SDH微波系统不再使用AFE, 只用ATE, 而大多数系统中, 两者联合使用。

3 天馈线系统

在微波接力系统中, 对天线的基本要求是在线效率和交叉极化鉴别率高、旁瓣电平和电压驻波比低、工作频带宽。馈线用于将天线与微波收发信机连接起来, 目前在4～15GHz频段广泛采用椭圆软波道作为馈线。这样有利于设计馈线的布局和安装。整个馈线系统包括椭圆波导、椭矩变换、密封节和充气波道段。为了保护馈线, 馈线中必须充有干燥空气。

在SDH微波系统中, 多径传输引起的频率选择性衰落是影响系统性能的最重要的因素。它使接收电平下降, 从而使载噪比和载波干扰比下降。同时由于频谱失真造成脉冲波形失真, 而产生码间干扰会产生载波相位误差和定时的相位抖动。

分集接收是对抗多径衰落、提高数字微波传输质量的重要手段之一。分集技术是通过将多个特性不同的收信信号合成或切换来对抗多径衰落造成的影响, 从而得到良好信号。考虑到使用不同的天线、频率极化、到达角、路由、地址和时间, 分集技术可分为空间分集、频率分集、角度分集、路由分集、站址分集和时间分集, 主要对空间分集和频率分集进行介绍。

3.1 频率分集

该技术利用不同频率上出现衰落的不相关性, 也就是在两个频率上同时发生瞬断的概率较低的特性, 同时使用两个或多个不同频率发射同一信号, 在接收端选出传输质量比较好的信号。频率分集对数字微波系统的改善比模拟系统要大的多。

3.2 空间分集

该技术采用两个或多个垂直间隔某段距离的接收天线实现, 天线之间的距离要求足够大, 以便各信号中由多径衰落引起的各种操作之间显现出足够的不相关性。接收到的天线电波是通过不同的路径进行传输的, 它们不可能同时受到衰落的影响, 空间分集对接收功率降低和信号失真都有相当大的改善。空间分集技术原理, 如图3所示。

近年来, 随着微波通信技术的技术的发展, 高性能高速多状态调制技术、自适应交叉极化干扰抵消 (XPIC) 技术、前向纠错技术、专用大规模集成电路 (ASIC) 设计仿真技术都应用到SDH数字微波通信中, 大大提高了微波通信的容量和可靠性。

参考文献

[1]傅海洋, 赵品勇.SDH微波通信系统[M].北京:人民邮电出版社, 2002.

[2]韦乐平, 李英颢.同步数字体系 (SDH) 原理与技术[M].北京:人民邮电出版社, 1997.

微波数字化技术篇8

适应广播技术的发展, 广播传输覆盖手段和方式也日趋多样化, 且各种方式之间相互渗透、互为补充, 电台广播逐渐建立了有线传输与无线发射的传输覆盖网络, 形成了以光缆为主、微波为辅的多种数字化传输手段, 满足了电台广播合理传输和高效覆盖的需要, 实现了全方位数字化立体传输, 避免因传输手段过于单一造成停播隐患, 为确保广播节目的安全优质播出提供强有力的保障。微波传输是广播传输系统的重要组成部分, 微波电磁信号可以在视距范围内按直线传播, 不受天气和工业干扰的影响, 可靠性高。在遇到不可抗力的自然灾害或突发事件时, 尤其能显示其抗干扰能力强、安全可靠的特点, 这是光纤传输和网络传输所无法比拟的。

随着广播事业的蓬勃发展, 广播节目套数不断增加, 原有的数字微波传输设备路数已经不能适应发展的需要, 而模拟微波传输无论从传输质量还是传输容量都不能满足要求。

二、方案设计与可行性分析

福建省广播影视集团共有六套广播节目, 其中四套节目采用数字微波传输, 两套节目采用模拟微波传输, 近年来由于模拟设备老化, 故障频繁, 而且随着其它通信技术的发展和普及, 其传送信道日益受到干扰, 随着我台数字化进程的深入, 模拟微波设备被淘汰将成为必然, 我们考虑了两种方案:一种是购买一套能传输8路立体声信号的微波通信设备, 这就意味着前几年配置的4路立体声数字微波设备也将随之被淘汰, 另一种方案是保留原有数字设备, 再购买一套4路立体声数字微波设备 (中频部分) 与原有设备复接。

由于数字微波传输系统的系统参数为:24bit音频量化位数, 48k Hz采样率, 由此可算出4路立体声广播传输码率为:

