三跳微波電路電波衰落調(diào)研報告范文

　　一、**—**微波干線簡介

　　**—**微波系統(tǒng)是**局防汛和日常工作中最重要的微波干線，也是海委直管大型水庫**水庫對外唯一通信電路。該系統(tǒng)于1995年由中日兩國政府合作建設(shè)完成，站點包括**、祝官屯、臨清、館陶、**縣、**、**、**8個站（其中前三個站位于**省，后5個站位于河北�。�，干線全長288公里。以該干線為傳輸中樞，建立起了漳河、衛(wèi)運河流域較為完善的防汛通信系統(tǒng)。下圖為該干線的地理位置圖：

　　該干線自建成使用以來，在**局的防汛和日常工作中發(fā)揮著重要作用，尤其在“96.8”洪水中發(fā)揮了不可替代的作用，為抗洪救災(zāi)取得勝利提供了可靠保障，并得到部委的表揚。事實證明，該干線已經(jīng)成為**局防汛搶險的神經(jīng)線。

　　根據(jù)原信息產(chǎn)業(yè)部《關(guān)于調(diào)整1-30ghz數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)容量系列及射頻波道配置的通知》（信部無[20xx]705號）規(guī)定，該系統(tǒng)使用頻段已收回另行分配，自20xx年1月1日起將失去干擾保護(hù)，并且不得對新業(yè)務(wù)臺站產(chǎn)生干擾。因此，**局自20xx年12月起對該干線分期進(jìn)行了改造。改造后的微波工作頻段為8g，容量為155m, **—祝官屯—臨清—館陶—**縣4跳微波采用1+1設(shè)備配置，天線采用空間分集；**縣—**—**及**—**三跳微波由于資金限制，采用1+0配置，天線未采用空間分集。

　　系統(tǒng)建成投入使用后，運行基本穩(wěn)定，更高的傳輸帶寬為**局的語音、數(shù)據(jù)、視頻等各項業(yè)務(wù)的開展提供了極大的便利。但根據(jù)幾年來的實際運行效果來看，**縣—**—**及**—**三跳微波線路中斷率明顯較多，對**水庫、**局及漳河上游管理局的專網(wǎng)通信有較大影響。因此，有必要對這三跳微波電路的電波衰落情況進(jìn)行調(diào)查，對引起電路中斷的各種原因進(jìn)行分析，以期找出相應(yīng)的對策。

　　二、衰落的定義及分類

　　微波在空間傳輸中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響，導(dǎo)致接收機接收的電平隨著時間的變化而不斷起伏變化，這種現(xiàn)象就是衰落。

　　無線信道中電波的傳播不是單一路徑，而是直射波和許多路徑來的眾多反射波的合成。由于電波通過各個路徑的距離不同，因而各個路徑來的反射波到達(dá)時間不同，也就是各信號的時延不同，相位也就不同。不同相位的多個信號在接收端迭加，有時迭加而加強（方向相同），有時迭加而減弱（方向相反）。這樣，接收信號的幅度將急劇變化。這種衰落是由多種路徑引起的，所以稱為多徑衰落。 衰落的大小與氣候條件，站距的長短有關(guān)。衰落的時間長短不一，程度不一。

　　衰落根據(jù)其頻率特性又可以分為二類：非頻率選擇性衰落（又稱平衰落）和頻率選擇性衰落。

　　衰落影響：接收電平降低，無法保證正常通信；接收波形畸變，產(chǎn)生嚴(yán)重的誤碼；傳播延時變化，破壞與時延有關(guān)的同步。

　　從衰落的物理因素來看，可以分成以下幾種類型：

　�。�1）k 型衰落

　　這是由于多徑傳輸產(chǎn)生的干涉型衰落，它是由直射波和反射波在到達(dá)接收端時，由于行程差，使它們的相位不一樣，在疊加時產(chǎn)生的電波衰落。由于這種衰落與行程差δr 有關(guān)，而δr 是隨大氣的折射參數(shù)k 值的變化而變化的，故稱為k 型衰落。這種衰落在水面，湖泊，平滑的地面時顯得特別嚴(yán)重。

