广播电视微波数字化设备的技术要点探析

摘要 随着通信技术不断改革变通，通信技术的发展为我们的生活带来了很多的利益，并带领我们已经一步一步走进数字化时代，因为压缩技术的频繁应用，高质量、大容量的数字传输发射系统，会进一步的取代原有的数字模拟系统。而本文所要探讨的就是广播电视微波电路数字化传输部分，从数字微波发射机和收信机单元结构入手，重点介绍自动发信功率的控制，自适应均衡，最后介绍天馈线系统以及分集技术。

关键词 数字化微波；自适应功率控制；自适应均衡；分集技术

中图分类号TN925文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）38-0196-02

0 引言

随着时代的发展，中国电视普及率已经越来越高，相应，有了电视，就要让老百姓看到节目，而目前，微波、卫星和光纤是当前广播电视节目的三大传输手段，通过这3个重要传输方法，千家万户也能收到好看的电视节目。

当然，这3个传输方法也是在不断改革进步的，近几年，SDH数字微波接力系统问世，为了提高频谱效率，传输信号也出现了64QAM、128QAM、512QAM等高状态调制方式，频谱效率提高到lO比特小时。

所谓的SDH系统是指Synchronous Digital Hierarchy，是一种在近几年以来由美国的贝尔通信技研究所提出来的同步光网络，这种同步数字系列光端机容量很大，通常能达到16M~4 032M。在广播电视微波数字化的应用中，SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。

SDH系统采取了同步复用和灵活映射的结构，从高阶支路可以直接分插低阶支路信号，有效避免了逐级分复接过程，通过这一系统，使得整个广播电视微波数字化设备都得到了大大的简化，而且SDH系统中还安排了大量的开销字节，使得网络的操作、管理、维护的配置能力能够大大加强。

在数字微波系统的运行中，多径衰落是导致微波信道中频谱失真的主要原因之一，所以需要各种各样的对抗多径衰落的措施与有效方法，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人手，介绍其功能和作用。

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。

1.1 调制器

在数字的调制过程中，应当遵循调制的基本原理，就是把比特率为R（bit/s）的二进制数字序列转变为适当的中频或者射频信号，在转变过程中，应当注意调制器信息的接收，防止出现断号。

除了信号的转变以外，还有数字信号的有效处理、频谱成型、信号映射和调制调解等工作。在SDH微波系统中，目前最为业界广泛采用的是将编码和调制合成技术，即编码调制技术。这项技术能够将冗余的比特量插进多状态的一些传输信号的空座中，尤其是那些距离最近的符号点，才能取得更好的功率，而频谱的利用率也会随之增大。

1.2 中频放大器

中频放大器的作用就是将已经调制好的中频信号进行放大，不但有利于信号的再处理，也方便对调制信息的检查。

1.3 本地振荡器

本地振荡器的作用是产生适当的射频频段内的本地振荡信号，与已经调制并且放大后的中频信号进行有效混频以后，在最短时间内产生所要发射的微波信号。

对于本地振荡的因素，除了要达到一定的功率水准，以满足混频发射器所以需要振荡程度以外，还要求频率稳定度高和相位噪声低。所以，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，为了有效抑制本振泄露和杂散的产物，通常都会优先采用平衡混合器。

1.4 功率放大器

功率放大器的重要作用就是将发射混频器输出的微弱信号放大到所需要的信号量，在传输过程中，经常由于空气中细微的电磁波的影响，使得输出的微弱信号丢失，通过功率放大器，可以信号放大，以免在传输过程中丢失。

通常使用的射频功率放大器都是砷化镓FET的器件，因为SDH系统通常都采用高状态调制方式，对放大器的线性要求非常高，所以通常都会采取预失真来应对放大器的残余非线性信号进行输出后的补偿。在正常传输条件下，还能够采用自动发信功率控制（ATPC）技术来有效降低输出功率，使得输出效率更好更节省。

1.5 自动发信功率控制（ATPC）

ATPC是能够给微波接力系统提供诸多好处的一个重要的实用措施，自动发信功率控制是能够在固定工作条件相反的情况下，调整微波发射机工作时输出功率，通常情况功率的最大值为Pmax，而功率的最小值或者正常工作值为Pnom。所以，在绝大多数的时间内，发射机的工作功率工作于Pnom，只有当远端接收机检测到不利衰落条件时，才会将功率调整到最大功率。

2 微波收信机

1）在广播电视微波数字化设备中，微波接收机完成的任务是将天线接收来的微弱的微波信号经过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的放大，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，用可以变化的增益放大器进行中频信号的放大，以使得在存在衰落变化的情况下，保持输出电平的不变。下面着重介绍自动增益控制和解调器以及自适应均衡。

2）在广播微波数字化设备解调器载波恢复环是解调器的核心部件，它是由压控振荡器（vco）和鉴相器两者组成，是用来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度的两正交载波。

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）。

3 天馈线系统

在SDH的微波系统中，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之一。它导致接收电平迅速下降，从而使广播电视微波数字化设备的载噪比和载波干扰比下降。

但是因为频谱严重失真会造成脉冲波形大量失真，从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。

3.1 频率分集

频率分集技术是利用不同的频率上出现衰落的不相关性，同时使用两个或者多个不同视频发射同种信号，通常这种情况会出现在两个频率上同时发生瞬断的低概率的情况下，当信号机在接收端选出传输质量比较好的信号，而能接收的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

空间分集技术是采用两个或多个垂直间隔某段距离的接收天线，使各个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，在空间分集时天线之间的距离要求要足够大，以便各个信号之间不会相互产生影响，也不会由于多径衰弱使得信号丢失。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。

近几年以来，伴随着微波通信技术的不断发展，高性能高质量高速度多状态信号调制调解技术已经相继出现，同时像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）设计仿真技术这些高新技术也都越来越多的应用到SDH数字微波通信中，大大的提高了微波通信的容量和可靠性。

4 结论

从目前对广播电视微波数字化设备的使用情况来看，由于改造后的数字微波收发信设备性能良好，而其它数字编解码设备也都能够高效工作，微波数字调制解调设备以及相应的由分复接设备组建起来的数字微波传输系统运行十分稳定，所以通过这个方法传输的节目质量非常的好，传输速率大大提高，传输容量也由原来只能传送一个波道或者传送一套电视节目和三套单声道广播节目，迅速提升到4-5个波道或者可以传送8~10套电视节目，如果利用接口传送，还可以再增加单声道广播节目，容量大为提高。系统的改造可产生巨大的社会效益和可观的经济效益

参考文献

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