其中:8为帧同步、左右立体声标识、用户信息等8位控制信息, 而一个模拟微波波道所能传输数字信号的总码率为:

其中:30——模拟微波的带宽;

0.2——滚降系数;

3/4——卷积系数;

4路立体声广播的码率为12.288Mbps, 充分考虑系统的开销及可靠性, 扩容后的微波系统输出总码流也远小于34.56Mbps。综合性价比以及各方面因数的考虑, 决定采用后一种方案, 对数字微波传输系统进行扩容改造。

三、数字微波系统工作原理及关键技术分析

发信端电路原理框图:

4路立体声音频信号输入至本系统的A/D编码器, 进行模数转换, 把经过模数转换的数字信号变换为一个单极性非归零码 (NRZ) , 并对通过ADAT格式串行复用后的输出信号进行整形纠错, 采用QPSK调制方式将信号调制到1.4GHz中频, 调制后的中频信号通过电缆传送到室外高频部分, 经上变频系统、功率放大送到天线, 接收则为逆过程从而获得主信号的输出。

系统采用ADAT音频格式, ADAT是美国Alesis公司开发的一种数字音频信号格式, 该格式使用一条光缆传送8个声道的数字音频信号, 由于连接方便、稳定可靠, 现在已经成为一种事实上多声道数字音频信号格式, 广泛用于数字音频设备上。数字线路编码方式采用NRZ, 调制方式采用目前应用最广泛的QPSK调制, 复用技术采用时分多路复用技术TDM。以下对本系统采用的几种关键技术作如下分析:

非归零码 (NRZ) :

数字信号采用基带传输, 基带传输是一种最简单的传输方式, 即用不同的电压电平来表示两个二进制数字 (数字信号由矩形脉冲组成) 。按数字编码方式, 可以划分为单极性码和双极性码;根据信号是否归零, 还可以划分为归零码和非归零码, 归零码码元中间的信号回归到0电平, 归零码的脉冲较窄。而非归零码遇1电平翻转, 零时不变。单极性不归零码, 恒定的正电压用来表示“1”, 而无电压用来表示“0”。每一个码元时间的中间点是采样时间, 判决门限为半幅度电平 (即0.5) , 也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间, 就判为“1”码, 在0与0.5之间就判为“0”码。本系统采用非归零码NRZ, 在一位间隔 (时间) 内信号没有变换 (即没有返回到0电压) , NRZ码的优点是编码方式简单, 这种编码属于全宽码, 根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系, 因而非归零码在信道上占用的频带就较窄, 带宽利用率高。

QPSK调制:

QPSK信号是利用正交调制方法产生的, 其原理是先对输入的串行二进制信息序列进行串/并变换后分成两路速率减半的序列, 由电平转换器分别产生双极性电平信号I (t) 和Q (t) , 即将二进制数据每两比特分成一组, 得到四种组合: (1, 1) 、 (-1, 1) 、 (-1, -1) 和 (1, -1) , 每组的前一比特为同相分量I (t) , 后一比特为正交分量Q (t) 。然后利用同相分量和正交分量分别对两个载波Acos2πfct、Asin2πfct进行2PSK调制, 最后将调制结果叠加, 得到QPSK信号。QPSK调制方式能取得较高的频谱利用率、很强的抗干扰性及较高的性价比。

时分多路复用技术TDM:

多路复用技术的基本原理是:各路信号在进入同一个有线的或无线的传输媒质之前, 先采用调制技术把它们调制为互相不会混淆的已调制信号, 然后进入传输媒质传送到对方, 对方再用解调 (反调制) 技术对这些信号加以区分, 并使它们恢复成原来的信号, 从而达到多路复用的目的。

常用的多路复用技术有频分多路复用技术和时分多路复用技术。频分多路复用是将各路信号分别调制到不同的频段进行传输, 多用于模拟通信。时分多路复用技术是利用时间上离散的脉冲组成相互不重叠的多路信号, 广泛应用于数字通信。时分复用 (TDM, Time Division Multiplexing) 就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片 (简称时隙TS) , 并将这些时隙分配给每一个信号源使用, 每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变, 所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定, 便于调节控制, 适于数字信息的传输。本系统采用8分时时分复用系统:即一个时分复用帧划分为8个相等时隙TS1、TS2…TS7、TS8, 对应分配给8路信号1L、1R…4L、4R, 其中1L、1R为第1路立体声节目的左、右声道信号, 4L、4R为第4路立体声节目的左、右声道信号。