　�。�2）波導(dǎo)型衰落

　　由于氣象的影響，大氣層中會形成不均勻的結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁波通過這些不均勻?qū)訒r將產(chǎn)生超折射現(xiàn)象，稱為大氣波導(dǎo)傳播。若微波射線通過大氣波導(dǎo)，而收，發(fā)兩點在波導(dǎo)層外，則接收點的電場強度除了有直線波和地面反射波以外，還有“波導(dǎo)層”以外的反射波，形成嚴(yán)重的干擾型衰落，造成通信的中斷。

　　一般認(rèn)為k型衰落持續(xù)時間相對較短，衰落程度較淺，且變化快，很少能夠中斷通信；而波導(dǎo)型衰落持續(xù)時間長，衰落程度深，極易造成通信長時間中斷。

　　（3）閃爍衰落

　　對流層中的大氣湍流形成的不均勻的塊式層狀物使介電系數(shù)ε與周圍的不同，當(dāng)微波射線射到上面時，將使電波向周圍輻射，形成對流層散射。此時接收點也可以接收到多徑傳來的這種散射波，它們的振幅和相位是隨機的，這就使接收點的場強的振幅發(fā)生變化，稱之為閃爍衰落。這種衰落持續(xù)時間短，電平變化小，一般不會造成通信的中斷。

　　三、**縣—**等三跳微波電路衰落調(diào)查

　　3.1 衰落情況測試及觀察

　　從微波系統(tǒng)及語音交換機的網(wǎng)管系統(tǒng)的運行記錄來看，**水庫及**局交換機與**局中心交換機的2m連接有時會快速中斷，然后自行恢復(fù)，而臨清局的交換機則基本無中斷現(xiàn)象。因此需要對各段電路的誤碼性能進(jìn)行測試分析，找出誤碼率較高的傳輸區(qū)段。嫌疑最大的就是那三跳無空間分集的線路。于是，在**中心站機房架設(shè)誤碼儀，對**—**縣段及**—**段同時進(jìn)行長時間誤碼測試，結(jié)果表明：**—**縣段傳輸質(zhì)量非常好，而**—**段則出現(xiàn)了較高的誤碼率，這就說明了**縣—**段的傳輸質(zhì)量不太理想。用同樣的方法也證明了**縣—**段存在同樣問題。因此需要對以上三跳微波電路進(jìn)行進(jìn)一步的誤碼測試。于是把誤碼儀安裝到**站，對**—**縣、**—**、**—**三跳微波逐一進(jìn)行誤碼測試，七天的測試結(jié)果如下：

　　**—**縣段誤碼測試結(jié)果

　　**—**段誤碼測試結(jié)果

　　**—**段誤碼測試結(jié)果

　　從以上測試結(jié)果可以看出：三跳微波傳輸質(zhì)量皆不理想，衰落往往能導(dǎo)致系統(tǒng)中斷，而尤以**—**段為甚。

　　通過微波網(wǎng)管系統(tǒng)得到的接收電平可以更直觀地對衰落情況進(jìn)行觀察。以下就是抽取的比較典型的各段電路傳輸衰落時的接收電平曲線：

　　**—**縣段衰落時的接收電平曲線圖

　　**—**段衰落時的接收電平曲線圖

　　**—**段衰落時的接收電平曲線圖

　　微波系統(tǒng)接收機門限電平為-70dbm，從各個曲線圖中可以很直觀地看到系統(tǒng)中斷的情形。閃爍衰落的情形也有，但由于電平浮動的幅度較小，對傳輸質(zhì)量影響不大，在此不予考慮。

　　3.2 實際傳輸路徑調(diào)查

　　從1/50000地圖可以看出：**縣—**—**二傳輸區(qū)段的地形為平原，中間沒有大的水面；而**—**段的傳輸斷面為b型和c型，傳輸距離較遠(yuǎn)（36.5公里），衰落的情況也最嚴(yán)重，因此著重對此段傳輸路徑進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。

