数字微波在广播电视信号传输中的应用

王 涛

（云南广播电视台，云南 昆明 650000）

1 数字微波通信的概述

1.1微波通信的概念

微波是波长从 1 m到1 mm，频率从 300 MHz到 300 GHz的电磁波，也被称为“超高频电磁波”，因为频率比通常的电波高。微波具有频率高、带宽大、信息量大等长处，与卫星、光缆相比，微波具有自然影响小、可靠性高的特点，广泛应用于广播电视、电力、电信等行业的信号传输业务。

微波通信是一种基于微波的通信方法，它包括地面微波通信、对流层散射通信、卫星通信、空间通信和移动通信。微波可以像光波一样在自由空间传播，容易点亮或反射，但是由于其波长和衍射能力差，因此，微波传输距离有限（一般为 50 km）。微波点对点的通信就是视线，如果传输需要超过视线，则需要多个站点连续传输，即微波中继通信。

1.2 数字微波技术的特点

仿真和数字是微波系统中最常用的两种信号传输方法。微波数字传输系统是用来传输数字信号的，大致可分为 PDH和SDH，其特点可归纳如下：

（1）由于微波通信具有高频和短波长的特性，因此有必要设置一个抛物面天线来发送和接收信号。在给出天线开口面积的情况下，可以制作高增益天线，这是因为增益与波长的平方成反比，从而获得高度定向的天线。

（2）多路。是指微波本身的超大通信容量，这意味着可以使微波设备的频带足够宽，也可以分成几个载波频点。

（3）接力。从专业的角度来看，接力是一种交流手段。地形的特征决定了地球上两点之间的距离非常有限，为了确保通信和传输的可靠性，通常需要在微波线路上设置一些中继站，数量通常由线路的总长决定。

2 数字微波通信的主要技术

SDH数字微波是 SDH与数字微波相结合的通信技术，具有 SDH和数字微波的优点，已成为未来微波传输技术的主要发展方向。同时，为了满足新业务传输的需要，增强系统的抗干扰能力，提高系统的网络管理能力，SDH数字微波主要采用以下技术：

2.1 编码调制技术

PSK和QAM主要用于 SDH微波通信。数字基带信号是未调制的数字信号，在微波信道中发送基带信号之前，必须将基带信号转换为频带信号。换句话说，基带信号被基带信号数字调制，并且调制信号是中频信号。在调制过程中，相移键控（PSK）具有抗干扰性能好、调制方法简单、性价比高的优点。目前，QPSK被广泛用于中小型数字微波通信系统，QAM是大容量数字微波通信系统中使用的主要载波加密方法。

多电平编码（MLCM）主要用于 SDH微波通信。在数字微波系统中，为了传输数字业务等信息，有必要在 SDH复用设备的主数据流中插入一些额外的比特，即，微波帧的额外开销（Rfcoh）。微波开销和STM-1原始数据由块状复杂帧组成，每帧有 6行，每行为 3，564位；每个复帧被分为两个子帧，每个子帧长 1，776位，其余12位用于帧同步码 FS。

2.2 抗衰落的技术

微波在有限的距离（视野）内直线传播，传输路径可能受到气象变化、地理环境等外部因素的影响，使得无线电波在传输过程中会随着时间逐渐衰减，有两种现象：无线电波多径衰落和无线电波通过地面反射引起的微波频率衰落、大气折射和气流散射的变化。为了减缓衰落，一般采取以下措施：

（1）自适应均衡技术。为了补偿多路径衰落引起的信号失真和缩短中断时间，自适应均衡器广泛应用于SDH微波。根据工作频率和位置，均衡器可以分为两种：一种是频域均衡器（AFE），在接收机的中频（if）级实现，用于控制信道传输功能；另一种是时域均衡器（ATE），在时域中工作，可以直接减少不完美传递函数引起的符号间干扰（ISI）。

（2）自动增益控制（AGC）技术。该技术大部分时间在正常（或最小）级操作发射机的输出功率，只有在远程接收机的电平下降时，发射机的反馈环路配置才能通过反向通信信道进行控制，输出功率逐渐达到最大值。由此，可以降低邻接系统在同一路径上的干扰，降低衰落对系统的影响，降低功率损失和非线性失真。