数字微波通信是基于时分复用技术的一类多路数字通信体制。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。

中频的复用:

由于原有微波系统采用宽带多通道数字上变频/下变频转换器, 所以原设备的高频部分, 也就是13G发信单元不必重新购置, 只需再购买一套中频设备就可以, 原设备的中频频率为1493KHz, 新配置设备的中频频率为1452KHz, 利用功率合成器对两路中频信号进行合成。

系统扩容关键部件——功率合成器:在系统内对信号进行合成是在中频频率下由功率分配器/合成器完成的。理想的功率分配器大部分也是理想的功率合成器, 合成器在扩容系统中扮演关键角色, 属于重要的无源微波元件, 具有工作稳定、结构简单、基本无内部噪声等优点。一般来说, 选择功率合成器关键是选择其性能参数, 包括插入损耗、端口间的隔离度、分离信号的幅度接近程度 (输出幅度不平衡性) , 以及分离信号的相位接近程度 (输出相位不平衡性) 。另外一个关键参数是回波损耗或称VSWR, 该参数能表明元件阻抗与目的应用的特性阻抗匹配程度。

理想功分器/合成器工作原理如下:

功分器/合成器上的隔离二极管作用是利用二极管的单向导电性, 向高频部分提供正向工作电流, 隔离的作用是为了在微波线路中防止各种器件的直流牵制 (干扰) , 减少中频损耗;二极管的单向导电性还保证输入信号不会从另一输入口环出, 为了使中频信号 (交流信号) 能顺畅的到达高频部分, 提高高频效应, 在隔离二极管上还要并联一只电容。

综合考虑, 在电路中采用GECEN GS01-02合成器, 频率范围为5~2400MHz, 插入损耗<3d B, 口间隔离>20d B, 最大VSWR为1.25:1。幅度不平衡最大为0.2d B, 相位不平衡最大为5°。

数字上变频原理:

上变频系统的作用是把相位已调制的中频信号和发信本振信号混频之后变为射频信号, 射频信号通过一个带通滤波器, 滤除不必要的杂波;发信本振源为介质锁相振荡器, 使系统具有高频率稳定度, 由于集成度高, 不仅结构紧凑而且具有宽频带和低噪声的特性。上变频系统采用一次变频技术, 使用同一高频本振11.3GHz, 来自QPSK调制器的1493/1452MHz中频信号经过一次变频后, 成为12.793/12.752GHz的两路高频信号。

系统采用宽带多通道数字上变频/下变频转换器, 在上变频模式, 信道接收实数据或复数据, 已调信号能够是多个通道的信号之和, 也能够是任选的已调信号相加。信道能够成对使用来增加输入信号的带宽, 或同时实现两个目标。上变频通道模式与下变频模式的性能基本相同, 输出可以是独立的, 可以是一两个输出的和, 也可以是任意的几个输出信号的融合。

四、系统扩容安装及调试

系统组成:系统由高频部分 (ODU) 、中频部分 (IDU) 组成。

高频部分工作于室外, 主要有发信模块、收信模块。本振、上变频及低功率功放构成发信模块, 低噪放大器、本振、下变频构成收信模块, 收信模块和发信模块均集成一体化, 功放具备自动保护, 本振带有AFC自动跟踪, 前级低噪声系数只有0.7d B, 而集成化后的收、发两组件极为稳定可靠, 能适应各种恶劣气候。高频部分主要技术性能如下:设备发射频率:12.793/12.752GHz;发射功率:17d Bm;天线增益:37d Bi。

中频部分工作于室内, 中频频率:1493KHz/1452 KHz。中频部分在设计和制造时, 使用了计算机辅助设计技术 (CAD) 和计算机辅助制造技术 (CAM) , 采用大规模集成电路, 并结合了国内外最新集成技术, 整套设备全模块化、全频率合成化, 保证了设备的高可靠性、高稳定性。室外高频部分通过中频电缆与室内中频部分连接。

系统扩容:原四路立体声信号与新增两路立体声信号各自经A/D编码器进行模数转换, 转换后的数字信号经数字线路编码等处理后进入中频调制机进行中频调制, 经新旧两套设备处理后的中频信号进入二功分器/合成器进行功率合成, 合成后的信号通过中频电缆经防雷器传送至13G发信模块, 至此发信端设备连接完成, 接收端则为逆过程。

扩容后系统连接框图如下:

发信端:

