主要类型
根据通信方式和确定信道主要性质的传输媒质的不同,微波通信可分为大气层视距地面微波通信、对流层超视距散射通信、穿过电离层和外层自由空间的卫星通信,以及主要在自由空间中传播的空间通信。按基带信号形式的不同,微波通信可分为主要用于传输多路载波电话、载波电报、电视节目等的模拟微波通信,以及主要用于传输多路数字电话、高速数据、数字电视、电视会议和其它新型电信业务的数字微波通信。
微波接力通信
利用微波视距传播以接力站的接力方式离微波通信,也称微波中继通信。微波接力系统由两端的终端站及中间的若干接力站组成,为地面视距点对点通信。各站收发设备均衡配置,站距约50km,天线直径1.5~4m,半功率角3~5°,发射机功率1~10W,接收机噪声系数3~10dB(相当噪声温度290~261K),必要时二重分集接收。模拟调频微波容量可达1800~2700路,数字多进制正交调幅微波容量可达144Mbit/s。设备投资和施工费用较少,维护方便;工程施工与设备安装周期较短,利用车载式微波站,可迅速抢修沟通电路。
对流层散射通信
利用对流层中媒质的不均匀体的不连续界面对微波的散射作用实现的超视距无线通信。常用频段为0.2~5GHz,为地面超视距点对点通信。跨距数百公里,大型广告牌(抛物面)天线等效直径可达30~35m,射束半功率角1~2°,有孔径介质耦合损耗,发射机功率5~50kW,四重分集接收,容量数十话路至百余话路。对流层散射通信一般不受太阳活动及核爆炸的影响,可在山区、丘陵、沙漠、沼泽、海湾岛屿等地域建立通信电路。
卫星通信
地球站之间利用人造地球卫星上的转发器转发信号的无线电通信,为地一空视距多址通信系统,卫星中继站受能源和散热条件的限制,故地-空设备偏重配置。同步卫星系统,空间段单程大于3.6万公里,地面站天线直径15~32m,增益60dB,射束半功率角0.1~1°,需要自动跟踪,发射机功率0.5~5kW。
卫星中继站,下行全球波束用喇叭天线,点波束用抛物面天线,可借助波束分隔进行频率再用。转发器功率数十瓦,带宽一般为36MHz,容量5000~10000话路。卫星通信覆盖面广,时延长,信号易被截获、窃听、甚至干扰。一种容量较小的可适用于稀路由的甚小天线地球站(VSAT)适用于数据通信。
空间通信
利用微波在星体(包括人造卫星、宇宙飞船等航天器)之间进行的通信。它包括地球站与航天器、航天器与航天器之间的通信、以及地球站之间通过卫星间转发的卫星通信。地球站与航天器之间的通信分近空通信与深空通信。在深空通信时,为了实现从髙噪声背景中提取微弱信号,需采用特种编码和调制、相干接收和频带压缩等技术。
微波移动通信
通信双方或一方处于运动中的微波通信,分陆上、海上及航空三类移动通信。陆上移动通信多使用150,450或900MHz的频段,并正向更高频段发展。海上、航空及陆上移动通信均可使用卫星通信。海事卫星可提供此种移动通信业务。低地球轨道(LEO)的轻卫星将广泛用于移动通信业务。
抗衰落技术
微波传输也会受到很多外界因素的干扰而衰落。有时衰落的持续时间很短,在几秒钟至几分钟内,称为快衰落,有时衰落的时间持续十几分钟甚至几个小时,称为慢衰落。衰落时,接收电平高于正常电平称为上衰落,低于正常电平称为下衰落。 衰落时,接收电平低于收信机最低接收电平以下称为深衰落。空间衰落现象对微波通信的影响主要有两个方面:一是接收电平降低,称为平衰落;二是由于衰落的频率选择性而引起传输波形的失真,称为频率选择性衰落。
吸收衰落
大气中的氧分子和水分子能从电磁波吸收能量,导致微波在传播的过程中的能量损耗而产生衰耗。频率越高,站距越长,衰落越严重。
散射衰落
雨雾中的大小水滴能够散射电磁波的能量,因而造成电磁波的能量损失而产生衰落。雨雾天气时,对高频微波影响大。
K型衰落
多径传输产生的干涉型衰落。由于这种衰落与大气的折射参数K值的变化而变化的,故称为K型衰落。这种衰落在水面、湖泊、平滑的地面时显得特别严重。
波导型衰落
由于气象的影响,大气层中会形成不均匀的大气波导。微波射线通过大气波导,则接收点的电场强度包含了”波导层”以外的反射波,形成严重的干扰型衰落,造成通信的中断。
闪烁衰落
对流层中的大气常发生大气湍流,大气湍流形成的不均匀的块式层状物使介电系数与周围的不同。当微波射线射到不均匀的块式层状物上来时,将使电波向周围辐射,形成对流层散射。此时接收点也可以接收到多径传来的这种散射波,形成快衰落。由于这种衰落是由于多径产生的,因此称之为闪烁衰落。
对抗这些衰落的技术有自适应均衡、自动发信功率控制(ATPC)、前向纠错(FEC)和分集接收技术等。
抗衰落技术
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对抗效应
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自适应均衡
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波形失真
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自动发信功率控制 (ATPC)
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功率降低
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前向纠错(FEC)
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功率降低
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分集接收技术
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功率降低和波形失真
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新型技术
自适应调制编码 (AMC) 在移动通信中得到了广泛应用,根据信道质量对编码速率予以调整,以此来获取较高的吞吐量。当无线通信速率比较低的时候,信道估计相对准确,AMC的应用效果较好。
随着终端移动速度的不断加快, 信道质量已经无法满足信道的变化, 在信道测量错误的情况下,导致AMC调制编码方式和实际情况不相同,影响了系统容量、吞吐量等性能指标,值得相关人员进行深入研究。
无线通信技术共含有两种基础技术,分别为传送技术以及多址技术。Wi MAX使用OFDM调制技术作为基础传送技术。OFDM调制技术令处于高速传播状态的数据流通过,之后再对数据进行转化, 并将转化后的数据分配至传送速率不高的多个正交子信道当中,完成传送过程。
至于多址技术,Wi MAX选用了OFDMA技术。OFDMA技术所使用的方法为频分多址。相比OFDM,该技术具有如下优势:分配方法更为灵活以及相同频带能够实现多个使用热源的运输。OFDMA中的所有使用人员都可以选用具有良好条件的子信道作为传送数据的通道, 完成数据传送工作。而OFDM技术则需要利用整个频带传送数据。