数字微波通信系统的应用优势分析

文 松

（中国电子科技集团公司第十三研究所 河北石家庄 050000）

在信息时代这个整体背景之下，通信技术得到了蓬勃发展，而在众多通信技术之中，数字微波通信占据一席不容忽视的位置。从概念的角度看，微波是无线电波领域中的一个频带，即波长处于0.1mm～1m范围内，频率在300MHz～300GHz范围内的电磁波，统称为微波。微波的频率比普通无线电波要高，因此也会被称为超高频电磁波。从微波的传输角度看，其能够穿透玻璃、塑料制品以及瓷器，但是会被金属所反射，会被水或者食物所吸收。从根本上看，微波通信秉承了高频电磁波的相关特征，具有穿透性、选择性加热、热惯性小、似光性和似声性、非电离性、信息性等特点[1]。

微波通信属于无线通信的范畴，传播过程中并不需要固态介质支持，只需要保证信号的发送和接收端之间无障碍，就可以实现传输。这是微波通信应用于移动通信环境的根本优势所在。在实际的传输应用中，微波通信用于广播式和点对点两种模式，但是微波数字传输虽然能够实现无线通信，却存在比较严重的衰减问题，因此在实际工作中更多应用于点对点的传输。而这种传输模式，同时也提供了更好的保密和安全水平[2]。

微波通信主要应用在视距传输领域，就是保持信号的发送和接收两个端点之间无障碍，在这样的环境下才能实现微波的有效传输。但是这样一来，微波通信必然无法面对远距离传输挑战，因为过长的距离会导致地表曲线直接成为传输通路上的障碍，进一步考虑到微波数据传输自身较强的衰减特征，因此以中继的方式对其信号进行处理就成为一种必然选择。在数字微波通信体系之下通常间隔50km即设置一个中继站，中继站获取发送中的信号，并且将其中的噪声进行过滤之后再次发射。数字微波通信通过这种方式构建起链路，接力实现数据的传输，而其工作特征，也都与这种工作方式密切相关。

从工作特征的角度看，大传输容量、灵活快速部署，并且能够支持多种传输业务是微波通信系统的突出优势，与之相对，低时延以及高精度时间同步虽然也可以列为优势，但是就不显得那么突出。

从微波通信网络的建设角度看，由于同一信道不能在同一方向使用相同的频率，否则会导致微波在传输过程中受到干扰，加之其只能展开视距传输，因此微波站必须经过相关部门批准才能展开建设。这在一定程度上净化了微波传输体系的整体环境，对于质量也能有所保证[3]。

结合上述针对数字微波通信展开的分析可以确定出其主要的应用方向，应当是在灾后重建和军事领域最为见长，除此以外，在民航通导领域同样占有不容忽视的地位。归根结底，在这些领域中的应用，主要是借数字微波通信系统灵活的规划部署，以及配置成本有限的优点，除此以外，微波通信和卫星通信之间资源成本的取舍也是一个突出需要考虑的方面。在微波通信领域之中，除了其固有的优势以外，干扰是必须要关注的重点问题之一。一方面源于传输链路中的噪声必须能够实现有效的剔除，另一个方面，则是必须对系统内部的细节实现改进，才能获取到最优的数据传输效果。具体而言，有如下几个方面的重点需要关注：

（1）电路设计优化。对于微波通信体系而言，单子设备中电路回路的面积必须有所控制，在可能的情况下尽量减小回路面积，是避免共模干扰和差模干扰发生的重要举措。复杂的电路回路会产生感应电动势，进而引起设备之间的相互扰动造成磁场耦合。因此加强对于电路回路面积的控制，是降低感应电动势的重要手段，也是优化微波通信系统的有效途径。

（2）分集接收。分集接收是一种对信号接收端衰落影响进行控制的手段，从根本上看，分集接收就是在若干支路上接收相互间相关性很小的载有统一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出。分集接收框架之下，包括空间分集和频率分集，其中前者比较比较常见，具体来说，就是利用多个不同高度上的天线来实现对于同一个频率信号的接收，从而实现对于衰落的克服。除了此种形式以外，空间分集还可以利用在同一地点两个极化方向相互正交的天线发出的信号可以呈现不相关的衰落特性进行分集接收，通过此种方式来实现对于两路衰落特征无关的信号进行极化分集。

（3）阻抗匹配。在高频电子线路环境中，相邻的导线如果存在线线方向相反和通电电流值相等的情况，就可能会发生相互抵消各自产生的磁场的情况。进一步具体到微波通信领域之中，如果某一类设备存在干扰风险，但是又承担有重要任务，那么就可以利用该项规则来帮助实现电磁干扰的抑制，通常的做法是在信号传输中选用双线。除此以外，如果设备中外部导线的长度不小于微波四分之一波长情况，则应当考虑对线路展开阻抗匹配，从而来实现对于驻波现象的防治，避免微波通信框架下干扰的产生。

（4）积极发展自适应均衡技术。在微波通信领域中，接收端均衡器可以产生与信道特性相反的特性，从而来抵消信道的时变多径传播特性而造成的干扰。均衡的实现有两个方案，即频域均衡和时域均衡。前者会针对幅频特性和群时延特性展开分别的校正，而后者则是直接从时间的角度考虑，使整个微波通信系统的冲击响应能够满足无码间串扰的条件。在实际的工作中，时域均衡相对来说更为常见。

微波通信是无线通信领域中不容忽视的重要技术，同每一项技术一样，微波通信有着其自身不能克服的优劣势，因此在实际的应用环境中，也只有对其作出客观分析，才能实现合理选择和落实。