五、系统指标测试及运行情况

我们对扩容后的微波系统进行指标测试, 发现原四路立体声信号指标基本不受影响, 各项技术指标均达部颁甲级标准, 新增两路立体声技术指标如下:

经过一年多的投入使用, 扩容改造后的数字微波传输系统运行稳定, 完全满足应用要求, 各项技术指标均超过了部颁甲级标准。数字微波传输与光纤传输、网络传输等多种数字化传输手段互为备份, 满足了电台广播合理高效传输的需要, 实现了全方位数字化立体传输, 为确保广播节目的安全优质播出进一步提供强有力的保障。

摘要：广播事业的发展趋势, 原有模拟微波传输设备被淘汰将成为必然, 数字微波传输系统扩容改造势在必行, 本文通过对数字微波系统工作原理及关键技术的分析, 综合阐述了微波系统扩容改造以及安装调试过程。

关键词：数字微波,NRZ,QPSK,时分复用,变频,扩容

参考文献

[1]、陈国通主编:《数字通信》, 哈尔滨工业大学出版社

[2]、王新稳、李萍编著:《微波技术与天线》, 电子工业出版社

浅论广播电视中的数字微波传输技术篇9

1.1 信号杂波比和连续处理的次数无关

数字传输的过程就是把电视信号数字化, 然后用二进制的电平来表示, 在连续处理以及传输过程中, 都会在信号中引入杂波, 但是杂波幅度不能高过额定电平, 如没有超过, 在数字信号再生时, 杂波就会被轻松处理掉, 如果超过了电平额定值, 那此杂波就会形成误码, 只能利用纠错编、解码技术将其纠正。因而, 信杂比不会因为数字信号的传输而减低。在处理和传输模拟信号时, 为了避免由于引入新杂波所造成的干扰, 保证足够的新杂比, 则必须对各处理设备提出高要求。比如模拟信号要求S/N>40d B, 而数字信号只要求S/N>20d B。这主要是由于模拟信号会在传输过程中积累噪声, 而数字信号不会, 所以为了保证一定的信杂比对不同信号的要求也就不一样。

1.2 频道利用率高

将模拟信号经过抽样、量化, 变成数字信号, 再通过取样压缩编码, 驱除信号冗余度, 然后按一定的压缩比将信号频带压窄, 把信号调制到载波上, 从而达到提高频谱的利用率的目的, 这种技术叫做数字压缩技术, 如今已被广泛应用于数字信息传播中。

1.3 接收门限电平低、传输距离远

广电部GY/T106-1999标准中提出下行模拟传输系统要求载噪比C/N≥43d B, 并制定出有线电视广播系统技术规范, 以及确定了相应的评分标准, 总共5级, 达到4级以上为良好, 也就是信噪比S/N≥36.6d B。由于模拟信号传输存在信号衰弱的现象, 所以在其传输时, 必须要有6d B的衰落储备量, 这样才能保证信息传输过程中的载噪比符合要求。

1.4 图像质量好, 抗干扰能力强

为了保证信息传输的质量, 在信息传输过程中都会采用数字滤波、数字存储及再生中继技术, 用以排除噪音和一些不良影响, 同时还能改善信噪比, 消除亮度干扰, 使信息做到无损伤还原, 因此数字电视传输的图像质量远远高于模拟电视传输的图像质量。

1.5 易于实现信号的存储, 而且存储时间与信号的特性无关

近年来, 大规模集成电路 (半导体存储器) 的发展, 可以存储多帧的电视信号, 从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能。例如, 帧存储器可用来实现帧同步和制式转换等处理, 获得各种新的电视图像特技效果。

1.6 数字载波调制方式的比较

前面提到的QPSK和64QAM都是数字信号的载波调制方式。基本的数字载波调制方式有3种, 即振幅键控 (ASK) 、频率键控 (FSK) 和相位键控 (PSK) 。QPSK属于相移键控, 也叫正交移相键控或4相调制。64QAM属于振幅相位联合键控, 也叫多电平正交振幅调制。经理论分析证明:在抗噪声性能上, PSK最好, FSK次之, ASK最差。在占据频谱宽度上, ASK和PSK相同, FSK是ASK的几倍。经过比较, 得出这样的结论:从抗噪声性能和提高信道带宽利用率的角度来看, 相移键控是数字载波调制方式中最优越的一种, 在省干线上, 多跳调频模拟微波的改造用QPSK移相键控调制方式最合适。64QAM是振幅相位联合键控, 频带利用率最高, 是一种高效率的数字微波方式, 但它的抗干扰能力比QPSK差。

