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(jìn)行的通信,。該波長段電磁波所對應(yīng)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(wèi)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(qiáng)等特點(diǎn),，可用于點(diǎn)對點(diǎn),、一點(diǎn)對多點(diǎn)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(wèi)星通信等現(xiàn)代通信網(wǎng)傳輸方式不同的是，微波通信是直接使用微波作為介質(zhì)進(jìn)行的通信,，不需要固體介質(zhì),，當(dāng)兩點(diǎn)間直線距離內(nèi)無障礙時(shí)就可以使用微波傳送。利用微波進(jìn)行通信具有容量大,、質(zhì)量好等特點(diǎn),，并可傳至很遠(yuǎn)的距離，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段,，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng),。

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(jìn)，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(zhuǎn)發(fā),。

一般說來，由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗,，每隔50 km左右就需要設(shè)置中繼站,，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)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(jīng)過幾十次中繼而傳至數(shù)千公里仍可保持很高的通信質(zhì)量,。

2 數(shù)字微波通信優(yōu)點(diǎn)

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

 （1）快速安裝,。微波通信系統(tǒng)的每個(gè)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(nèi)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(shè)光纖，微波通信占用機(jī)房面積小,，安裝 維護(hù)方便,，便于快速組網(wǎng)。

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

（3）受地理?xiàng)l件制約小,。在大城市和市區(qū),，除了鋪設(shè)電纜費(fèi)用非常昂貴之外，大面積的開挖和鋪設(shè)管道是比較難獲得允許的,，而微波通信站點(diǎn)不需要開挖管道,，只需將站點(diǎn)架在樓層頂部即可；另外,，在許多地形復(fù)雜的山區(qū),、大草原、沙漠,、沼澤地帶和被水面,、公路隔斷的區(qū)域，鋪設(shè)光纖難度大,、費(fèi)用高,，而數(shù)字微波通信則因其空間介質(zhì)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)基本不受地理?xiàng)l件的影響與制約,，很好地完成了光纖通信網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)足的任務(wù)。

（4）設(shè)備體積小,、功耗低,。由于微波傳輸設(shè)備大量采用集成電路，使得設(shè)備的體積小,、電源損耗?。粩?shù)字信號在傳播的過程中抵抗干擾能力強(qiáng),，因此可以降低設(shè)備的發(fā)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(guān)鍵技術(shù)

（1）編碼

自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）在移動通信中得到了廣泛應(yīng)用,，根據(jù)信道質(zhì)量對編碼速率予以調(diào)整，以此來獲取較高的吞吐量,。當(dāng)無線通信速率較低時(shí),，信道估計(jì)相對準(zhǔn)確，AMC 的應(yīng)用效果較好,。隨著終端移動速度的不斷加快,，信道質(zhì)量已經(jīng)無法滿足信道的變化，在信道測量錯(cuò)誤的情況下,，導(dǎo)致 AMC 調(diào)制編碼方式和實(shí)際情況不相同，影響了系統(tǒng)容量,、吞吐量等性能指標(biāo),，值得相關(guān)人員進(jìn)行深入研究。

 （2）多天線技術(shù)

在微波中繼通信系統(tǒng)中,，分集接收得到了廣泛應(yīng)用,，是對抗多徑衰落以及增強(qiáng)數(shù)字微波傳輸質(zhì)量的主要途徑。在 SDH 微波通信系統(tǒng)中,，因?yàn)槎酄顟B(tài)調(diào)制方式的運(yùn)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(yīng)用創(chuàng)造了有利條件,。分集技術(shù)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(shù),。在微波中繼通信系統(tǒng)中，分集技術(shù)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(shù)得到了普遍應(yīng)用,， 其是在發(fā)送端與接收端借助天線傳輸無線信號的一種技術(shù)，屬于一種智能天線,。MIMO 技術(shù)主要就是將用戶數(shù)據(jù)分解成若干并行數(shù)據(jù)流,，在指定的寬帶內(nèi)由多個(gè)發(fā)射天線同時(shí)發(fā)射，經(jīng)過無線信道之后,，由多個(gè)接收天線予以接收,，結(jié)合各并行數(shù)據(jù)流的空間特征，對原有數(shù)據(jù)流予以解調(diào),。MIMO 技術(shù)的核心內(nèi)容就是空時(shí)信號的處理,，也就是借助空間天線對時(shí)間域、空間域信號進(jìn)行處理,。

4 微波通信發(fā)展現(xiàn)狀

（1）大容量,、大帶寬。 得益于高階調(diào)制技術(shù)和鏈路聚合技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,，以及逐漸開發(fā)的微波頻率資源,，數(shù)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(chǎn)品,， 256QAM~1024QAM調(diào)制方式已經(jīng)成為主流,，先進(jìn)的微波設(shè)備更是達(dá)到2048QAM，相比上一代TDM微波,， 調(diào)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(tǒng)微波頻段（6 GHz~38 GHz） 已經(jīng)開放了56 MHz/112 MHz帶寬的使用,，使傳輸速率成倍增加,。

（2）業(yè)務(wù)多樣化?；旌衔⒉▊鬏敭a(chǎn)品,，采用TDM/ Ethernet雙平面架構(gòu)，在單一設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了PDH,、SDH,、分組業(yè)務(wù)的共平臺接入和傳輸。 更新的純分組微波產(chǎn)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(qiáng)的QoS功能，可感知網(wǎng)絡(luò)的豐富業(yè)務(wù),。同時(shí)分組微波的 PWE3技術(shù)提供TDM業(yè)務(wù)的電路仿真,。

（3）高傳輸可靠性。自適應(yīng)編碼調(diào)制（ACM）和抗多徑干擾技術(shù)的運(yùn)用,，極大地提高了微波傳輸?shù)目垢蓴_特性,。無線通路自身的不確定性，導(dǎo)致微波傳輸質(zhì)量的不確定,。自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù),，使微波設(shè)備能自適應(yīng)地根據(jù)信道質(zhì)量來調(diào)整工作的調(diào)制方式。在信道環(huán)境惡化時(shí),，自動地降低調(diào)制方式以確保鏈路的可靠連接,，保障高優(yōu)先級業(yè)務(wù)。

5微波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段,，光纖通信以其損耗低,、帶寬大、成本低等優(yōu)勢,，成為了干線傳輸?shù)闹匾绞?，對微波中繼通信產(chǎn)生了巨大沖擊。 通過綜合分析可知,， 新型微波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括：

（1） 高速大容量發(fā)展,。SDH 數(shù)字微波中繼通信技術(shù)將繼續(xù)擴(kuò)大容量，運(yùn)用多狀態(tài) QAM 予以調(diào)制,。

（2） 更高頻段發(fā)展,。根據(jù)有關(guān)部門的規(guī)定可知，低于 3 GHz的頻段要合理給配給個(gè)人通信與移動通信,，而 3~10 GHz 的頻段已經(jīng)非常擁擠,。很多數(shù)字微波通信設(shè)備生產(chǎn)廠家需要及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方向，逐漸向大于 10 GHz 的頻段研發(fā),，從而有效提高微波通信技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜明玉,，劉旭,，白昱. 數(shù)字微波通信研究及其發(fā)展前景探析[J].移動通信，2015（11）：55-59.

[2]牛德齡.淺談新型微波通信技術(shù)[J].信息通信,，2015(7)：200-201.