　　下圖為該段傳輸路徑實地勘察路線的示意圖。

　　情況說明：

　　從**出發(fā)，沿電波傳輸路徑進(jìn)行勘察，路線確定的依據(jù)為1/50000地圖和gps。

　　從**至鐵路，地形為平原，傳輸反射點（19.6公里處）為高速公路附近，周圍沒有水面，但雨后可能會有積水）；離**28km處有一孤立山丘，其海拔為129米，根據(jù)設(shè)計計算的余隙值（65米），此山丘的高度在k值變化時不足以引入傳輸損耗；再往前直至**為起伏山丘。

　　在**站和**站的鐵塔上沿傳輸方向用望遠(yuǎn)鏡瞭望，沒有發(fā)現(xiàn)可能的阻擋物。

　　四、 衰落調(diào)查結(jié)論及應(yīng)對措施

　　4.1 調(diào)查結(jié)論

　　三跳電路的反射點均在平原地帶，在下雨及大面積灌溉時容易導(dǎo)致k型衰落，造成電波的深衰落。在干旱的季節(jié)會比較穩(wěn)定，這也和實際情況基本吻合。

　　在晚19：00至次日晨8：30，是極易形成大氣波導(dǎo)的時段，這時容易發(fā)生衰落時間較長、幅度較大的波導(dǎo)型衰落。

　　由于本微波系統(tǒng)容量較大，傳輸信號的帶寬較寬，容易導(dǎo)致頻率選擇性衰落，這時的信號電平并沒有大的起伏，但信號頻譜變形嚴(yán)重，導(dǎo)致誤碼增多，嚴(yán)重時也會引起傳輸中斷。

　　4.2 應(yīng)對措施

　　一般地，應(yīng)對衰落的主要措施有：

　　（1）自適應(yīng)均衡技術(shù)

　　所謂均衡就是接收端的均衡器產(chǎn)生與信道特性相反的特性，用來抵消信道的時變多徑傳播特性引起的干擾。這項技術(shù)在該微波系統(tǒng)中已應(yīng)用，但不能有效抗拒程度較深的衰落。

　�。�2）頻率分集（fd）

　　用兩個以上的頻率同時傳送一個信號，在接收端對不同頻率的信號進(jìn)行合成，利用電磁波在不同頻率下的不同行程來減少或消除影響。但由于無線電主管部門給予該微波線路僅一對頻點，對于本套系統(tǒng)無法實施。

　�。�3）空間分集（sd）

　　在接收端架幾副高度不同的天線，利用電磁波到達(dá)各接收天線的不同行程來減少衰減。下圖就是**—祝官屯段的分集接收對抗衰落的曲線圖：

　　上圖可以明顯看到1#和2#接收系統(tǒng)在衰落發(fā)生時的保護(hù)作用：1#天線接收信號衰落時，2#天線接收信號正常，反之亦然，這樣通過切換裝置，系統(tǒng)的接收信號始終在門限電平之上，維持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。這表明空間分集接收對相位干擾型衰落是非常有效的，對于該套微波系統(tǒng)也是可行的。

　　**、**、**、**縣的鐵塔均在70米以上，高度完全可以滿足分集天線的余隙要求。根據(jù)對三跳微波電路采用空間分集后的電路傳輸指標(biāo)計算及其他已分集區(qū)段的運行情況，可以判定：只要計算好分集天線的高差，就能夠有效的消除衰落的影響，從而大大提高電路的穩(wěn)定性，同時，升級后的1+1設(shè)備配置對設(shè)備故障判定和故障處理，會更加準(zhǔn)確和容易，增加系統(tǒng)運行的可靠性。

　　總之：針對**縣—**—岳成、**—**三跳微波時有中斷問題，我們進(jìn)行了長時間的調(diào)查分析，其中做了路由地面的調(diào)查、儀器測試、與通訊質(zhì)量好的區(qū)段比較以及計算分析等方法，找準(zhǔn)了主要原因，同時調(diào)查分析了解決問題的主要方法。認(rèn)為：增加上述三跳站微波設(shè)備至1+1是解決問題的最好途徑。

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