2 干线微波的数字改造

2.1 调频模拟微波和数字微波收发信设备的比较

工作原理相同。模拟和数字微波都采用70MHz中频调制器, 进行上变频至微波频率, 再进行微波传输, 只是模拟微波设备在发信中频调制后有一级限幅中放, 而数字微波没有限幅中放这一级, 其他部分的工作原理是一样的。现在的模拟微波器件都是全固态化的, FET场效应器件、线性放大器等代替了过去的行波管、高压盘, 为模拟微波改数字微波铺平了道路。

2.2 需要解决的几个问题

频率稳定度的问题。模拟微波传输信号采用中频调频调制, 变频用的本振采用微波介质稳频振荡器, 其频率稳定度只能达到10-4数量级。数字微波传输系统传输电视信号采用中频数字调制, 经过数字压缩后的多套电视数字信号复接后对中频进行QPSK调制, 上变频到微波频率进行传输。它要求微波发信机线性指标高, 微波本振源的频率稳定度较高, 不能低于10-6数量级, 一般采用介质稳频加锁相稳频双重技术进行稳频, 以达到这一要求。

相位噪声问题。模拟微波采用调频方式传输, 对系统相位噪声要求不高, 而数字微波采用QPSK调制和相干解调方式, 传输数字压缩电视信号, 因此要求系统的相位噪声低于-70d Bc/Hz。线性功放问题。调频模拟微波的功放工作在非线性区, 在早期发射机变频器的前端还要增加一个限幅放大器。

以上分析证明, 模拟微波设备进行数字化改造不仅在理论上是可行的, 在实践上也是可行的。如辽宁省葫芦岛市广电局等单位在国内率先进行了模拟微波改数字微波的尝试, 开了一个好头。20世纪90年代以后生产的1、4GHz、2GHz、7GHz、8GHz广播电视微波设备, 改造起来是不难的, 基本上和进口NEC的设备差不多。20世纪90年代以前生产的1、4GHz微波设备由于不是线性放大器, 改造难度要大一些。某省广播电视模拟微波改数字微波的一个具体方案先对一个模拟微波信道进行改造。原来传输1路电视信号、2路伴音信号, 扩容到4路电视信号、8路伴音信号、1路数据信号。

信号源前端采用压缩编码设备。目前国际上都采用MPEG-2国际标准来传输PAL-D数字电视信号, 电视信号压缩到6Mbit/s, 图像质量就能达到广播级的水平。因此确定信源按MPEG-2标准对PAL-D电视信号进行数字压缩编码, 压缩的比特率为8、448Mbit/s, 伴音信号按IEC268-15标准进行压缩编码处理。

在信道传输上采用数字化传输。为了保证信号经微波多站中继传输后无噪声积累、节目传输质量和传输距离无关, 中频采用QPSK调制、同步相干解调方式, 干线中继采用再生中继方式, 在支线改造中为了节省投资, 可采用中频中继, 这样, 虽然有点噪声积累, 但不会对整个系统造成大的影响。

改造方案可以使扩容升级很方便, 可以随压缩编解码码率的改变扩大节目传输容量。

结束语

本文研究了在广播电视中数字微波传输技术的应用, 对于数字电视传输技术的研究和推广起到了积极地意义。

摘要：随着科学技术的快速发展, 广播电视逐渐走进了人们的生活, 在国内, 开播的数字电视频道越来越多, 坐在家中看世界已经成为现实。数字电视不仅给人们带来了高品质的视听享受, 而且丰富了人们的生活, 因而被人们迅速认可并且极力的促进其发展。数字电视中的核心技术为数字微波传输技术, 本文就详细介绍了此技术的优点及需要解决的问题。

关键词：优点,频道利用率,传输,数字改造

参考文献

[1]高鲁生.利用MMDs系统促进数字电视发展[J].世界广播播电视, 2003 (8) .[1]高鲁生.利用MMDs系统促进数字电视发展[J].世界广播播电视, 2003 (8) .

[2]邓永红.MMDs宽带无线通信技术概述[J].有线电视技术, 2005 (9) .[2]邓永红.MMDs宽带无线通信技术概述[J].有线电视技术, 2005 (9) .

