1微波通信概念

微波通信（Microwave Communication）是使用波長在1 mm~1 m之間的電磁波——微波進行的通信。該波長段電磁波所對應的頻率范圍是300 MHz~300 GHz。廣義上的微波通信包括地面微波接力通信、對流層散射通信、衛星通信、空間通信及工作于微波波段的移動通信。微波通信具有可用頻帶寬、通信容量大、傳輸損傷小、抗干擾能力強等特點，可用于點對點、一點對多點或廣播等通信方式。狹義的微波通信主要指地面微波接力通信。

與同軸電纜通信、光纖通信和衛星通信等現代通信網傳輸方式不同的是，微波通信是直接使用微波作為介質進行的通信，不需要固體介質，當兩點間直線距離內無障礙時就可以使用微波傳送。利用微波進行通信具有容量大、質量好等特點，并可傳至很遠的距離，因此是國家通信網的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網。

由于微波的頻率極高，波長又很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉發。

一般說來，由于地球曲面的影響以及空間傳輸的損耗，每隔50 km左右就需要設置中繼站，將電波放大轉發而延伸。這種通信方式也稱為微波中繼通信或微波接力通信。長距離微波通信干線可以經過幾十次中繼而傳至數千公里仍可保持很高的通信質量。

2 數字微波通信優點

由于光纖的巨大傳輸容量、極低的傳輸損耗和低廉的造價，使得光纖通信早已成為國家骨干網的通信手段。然而，數字微波通信擁有很多光纖通信所不具備的優點，具體如下：

 （1）快速安裝。微波通信系統的每個終端站或中繼站一般由體積較小的室外單元（ODU）和一副定向天線連接在一起，室外單元再通過中頻電纜與室內單元（IDU）接連，完成信號傳輸和饋電。不同于光纖通信需要大面積開挖和鋪設光纖，微波通信占用機房面積小，安裝 維護方便，便于快速組網。

（2）抵御自然災害和人為破壞能力強。微波通信的通信鏈路是空間介質，傳輸路線不易因自然災害和人為破壞而受到影響，即使站點受到自然或人為因素的破壞，也會因其易于安裝和維護的特點而避免遭受大的損失，這一優點是需要大面積鋪設光纖的光纖通信所不具備的。

（3）受地理條件制約小。在大城市和市區，除了鋪設電纜費用非常昂貴之外，大面積的開挖和鋪設管道是比較難獲得允許的，而微波通信站點不需要開挖管道，只需將站點架在樓層頂部即可；另外，在許多地形復雜的山區、大草原、沙漠、沼澤地帶和被水面、公路隔斷的區域，鋪設光纖難度大、費用高，而數字微波通信則因其空間介質傳輸的特點基本不受地理條件的影響與制約，很好地完成了光纖通信網絡補足的任務。

（4）設備體積小、功耗低。由于微波傳輸設備大量采用集成電路，使得設備的體積小、電源損耗小；數字信號在傳播的過程中抵抗干擾能力強，因此可以降低設備的發射功率，使功放體積和輸出功率減小，功耗降低。

3新型微波通信的關鍵技術

（1）編碼

自適應調制編碼（AMC）在移動通信中得到了廣泛應用，根據信道質量對編碼速率予以調整，以此來獲取較高的吞吐量。當無線通信速率較低時，信道估計相對準確，AMC 的應用效果較好。隨著終端移動速度的不斷加快，信道質量已經無法滿足信道的變化，在信道測量錯誤的情況下，導致 AMC 調制編碼方式和實際情況不相同，影響了系統容量、吞吐量等性能指標，值得相關人員進行深入研究。

 （2）多天線技術

在微波中繼通信系統中，分集接收得到了廣泛應用，是對抗多徑衰落以及增強數字微波傳輸質量的主要途徑。在 SDH 微波通信系統中，因為多狀態調制方式的運用，使得其對頻率選擇性衰落更加敏感，所以，為分集接收的普遍應用創造了有利條件。分集技術就是為了削弱多徑衰落與降雨衰落的干擾， 對不同的特性收信信號予以合成或者切換，從而得到良好信號的技術。在微波中繼通信系統中，分集技術主要包括四種： 路由分集、角度分集、空間分集、頻率分集。 在移動通信中， MIMO技術得到了普遍應用， 其是在發送端與接收端借助天線傳輸無線信號的一種技術，屬于一種智能天線。MIMO 技術主要就是將用戶數據分解成若干并行數據流，在指定的寬帶內由多個發射天線同時發射，經過無線信道之后，由多個接收天線予以接收，結合各并行數據流的空間特征，對原有數據流予以解調。MIMO 技術的核心內容就是空時信號的處理，也就是借助空間天線對時間域、空間域信號進行處理。

4 微波通信發展現狀

（1）大容量、大帶寬。 得益于高階調制技術和鏈路聚合技術的發展應用，以及逐漸開發的微波頻率資源，數字微波傳輸速率得到了很大提升。目前商用的分組微波傳輸產品， 256QAM~1024QAM調制方式已經成為主流，先進的微波設備更是達到2048QAM，相比上一代TDM微波， 調制方式的升級帶來了30%~50%的傳輸速率提升。在射頻帶寬方面，傳統微波頻段（6 GHz~38 GHz） 已經開放了56 MHz/112 MHz帶寬的使用，使傳輸速率成倍增加。

（2）業務多樣化。混合微波傳輸產品，采用TDM/ Ethernet雙平面架構，在單一設備上實現了PDH、SDH、分組業務的共平臺接入和傳輸。 更新的純分組微波產品全面支持分組傳送，提供豐富的二三層特性，支持端對端MPLS，擁有更強的QoS功能，可感知網絡的豐富業務。同時分組微波的 PWE3技術提供TDM業務的電路仿真。

（3）高傳輸可靠性。自適應編碼調制（ACM）和抗多徑干擾技術的運用，極大地提高了微波傳輸的抗干擾特性。無線通路自身的不確定性，導致微波傳輸質量的不確定。自適應編碼調制技術，使微波設備能自適應地根據信道質量來調整工作的調制方式。在信道環境惡化時，自動地降低調制方式以確保鏈路的可靠連接，保障高優先級業務。

5微波通信技術的發展趨勢

現階段，光纖通信以其損耗低、帶寬大、成本低等優勢，成為了干線傳輸的重要方式，對微波中繼通信產生了巨大沖擊。 通過綜合分析可知， 新型微波通信技術的發展趨勢主要包括：

（1） 高速大容量發展。SDH 數字微波中繼通信技術將繼續擴大容量，運用多狀態 QAM 予以調制。

（2） 更高頻段發展。根據有關部門的規定可知，低于 3 GHz的頻段要合理給配給個人通信與移動通信，而 3~10 GHz 的頻段已經非常擁擠。很多數字微波通信設備生產廠家需要及時調整生產方向，逐漸向大于 10 GHz 的頻段研發，從而有效提高微波通信技術水平。

參考文獻

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