（3）分集技术。它是选择或合成两个以上相关度较低（即传输质量不会同时恶化）的接收机的输出，以减少衰落造成的影响。

2.3 集成电路（ASIC）技术

SDH编码微波调制、自适应均衡和交叉极化干扰补偿等技术需要大规模电路，因此需要大型集成电路（ASIC），以减少设备占用空间，增强设备功能，并有效提高系统和系统的整体稳定性，降低了维护强度。

2.4 同步技术

SDH微波主要由 SDH复用设备、微波设备和网络管理组成，因此，与 SDH光纤传输系统一样，SDH数字微波网络的运行必须具有高度稳定的同步定时，各中继和交换节点的所有数据信息准确有效地进行中继和交换，避免帧丢失，此外，SDH微波网元件还需要迅速地判断现在时钟源是否有效，如果出现，应及时清除。

SDH微波设备主要有三种同步定时方法：一是外接同步定时信号，此时设备的同步信号由外部定时源提供，常用的有 2 048 kHz和2 048 kb/s；二是从接收信号中提取定时信号，设备从接收到的微波侧或线路侧的 STM-N信号中提取时钟，作为同步信号；三是内部同步时钟源，目前所有的 SDH微波设备都具有内部定时元，以便在外部时钟源丢失的情况下可以使用内部自身的同步源。同时，SDH开销字节中的同步状态字节 S1用于发送时钟源，根据 ITU T-tg.703的建议，其 b5-b8位用于表示同步状态信息 SMM。SMM是指用于表示同步网络中时钟质量级别的一组代码，每个网元根据 SSM的解释获取上游网元的时钟同步状态信息，并根据该信息进行跟踪、切换或维护本地网元时钟的特定操作，发送时钟同步状态信息，本地网络元素到下游网络元素的距离。在实际应用中，SDH微波网络应充分利用 S1字节来防止定时环路。

3 广播电视传输中数字微波的应用

3.1 信号系统配置

在微波站的设置过程中，有必要配置更好的传输信号以形成上下过程。微波站的设置必须严格按照相关要求选择备用设备，并注意应急手动跳线端口的配置，不仅要进一步保证信号交换设备具有较好的干线报警功能、科学合理的选配功能，还需要利用本地数据接口来实现信息处理和设备管理。

3.2 传输网络系统

一般来说，SDH是使用微波技术进行信号传输的传输电路，应在主干上建立相应的保护通道。在骨干网建设过程中，传输电路可以成环，通过光缆或接触式传输网络连接，形成一个传输网络，满足相互备份的需求，通常采用星型和树型组网方式，可以大大提高传输的稳定性和安全性。在设置电路通道的过程中，确保通道符合相关规定，网管中心配有微波中继传输电路，对网管系统进行备份，网络管理信息被安排在主要服务信道中，如果主业发生变化，网络管理也会发生变化。此外，微波站应配备应急系统，并使用公共通信网络达到电路的完整性。同时，应建立相应的通信设备，所有微波站应确保离线电话。

3.3 电源系统配置

通常，使用微波传输技术传输信号时，必须在微波站外部连接两个或多个电源并使用不同的路径。在信号传输阶段，电源系统的设计必须确保电源系统的正常运行，确保电源系统的配置和设计符合要求和规定。

3.4 监测系统应用

结合当前的编程标准，有必要在后续信号应用中预先设置关键链接。在满足配置条件的前提下，对监控系统进行全面检查，以确保微波信号设计系统的全面性和科学性。在监控系统中，微波的应用可以使监控系统具有查询功能、记录功能和自动报警功能。为了确保后续设计能够满足要求，有必要根据现有干预措施对基本表格进行分类，以确保后续监测设计系统的特殊性。总之，今天广播电视的功能和服务发生了根本性的变化，从模拟电视向数字电视的过渡已经是大势所趋，网络数字电视系统将占据主导地位，微波数字技术不仅在广播电视信号的广播中发挥了重要作用，而且进一步推动了广播电视在数字化方向的发展。

4 结束语