微波数字化技术篇10

一、SDH数字微波传输系统的主要的设备及其工作的原理

SDH数字微波传输系统的主要设备有:适配器、基带视音频信号处理设备、微波设备、SDH分插复用器以及MPEG一2编解码器等。

1.1 MPEG一2编解码器和适配器的工作原理

数字压缩技术主要是对模拟信号进行处理, 这个过程包括:收集、取样、量化, 在此之后, 模拟信号就会转化为数字信号。之后再进行压缩编码的处理, 将信号冗余度处理掉。当原始码率实施节目数字化后, 需要对节目的传输码率架减少, 在这个过程中需要参考一定的压缩比例。, 这样宽带的利用率就会提高不少。而MPEG来源于英文Moving Picture Expert Group的缩写, 其含义害死活动图像专家组。关于MPEG一2的规格和标准, 数字视频及音频编码标准是720~576 (标

准清晰度) 、1920~1080 (高清晰度) 。该编码器可以对多路视音频的信号进行处理, 比如:采集、量化, 这样就可以将多路视音频的信号转化为二进制的数字信号。之后进行压缩, 编码就会产生多个的基本码流PES。接着, 会对这些基本码流进行复用, 最终会有传输码流TS形成。传输码流TS可以被用到自动设置以及引导解码器中, 这样就可以想见解码, 这一过程之所以可以实现和其有节目专用信息PSI有着很大的关系。PSI主要由4种信息表组成, 分别是:网络信息表、节目映射表、节目分配表以及条件接受表。PSI表的目的是对TS流中有多少节目进行说明和解释。

1.2 SDH复用设备的工作原理

SDH复用设备的工作对象是低速支路信号, 可以对这些信号进行提取或者是接入。该复用设备对支路信号的处理一般是交叉处理, 因此不仅可以实现线路到支路、线路到支路以及支路到支路之间的交叉连接。丰富的开销字节在该设备中会被使用到, 因此可以对网路以及设备进行管理和维护, 对运行可以很好的把握和控制。灵活的组网能力是该设备的优势, 可以对以下网进行组织:环形网、树形网、线形网、枢纽网以及网状网等。尤其是当环形网被组织好之后, 网络的自愈能力就会形成。2M、45M、140M、155M是上业务支路接口以及下业务支路接口的规格。SDH复用设备在对SDH支路信号复用进行处理之后, SDH线路信号就会形成。SDH复用设备主要有以下几个部分和部件:时钟板、线路板、支路板、公务版以及通信控制板等。

1.3微波设备的工作原理

微波设备主要是对主信号的发信基带进行处理, 比如:对纠错的编码进行调制, 对发信功率进行放大, 对纠错译码实施解调。对于网络管理, 可以被设定为网管主站, 主要使用软件进行, 对汇报过来的信息进行收集, 线路的运行质量会处于监控之中。之后会对网管系统配置进行管理。

二、SDH数字微波使用的关键技术

2.1载波键控技术

我们可以参考归一化噪比和频谱利用率之间的关系, 因此不难得出当频谱的使用率越高时, 归一化信噪就会增加, 因此对于小容量的调制方法应该是4PSK。当遇到大容量时, 可以使用64QAM或者是128AM。

2.2交叉极化干扰抵消 (XPIC) 技术

在实际的电路中, 使用交叉极化干扰抵消 (XPIC) 技术可以让正交极化信号的干扰程度得到降低。

2.3自适应频域和时域均衡技术

由于需要使用一些抗衰落的措施, 因此需要使用自适应时域均衡技术。此外, 要想对正交干扰进行消除, 需要使用二维时域均衡器。

2.4高线性功率放大器和自动发射功率控制

对于传输信道, 多状态调制技术有着较高的要求, 尤其是高功率放大器的线性提出的要求更加的严格。举几个例子, 如果系统是64QAM, 这时要求传输信道的三阶交调失真比主信号要低的多, 一般为45d B。假如使用的调制技术是128QAM或者是256QAM, 要求就会更严。系统的总传输性能的要求比较高, 即使这样也要得到满足, 我们需要使用输出回退措施, 针对的对象是微波高功放。另外, 还要使用一些非线性的补偿技术, 比如:对中频进行加大。为了对放大器的线性进行改善, 需要使用前馈技术。对于高线性功率放大器来说, 微波发信机的输出功率是一个关键的部分。自动发射功率控制 (ATPC) 技术的关键也是微波发信机的输出功率。如果在设备中使用该设备可以对同一路由相邻系统的干扰进行有效的降低, 而系统受到上衰落的影响也会更加的低。此外, 电源的消耗也会被降低, 非线性的失真也会有效的降低。